CN112080046A - 一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料 - Google Patents
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Abstract
该发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料。由以下质量份原料组成，烟片胶100份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～2份、防老剂RD 1～3份、防老剂4010NA 1～2份、防老剂4020 1～2份、微晶蜡9332F 2～5份、硅烷偶联剂Si‑669/G 3～5份、PAPI 0.5～1.5份、炭黑N330 20～40份、炭黑N660 30～60份、硫酸钡10～30份、芳烃油Tudalen 84 5～20份、硫磺2～3份、促进剂CZ 1～2份，IDH 0.5～1份、Perkalink 900 2～4份。本发明通过合理调整配方体系，可以显著提高天然橡胶的耐疲劳寿命、耐温性，以及抗硫化返原性能。
Description
技术领域
该发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料。
背景技术
橡胶行业在不断的发展过程中，橡胶制品在航空航天、汽车、工业制品等领域的应用越来越广泛，但是对橡胶的要求也越来越苛刻。汽车减振类产品大多用天然橡胶，为了提高天然橡胶的耐老化、耐磨性、抗疲劳寿命等技术性能，大多会并用BR(顺丁橡胶)、SBR(丁苯橡胶)，随着合成橡胶的不断的发展，有些公司也会并用TPI(反式聚异戊二烯橡胶)、TBIR(反式丁戊橡胶)等，但是在并用的同时也会损失部分天然橡胶的特有性能，例如：并用BR橡胶会降低拉伸强度，综合加工性能变弱；并用SBR，橡胶产品硫化和使用过程中生热较快；并用TPI生产时，由于其生胶较硬，不易加工。在并用其他胶料的同时，由于分子结构的不同，门尼粘度等的差异都会影响不同胶料的共混。
由此可知，天然橡胶的制备组分选用不当，会对天然橡胶的性能造成一定度上的破坏，使天然橡胶的耐疲劳寿命、耐温性，以及抗硫化返原性能上难以满足汽车减振内产品的技术要求。
发明内容
本发明的目的在提供一种耐高温抗疲劳天然橡胶配置原料，用以提高天然橡胶的耐疲劳寿命、天然橡胶的耐温性，以及天然橡胶的抗硫化返原性能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料，由以下质量份原料组成，烟片胶100份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～2份、防老剂RD1～3份、防老剂4010NA 1～2份、防老剂40201～2份、微晶蜡9332F 2～5份、硅烷偶联剂Si-669/G 3～5份、PAPI 0.5～1.5份、炭黑N33020～40份、炭黑N66030～60份、硫酸钡10～30份、芳烃油Tudalen 845～20份、硫磺2～3份、促进剂CZ 1～2份，IDH 0.5～1份、Perkalink9002～4份。
进一步限定，包括以下质量分组成，烟片胶100份、氧化锌5～7份、硬脂酸1～2份、防老剂RD 1～3份、防老剂4010NA 1～2份、防老剂40201～2份、微晶蜡9332F 3～5份、硅烷偶联剂Si-669/G 3～5份、PAPI 0.5～1.5份、炭黑N33025～35份、炭黑N66040～60份、硫酸钡15～25份、芳烃油Tudalen 8410～20份、硫磺2～3份、促进剂CZ 1～2份，IDH 0.6～0.8份、Perkalink 9002.5～3.5份。
优选地，包括以下质量份原料组成，烟片胶100份、氧化锌3份、硬脂酸1份、防老剂RD 1份、防老剂4010NA 2份、防老剂40201.5份、微晶蜡9332F 5份、硅烷偶联剂Si-669/G 3份、PAPI 0.5份、炭黑N33020份、炭黑N66060份、硫酸钡10份、芳烃油Tudalen 845份、硫磺2份、促进剂CZ 1份，IDH 0.5份、Perkalink 9002份。
优选地，包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌5份、硬脂酸1.5份、防老剂RD 2份、防老剂4010NA 2份、防老剂40201.5份、微晶蜡9332F 4份、硅烷偶联剂Si-669/G3份、PAPI 0.5份、炭黑N33025份、炭黑N66050份、硫酸钡15份、芳烃油Tudalen 8420份、硫磺2份、促进剂CZ 1份，IDH 0.6份、Perkalink 9002.5份。
优选地，包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌6份、硬脂酸1.5份、防老剂RD 2份、防老剂4010NA 2份、防老剂40202份、微晶蜡9332F 3份、硅烷偶联剂Si-669/G 4份、PAPI 1份、炭黑N33030份、炭黑N66040份、硫酸钡20份、芳烃油Tudalen 8415份、硫磺3、促进剂CZ 1.5份，IDH 0.7份、Perkalink 9003份。
优选地，包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌7份、硬脂酸1.5份、防老剂RD 2份、防老剂4010NA 2份、防老剂40202份、微晶蜡9332F 2份、硅烷偶联剂Si-669/G 4份、PAPI 1份、炭黑N33035份、炭黑N66040份、硫酸钡25份、芳烃油Tudalen 8410份、硫磺3份、促进剂CZ 1.5份，IDH 0.8份、Perkalink 9003.5份。
优选地，包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌8份、硬脂酸2份、防老剂RD 3份、防老剂4010NA 1份、防老剂40201份、微晶蜡9332F 2份、硅烷偶联剂Si-669/G 5份、PAPI 1.5份、炭黑N33040份、炭黑N66030份、硫酸钡30份、芳烃油Tudalen 845份、硫磺2份、促进剂CZ 2份，IDH 1份、Perkalink 9004份。
本技术方案的技术效果如下，本发明通过合理的调整配方体系，在原有的配方基础上进行改进，改进之后的配方内加入合理质量分的PAPI，以提高天然橡胶的耐疲劳性能，加入合理质量分的IDH，以提高天然橡胶的耐热老化性能，加入合理质量分的硫酸钡，以提高天然橡胶的耐疲劳性能，加入合理质量分的橡胶加工助剂Perkalink 900，以提高天然橡胶的抗硫化返原性能，根据改进之后的配方所制成NR混炼胶加工性能优异，有较好的综合物理性能，在合适配比调制下，所能得到各项物理性能如下，拉伸强度可以达到17MPa，拉断伸长率可以达到400％，耐老化80℃*96h，硬度变化≤+5，拉伸强度变化率≤15，拉断伸长率≤-15，屈挠寿命≥150万次，相较于原有的天然橡胶在耐疲劳寿命、耐温性，以及抗硫化返原性能上具有极大的提升。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做详细说明：
实施例1
一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料，由以下质量份原料组成，烟片胶100份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～2份、防老剂RD 1～3份、防老剂4010NA 1～2份、防老剂40201～2份、微晶蜡9332F 2～5份、硅烷偶联剂Si-669/G 3～5份、PAPI 0.5～1.5份、炭黑N33020～40份、炭黑N66030～60份、硫酸钡10～30份、芳烃油Tudalen 845～20份、硫磺2～3份、促进剂CZ 1～2份，IDH 0.5～1份、Perkalink 9002～4份。
对上述的天然橡胶配制原料最进一步限定，包括以下质量分组成，烟片胶100份、氧化锌5～7份、硬脂酸1～2份、防老剂RD 1～3份、防老剂4010NA 1～2份、防老剂40201～2份、微晶蜡9332F 3～5份、硅烷偶联剂Si-669/G 3～5份、PAPI 0.5～1.5份、炭黑N33025～35份、炭黑N66040～60份、硫酸钡15～25份、芳烃油Tudalen 8410～20份、硫磺2～3份、促进剂CZ 1～2份，IDH 0.6～0.8份、Perkalink 9002.5～3.5份。
以下是对上述配方中的部分组成原料进行解释，以便于理解，天然橡胶，英文名Natural Rubber，缩写NR，烟片胶在本技术方案中指的是将天然橡胶乳稀释、加酸凝聚，所得胶料经滚筒滚压后再经树烟熏干所得到的产物。PAPI,主要组分为多官能团马来酰亚胺，在NR胶料中直接参与硫化反应,增大胶料的交联密度、硬度和撕裂强度,改善胶料的抗硫化返原性能,提高胶料的阻尼性能、耐疲劳性能和与金属粘合性能,有利于延长减震橡胶制品的使用寿命。
本文所述防老剂RD为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物。
防老剂4010NA为N-异丙基-N`-苯基对苯二胺。
防老剂4020为N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺。
促进剂CZ为N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺。
IDH为酰肼类化合物。
Perkalink 900为1,3-双(柠康酰亚氨甲基)苯。
IDH能与天然橡胶分子链末端的醛基反应，能明显降低动态生热，减轻橡胶在制作过程中的橡胶的臭味，且能明显提高橡胶的弹性。
硬脂酸在本发明中具有如下作用，(1)软化和增塑的作用；(2)作为外润滑剂；(3)有利用炭黑和氧化锌的充分扩散。
其中，本发明加入PAPI，以提高天然橡胶的耐疲劳性能。
本发明加入IDH，以提高天然橡胶的耐热老化性能。
本发明加入硫酸钡，以提高天然橡胶的耐疲劳性能。
本发明加入Perkalink 900，以提高天然橡胶的抗硫化返原性能。
本发明采用炭黑N330、炭黑N660，软化剂选用芳烃油。
其中主要原材料来源：
烟片胶，泰国洪曼丽；SI-669/G，亚特曼化工有限公司；炭黑N330、炭黑N660，卡博特(中国)投资有限公司；PAPI多马来酰亚胺、IDH，大冢化学株式会社；Perkalink 900,朗盛化学；硫酸钡，昆山安浙橡塑。
实施例2
实施例2是在实施例1的基础上所选取的一种优选方案，从实施例1中的各项配料重量份范围内中选取确定的重量份值，然后进行天然橡胶的炼制，用得到的天然橡胶进行物理性能测试，用得出的各项物理性能试验结果，对实施例1中的进行论证，各项原料重量份配比如下：
包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌3份、硬脂酸1份、防老剂RD 1份、防老剂4010NA 2份、防老剂40201.5份、微晶蜡9332F 5份、硅烷偶联剂Si-669/G 3份、PAPI0.5份、炭黑N33020份、炭黑N66060份、硫酸钡10份、芳烃油Tudalen 845份、硫磺2份、促进剂CZ 1份，IDH 0.5份、Perkalink 9002份。
根据实施例2中配比所得到的各项物理性能如下：
| 常态物理性能 | 技术要求 | 实验结果 |
| 硬度，A | 60±5 | 63 |
| 拉伸强度，MPa | ≥12 | 17.8 |
| 拉断伸长率，％ | ≥300 | 456.8 |
| 热老化80℃×96h | ||
| 硬度变化，A | ±15 | +3 |
| 拉伸强度变化率，％ | ≤-25 | +11 |
| 拉断伸长率变化率，％ | ≤-25 | -12 |
| 压缩永久变形80℃×24h | ≤30 | 28 |
| 屈挠寿命，万次 | ≥100 | 161 |
实施例3
实施例3是在实施例1的基础上所选取的第二种优选方案，从实施例1中的各项配料重量份范围内中选取确定的重量份值，然后进行天然橡胶的炼制，用得到的天然橡胶进行物理性能测试，用得出的各项物理性能试验结果，对实施例1中的进行论证，各项原料重量份配比如下：
包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌5份、硬脂酸1.5份、防老剂RD 2份、防老剂4010NA 2份、防老剂40201.5份、微晶蜡9332F 4份、硅烷偶联剂Si-669/G 3份、PAPI 0.5份、炭黑N33025份、炭黑N66050份、硫酸钡15份、芳烃油Tudalen 8420份、硫磺2份、促进剂CZ 1份，IDH 0.6份、Perkalink 9002.5份。
根据实施例3中配比所得到的各项物理性能如下：
| 常态物理性能 | 技术要求 | 实验结果 |
| 硬度，A | 60±5 | 62 |
| 拉伸强度，MPa | ≥12 | 17.1 |
| 拉断伸长率，％ | ≥300 | 426.7 |
| 热老化80℃×96h | ||
| 硬度变化，A | ±15 | +3 |
| 拉伸强度变化率，％ | ≤-25 | +8 |
| 拉断伸长率变化率，％ | ≤-25 | -10 |
| 压缩永久变形80℃×24h | ≤30 | 26 |
| 屈挠寿命，万次 | ≥100 | 192 |
实施例4
实施例4是在实施例1的基础上所选取的第三种优选方案,从实施例1中的各项配料重量份范围内中选取确定的重量份值，然后进行天然橡胶的炼制，用得到的天然橡胶进行物理性能测试，用得出的各项物理性能试验结果，对实施例1中的进行论证，各项原料重量份配比如下：
包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌6份、硬脂酸1.5份、防老剂RD 2份、防老剂4010NA 2份、防老剂40202份、微晶蜡9332F 3份、硅烷偶联剂Si-669/G 4份、PAPI1份、炭黑N33030份、炭黑N66040份、硫酸钡20份、芳烃油Tudalen 8415份、硫磺3、促进剂CZ1.5份，IDH 0.7份、Perkalink 9003份。
根据实施例4中配比所得到的各项物理性能如下：
| 常态物理性能 | 技术要求 | 实验结果 |
| 硬度，A | 60±5 | 63 |
| 拉伸强度，MPa | ≥12 | 18.5 |
| 拉断伸长率，％ | ≥300 | 436.7 |
| 热老化80℃×96h | ||
| 硬度变化，A | ±15 | +2 |
| 拉伸强度变化率，％ | ≤-25 | +6 |
| 拉断伸长率变化率，％ | ≤-25 | -8 |
| 压缩永久变形80℃×24h | ≤30 | 26 |
| 屈挠寿命，万次 | ≥100 | 223 |
实施例5
实施例5是在实施例1的基础上所选取的第四种优选方案,从实施例1中的各项配料重量份范围内中选取确定的重量份值，然后进行天然橡胶的炼制，用得到的天然橡胶进行物理性能测试，用得出的各项物理性能试验结果，对实施例1中的进行论证，各项原料重量份配比如下：
包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌7份、硬脂酸1.5份、防老剂RD 2份、防老剂4010NA 2份、防老剂40202份、微晶蜡9332F 2份、硅烷偶联剂Si-669/G 4份、PAPI1份、炭黑N33035份、炭黑N66040份、硫酸钡25份、芳烃油Tudalen 8410份、硫磺3份、促进剂CZ 1.5份，IDH 0.8份、Perkalink 9003.5份。
根据实施例5中配比所得到的各项物理性能如下：
| 常态物理性能 | 技术要求 | 实验结果 |
| 硬度，A | 60±5 | 59 |
| 拉伸强度，MPa | ≥12 | 18.3 |
| 拉断伸长率，％ | ≥300 | 487.6 |
| 热老化80℃×96h | ||
| 硬度变化，A | ±15 | +2 |
| 拉伸强度变化率，％ | ≤-25 | +5 |
| 拉断伸长率变化率，％ | ≤-25 | -7 |
| 压缩永久变形80℃×24h | ≤30 | 25 |
| 屈挠寿命，万次 | ≥100 | 246 |
实施例6
实施例6是在实施例1的基础上所选取的第五种优选方案,从实施例1中的各项配料重量份范围内中选取确定的重量份值，然后进行天然橡胶的炼制，用得到的天然橡胶进行物理性能测试，用得出的各项物理性能试验结果，对实施例1中的进行论证，各项原料重量份配比如下：
包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌8份、硬脂酸2份、防老剂RD 3份、防老剂4010NA 1份、防老剂40201份、微晶蜡9332F 2份、硅烷偶联剂Si-669/G 5份、PAPI1.5份、炭黑N33040份、炭黑N66030份、硫酸钡30份、芳烃油Tudalen 845份、硫磺2份、促进剂CZ2份，IDH 1份、Perkalink 9004份。
根据实施例6中配比所得到的各项物理性能如下：
根据实施例2到实施例6可知，在原材料不同重量配比下，所得到的各项物理性能有所不同，在实施例1中各项配料重量份范围内进行选取确定的重量份值炼制的天然橡胶，各项常态物理性能均满足或者优于天然橡胶生产过程中的技术要求，由此可以得知，按照本发明进行炼制的天然橡胶在耐疲劳寿命、耐温性，以及抗硫化返原性能上得到极大的提升。
需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求书中的内容。
Claims (7)
1.一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料，其特征在于：由以下质量份原料组成，烟片胶100份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～2份、防老剂RD 1～3份、防老剂4010NA 1～2份、防老剂4020 1～2份、微晶蜡9332F 2～5份、硅烷偶联剂Si-669/G 3～5份、PAPI 0.5～1.5份、炭黑N330 20～40份、炭黑N660 30～60份、硫酸钡10～30份、芳烃油Tudalen 845～20份、硫磺2～3份、促进剂CZ 1～2份，IDH 0.5～1份、Perkalink 9002～4份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料，其特征在于：包括以下质量分组成，烟片胶100份、氧化锌5～7份、硬脂酸1～2份、防老剂RD 1～3份、防老剂4010NA 1～2份、防老剂4020 1～2份、微晶蜡9332F 3～5份、硅烷偶联剂Si-669/G 3～5份、PAPI 0.5～1.5份、炭黑N330 25～35份、炭黑N660 40～60份、硫酸钡15～25份、芳烃油Tudalen 84 10～20份、硫磺2～3份、促进剂CZ 1～2份，IDH 0.6～0.8份、Perkalink 9002.5～3.5份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料，其特征在于：包括以下质量份原料组成，烟片胶100份、氧化锌3份、硬脂酸1份、防老剂RD 1份、防老剂4010NA 2份、防老剂4020 1.5份、微晶蜡9332F 5份、硅烷偶联剂Si-669/G 3份、PAPI 0.5份、炭黑N330 20份、炭黑N660 60份、硫酸钡10份、芳烃油Tudalen 84 5份、硫磺2份、促进剂CZ 1份，IDH 0.5份、Perkalink 900 2份。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料，其特征在于：包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌5份、硬脂酸1.5份、防老剂RD 2份、防老剂4010NA2份、防老剂4020 1.5份、微晶蜡9332F 4份、硅烷偶联剂Si-669/G 3份、PAPI 0.5份、炭黑N330 25份、炭黑N660 50份、硫酸钡15份、芳烃油Tudalen 84 20份、硫磺2份、促进剂CZ 1份，IDH 0.6份、Perkalink 900 2.5份。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料，其特征在于：包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌6份、硬脂酸1.5份、防老剂RD 2份、防老剂4010NA2份、防老剂4020 2份、微晶蜡9332F 3份、硅烷偶联剂Si-669/G 4份、PAPI 1份、炭黑N33030份、炭黑N660 40份、硫酸钡20份、芳烃油Tudalen 84 15份、硫磺3、促进剂CZ 1.5份，IDH0.7份、Perkalink 900 3份。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料，其特征在于：包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌7份、硬脂酸1.5份、防老剂RD 2份、防老剂4010NA2份、防老剂4020 2份、微晶蜡9332F 2份、硅烷偶联剂Si-669/G 4份、PAPI 1份、炭黑N33035份、炭黑N660 40份、硫酸钡25份、芳烃油Tudalen 84 10份、硫磺3份、促进剂CZ 1.5份，IDH 0.8份、Perkalink 900 3.5份。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料，其特征在于：包括以下质量分原料组成，烟片胶100份、氧化锌8份、硬脂酸2份、防老剂RD 3份、防老剂4010NA 1份、防老剂4020 1份、微晶蜡9332F 2份、硅烷偶联剂Si-669/G 5份、PAPI 1.5份、炭黑N33040份、炭黑N660 30份、硫酸钡30份、芳烃油Tudalen 84 5份、硫磺2份、促进剂CZ 2份，IDH 1份、Perkalink 900 4份。
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| CN202010986107.3A CN112080046A (zh) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | 一种耐高温高抗疲劳天然橡胶配制原料 |
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|---|---|---|---|---|
| CN112940357A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-11 | 中国重汽集团济南动力有限公司 | 一种耐热老化性好且疲劳寿命高的橡胶材料和应用 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104592559A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 青岛旺裕橡胶制品有限公司 | 载重子午线轮胎胎面胶配方 |
| CN104693496A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 青岛三汇橡胶机械制造有限公司 | 可曲挠耐油橡胶 |
| CN110283364A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-27 | 大冢材料科技（上海）有限公司 | 一种用于安全轮胎胎侧的橡胶组合物及其制备方法 |
-
2020
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