CN116790051B - 一种吸盘用橡胶材料及其制备方法和车载橡胶吸盘 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及车载橡胶吸盘加工技术领域,具体公开了一种吸盘用橡胶材料及其制备方法和车载橡胶吸盘。吸盘用橡胶材料主要由以下重量份的原料制成:丁腈橡胶80‑90份、酚醛树脂10‑20份、填充油6‑10份、氧化锌4‑6份、氧化镁2‑4份、硬脂酸1‑2份、促进剂1‑2份、硫磺1‑2份、N‑(1,3‑二甲基)丁基‑N'‑苯基对苯二胺0.5‑1.5份、N‑(4‑苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺0.5‑1.5份、炭黑40‑50份、白炭黑10‑20份、改性硫酸钙晶须10‑20份。该橡胶材料具有高力学性能、高耐热老化性、高耐磨性的优点,满足市场需求。
Description
技术领域
本申请涉及车载橡胶吸盘加工技术领域,更具体地说,它涉及一种吸盘用橡胶材料及其制备方法和车载橡胶吸盘。
背景技术
随着社会的发展和生活水平的提高,越来越多的人选择开车出行。为了便于汽车的行驶,常常采用橡胶吸盘在汽车上安装GPS,GPS为全球定位***,其能够提供准确的定位服务。而橡胶吸盘对GPS起到固定作用,其具有安装方便、不损坏被吸工件、可随意移动的优点,受到广泛的喜爱和应用。
在橡胶吸盘的加工中,通常在丁腈橡胶中添加补强剂、防老化剂、硫化剂、填充剂、促进剂等。补强剂一般首选炭黑,其表面含有大量的活性基团,能够和原料形成物理或化学结合,而且还能够在橡胶材料中形成吸附层,增大分子间引力,达到增强橡胶材料耐热老化性以及耐磨性的效果。然而,申请人在实际加工中发现,虽然炭黑能够起到补强作用,但是,随着炭黑添加量的增加,其对橡胶材料的性能提高有限,无法进一步增强橡胶材料的耐热老化性以及耐磨性。
发明内容
为了增加橡胶材料的耐热老化性以及耐磨性,本申请提供一种吸盘用橡胶材料及其制备方法和车载橡胶吸盘。
第一方面,本申请提供一种吸盘用橡胶材料,采用如下的技术方案:
一种吸盘用橡胶材料,其主要由以下重量份的原料制成:丁腈橡胶80-90份、酚醛树脂10-20份、填充油6-10份、氧化锌4-6份、氧化镁2-4份、硬脂酸1-2份、促进剂1-2份、硫磺1-2份、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺0.5-1.5份、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺0.5-1.5份、炭黑40-50份、白炭黑10-20份、改性硫酸钙晶须10-20份;
所述改性硫酸钙晶须为硫酸钙晶须经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷、己二酰二胺、3-丁烯酸乙酯处理获得。
通过采用上述技术方案,本申请的橡胶材料,拉伸强度>18MPa、48h老化拉伸强度损失率<3%、120h老化拉伸强度损失率<5%、磨损量<30mg/100r,使其具有高力学性能、高耐热老化性、高耐磨性的优点,表现出良好的综合性能,满足市场需求。
在原料中添加炭黑,其是一种常用的补强剂,能够有效的增加橡胶材料的耐热老化性以及耐磨性。在此基础上,用白炭黑、改性硫酸钙晶须替换部分炭黑,且形成炭黑、白炭黑、改性硫酸钙晶须共存的情况。白炭黑的内部具有大量的孔隙,而且表面含有大量活性基团,能够和橡胶原料形成化学键、氢键,增加原料的相互作用。硫酸钙晶须为针状,其能够增强橡胶材料的三维网状结构,而且,硫酸钙晶须经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷、己二酰二胺、3-丁烯酸乙酯处理后,表面含有大量的硅氧基、酰基、酰亚胺基,有效的增加原料之间的相容性以及相互作用,提高硫酸钙晶须的使用效果。本申请中的橡胶材料,在添加炭黑的基础上,用白炭黑、改性硫酸钙晶须替换部分炭黑,且利用其之间的协同增效,显著增强橡胶材料的拉伸强度,并大大降低了橡胶材料的老化拉伸强度损失率以及磨损量,使橡胶材料表现出更优的综合性能。
可选的,所述改性硫酸钙晶须采用以下方法制备:
T1、在水中加入第一份γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合,然后加入硫酸钙晶须,超声处理20-40min,搅拌处理3-5h,过滤,洗涤,烘干,获得硅烷接枝硫酸钙晶须;
T2、在温度为60-70℃下,于乙醇中加入硅烷接枝硫酸钙晶须,超声处理20-40min,之后加入第一份3-丁烯酸乙酯,搅拌处理9-11h,之后加入第一份己二酰二胺,搅拌处理9-11h,之后加入第二份3-丁烯酸乙酯,搅拌处理9-11h,之后加入第二份己二酰二胺,搅拌处理9-11h,之后加入第三份3-丁烯酸乙酯,搅拌处理9-11h,之后加入第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌处理9-11h,过滤,洗涤,烘干,获得改性硫酸钙晶须。
可选的,所述硫酸钙晶须、第一份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、第一份3-丁烯酸乙酯、第一份己二酰二胺、第二份3-丁烯酸乙酯、第二份己二酰二胺、第三份3-丁烯酸乙酯、第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量配比为(18-22):(4-6):(4.5-5.5):(5.5-7.5):(9-11):(11-15):(18-22):(35-45)。
γ-氨丙基三乙氧基硅中含有硅氧基、胺基,己二酰二胺中含有两个酰基、两个胺基,3-丁烯酸乙酯中含有碳碳双键、酯基。首先将第一份γ-氨丙基三乙氧基硅接枝到硫酸钙晶须上,硅烷接枝硫酸钙晶须中的胺基和第一份3-丁烯酸乙酯中的碳碳双键发生加成,并增加支链数,然后产物中的酯基和第一份己二酰二胺中的胺基发生酰胺,并增加支链长度。之后产物中的胺基和第二份3-丁烯酸乙酯中的碳碳双键发生加成,进一步增加支链数,然后产物中的酯基和第二份己二酰二胺中的胺基发生酰胺,进一步增加支链长度。然后产物中的胺基和第三份3-丁烯酸乙酯中的碳碳双键发生加成,进一步增加支链数,然后产物中的酯基和第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的胺基发生酰胺,进一步增加支链长度,并在支链末端引入大量硅氧基。
本申请的改性硫酸钙晶须的制备方法中,分步骤加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷、己二酰二胺、3-丁烯酸乙酯,使其交替进行加成、酰胺反应,并使硫酸钙晶须表面含有大量硅氧基、酰基、酰亚胺基,增加硫酸钙晶须和炭黑、白炭黑的相互作用,提高橡胶材料的拉伸强度以及耐热老化性,使橡胶材料表现出更优的性能。
进一步的,改性硫酸钙晶须的制备方法中,硫酸钙晶须、水、乙醇的重量配比为(9-11):(70-130):(70-130)。优选的,硫酸钙晶须、水、乙醇的重量配比为1:10:10。
可选的,所述改性硫酸钙晶须的制备中,
第一份3-丁烯酸乙酯以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕;
第一份己二酰二胺以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕;
第二份3-丁烯酸乙酯以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕;
第二份己二酰二胺以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕;
第三份3-丁烯酸乙酯以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕;
第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕。
通过采用上述技术方案,第一份3-丁烯酸乙酯、第一份己二酰二胺、第二份3-丁烯酸乙酯、第二份己二酰二胺、第三份3-丁烯酸乙酯、第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷均采用滴加的方式加入到乙醇中,便于反应。
可选的,所述硫酸钙晶须的平均直径为1-5μm,硫酸钙晶须的平均长度为10-50μm。
可选的,所述炭黑的平均粒度为100-200μm;所述白炭黑的平均粒度为50-100μm。
通过采用上述技术方案,对硫酸钙晶须的平均长度、平均直径进行优化,同时,还对炭黑、白炭黑的平均粒度进行优化,不仅便于硫酸钙晶须、炭黑、白炭黑的选择,而且便于改性硫酸钙晶须、炭黑、白炭黑的分散,同时增强其之间的相互作用,提高橡胶材料的性能。
在一个实施例中,硫酸钙晶须的平均直径为2μm,硫酸钙晶须的平均长度为35μm。其也可以根据需要将硫酸钙晶须的平均直径设置为1μm、3μm、4μm、5μm等,也可以根据需要将硫酸钙晶须的平均长度设置为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm等。
在一个实施例中,炭黑的平均粒度为150μm。白炭黑的平均粒度为70μm。其也可以根据需要将炭黑的平均粒度设置为100μm、120μm、130μm、170μm、180μm、200μm等。也可以根据需要将白炭黑的平均粒度设置为50μm、60μm、80μm、90μm、100μm等。
可选的,所述填充油为环烷油、芳烃油、石蜡油中的一种或几种。
通过采用上述技术方案,环烷油、芳烃油、石蜡油均能够改善橡胶材料的弹性,便于橡胶材料的加工。而且,环烷油、芳烃油、石蜡油来源丰富,容易获得。
可选的,所述促进剂为2-硫醇基苯并噻唑、1,2-亚乙基硫脲、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种或几种。
通过采用上述技术方案,2-硫醇基苯并噻唑、1,2-亚乙基硫脲、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺均能够促进硫化,降低硫化温度,缩短硫化时间。且促进剂在2-硫醇基苯并噻唑、1,2-亚乙基硫脲、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺中选择时,均能够达到预期效果。
进一步的,丁腈橡胶为氢化丁腈橡胶。酚醛树脂为对叔丁基酚醛树脂。
第二方面,本申请提供一种上述所述的吸盘用橡胶材料的制备方法,采用如下的技术方案:
一种上述所述的吸盘用橡胶材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、在丁腈橡胶中加入酚醛树脂,混炼处理2-4min,之后加入氧化镁、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺,混炼处理10-15min,静置处理15-25min;然后加入硬脂酸,混炼处理10-15min,静置处理15-25min;之后加入填充油、炭黑、白炭黑、改性硫酸钙晶须,混炼处理10-15min,静置处理15-25min,获得混合料;
S2、在温度为55-65℃下,于混合料中加入氧化锌、硫磺、促进剂,混炼处理15-20min,静置处理13-18h,获得混炼胶;
S3、在压力为6-8MPa、温度为155-165℃下,对混炼胶硫化处理45-55min,获得橡胶材料。
通过采用上述技术方案,先将丁腈橡胶、酚醛树脂混合,然后将氧化镁、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺混合,之后将硬脂酸混合,之后将填充油、炭黑、白炭黑、改性硫酸钙晶须混合,最后将氧化锌、硫磺、促进剂混合并进行硫化。分步骤将原料进行混合,不仅便于橡胶材料的制备,而且使原料混料均匀,同时使橡胶材料形成致密网络结构,改善力学性能、耐热老化性以及耐磨性,增加橡胶材料的应用范围。
第三方面,本申请提供一种车载橡胶吸盘,采用如下的技术方案:
一种车载橡胶吸盘,其采用上述所述的吸盘用橡胶材料制备而成。
综上所述,本申请至少具有以下有益效果:
1、本申请的吸盘用橡胶材料,通过原料之间的相互配合,使其拉伸强度>18MPa、48h老化拉伸强度损失率<3%、120h老化拉伸强度损失率<5%、磨损量<30mg/100r,表现出高力学性能、高耐热老化性、高耐磨性的优点,满足市场需求。
2、改性硫酸钙晶须的制备方法中,首先将γ-氨丙基三乙氧基硅烷接枝到硫酸钙晶须上,然后分步骤加入己二酰二胺、3-丁烯酸乙酯,使其交替进行加成、酰胺反应,最后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷,并在支链末端引入大量硅氧基,提高原料之间的相容性,增强改性硫酸钙晶须的使用效果,也增加橡胶材料的拉伸强度以及耐热老化性,使橡胶材料表现出更优的性能。
具体实施方式
为使本申请更加容易理解,下面将结合实施例来进一步详细说明本申请,这些实施例仅起说明性作用,并不局限于本申请的应用范围。本申请中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法制得。
制备例
制备例1
一种改性硫酸钙晶须,其采用以下方法制备:
T1、在转速为300r/min下,于200kg的水中加入5kg的第一份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌处理10min。然后加入20kg的硫酸钙晶须,超声处理30min,搅拌处理4h。过滤。然后采用50kg的水洗涤。之后在温度为90℃下,烘干,获得硅烷接枝硫酸钙晶须。
T2、在转速为300r/min下,将200kg的乙醇升温至65℃,然后加入硅烷接枝硫酸钙晶须,超声处理30min。之后滴加5.2kg的第一份3-丁烯酸乙酯,第一份3-丁烯酸乙酯于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续处理10h。之后滴加6.5kg的第一份己二酰二胺,第一份己二酰二胺于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理10h。之后滴加10.3kg的第二份3-丁烯酸乙酯,第二份3-丁烯酸乙酯于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理10h。之后滴加13kg的第二份己二酰二胺,第二份己二酰二胺于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理10h。之后滴加20.6kg的第三份3-丁烯酸乙酯,第三份3-丁烯酸乙酯于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理10h。之后滴加40kg的第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理10h。过滤。然后采用50kg的乙醇洗涤,采用50kg的乙醇溶液洗涤,采用50kg的水洗涤。之后在温度为90℃下,烘干,获得改性硫酸钙晶须。
其中,硫酸钙晶须的平均直径为2μm,硫酸钙晶须的平均长度为35μm,硫酸钙晶须选自江西荣联科技有限公司。乙醇溶液的质量浓度为50%。
制备例2
一种改性硫酸钙晶须,其采用以下方法制备:
T1、在转速为300r/min下,于150kg的水中加入4kg的第一份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌处理10min。然后加入18kg的硫酸钙晶须,超声处理20min,搅拌处理5h。过滤。然后采用50kg的水洗涤。之后在温度为90℃下,烘干,获得硅烷接枝硫酸钙晶须。
T2、在转速为300r/min下,将150kg的乙醇升温至60℃,然后加入硅烷接枝硫酸钙晶须,超声处理20min。之后滴加4.5kg的第一份3-丁烯酸乙酯,第一份3-丁烯酸乙酯于1h滴加完毕,待滴加完毕后,继续处理9h。之后滴加7.5kg的第一份己二酰二胺,第一份己二酰二胺于2h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理11h。之后滴加11kg的第二份3-丁烯酸乙酯,第二份3-丁烯酸乙酯于2h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理11h。之后滴加11kg的第二份己二酰二胺,第二份己二酰二胺于1h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理9h。之后滴加22kg的第三份3-丁烯酸乙酯,第三份3-丁烯酸乙酯于2h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理11h。之后滴加35kg的第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷于1h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理9h。过滤。然后采用50kg的乙醇洗涤,采用50kg的乙醇溶液洗涤,采用50kg的水洗涤。之后在温度为90℃下,烘干,获得改性硫酸钙晶须。
其中,硫酸钙晶须的平均直径为2μm,硫酸钙晶须的平均长度为35μm,硫酸钙晶须选自江西荣联科技有限公司。乙醇溶液的质量浓度为50%。
制备例3
一种改性硫酸钙晶须,其采用以下方法制备:
T1、在转速为300r/min下,于250kg的水中加入6kg的第一份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌处理10min。然后加入22kg的硫酸钙晶须,超声处理40min,搅拌处理3h。过滤。然后采用50kg的水洗涤。之后在温度为90℃下,烘干,获得硅烷接枝硫酸钙晶须。
T2、在转速为300r/min下,将250kg的乙醇升温至70℃,然后加入硅烷接枝硫酸钙晶须,超声处理40min。之后滴加5.5kg的第一份3-丁烯酸乙酯,第一份3-丁烯酸乙酯于2h滴加完毕,待滴加完毕后,继续处理11h。之后滴加5.5kg的第一份己二酰二胺,第一份己二酰二胺于1h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理9h。之后滴加9kg的第二份3-丁烯酸乙酯,第二份3-丁烯酸乙酯于1h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理9h。之后滴加15kg的第二份己二酰二胺,第二份己二酰二胺于2h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理11h。之后滴加18kg的第三份3-丁烯酸乙酯,第三份3-丁烯酸乙酯于1h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理9h。之后滴加45kg的第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷于2h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理11h。过滤。然后采用50kg的乙醇洗涤,采用50kg的乙醇溶液洗涤,采用50kg的水洗涤。之后在温度为90℃下,烘干,获得改性硫酸钙晶须。
其中,硫酸钙晶须的平均直径为2μm,硫酸钙晶须的平均长度为35μm,硫酸钙晶须选自江西荣联科技有限公司。乙醇溶液的质量浓度为50%。
制备例4
一种改性硫酸钙晶须,其采用以下方法制备:
在转速为300r/min下,于200kg的水中加入100.6kg的γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌处理10min。然后加入20kg的硫酸钙晶须,超声处理30min,搅拌处理30h。过滤。然后采用50kg的水洗涤。之后在温度为90℃下,烘干,获得改性硫酸钙晶须。
其中,硫酸钙晶须的平均直径为2μm,硫酸钙晶须的平均长度为35μm,硫酸钙晶须选自江西荣联科技有限公司。
制备例5
一种改性硫酸钙晶须,其采用以下方法制备:
在转速为300r/min下,将200kg的乙醇升温至65℃,然后加入5kg的己二酰二胺A,搅拌处理10min。然后加入20kg的硫酸钙晶须,超声处理30min,搅拌处理4h。之后滴加5.2kg的第一份3-丁烯酸乙酯,第一份3-丁烯酸乙酯于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续处理10h。之后滴加6.5kg的第一份己二酰二胺,第一份己二酰二胺于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理10h。之后滴加10.3kg的第二份3-丁烯酸乙酯,第二份3-丁烯酸乙酯于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理10h。之后滴加13kg的第二份己二酰二胺,第二份己二酰二胺于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理10h。之后滴加20.6kg的第三份3-丁烯酸乙酯,第三份3-丁烯酸乙酯于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理10h。之后滴加40kg的己二酰二胺B,己二酰二胺B于1.5h滴加完毕,待滴加完毕后,继续搅拌处理10h。过滤。然后采用50kg的乙醇洗涤,采用50kg的乙醇溶液洗涤,采用50kg的水洗涤。之后在温度为90℃下,烘干,获得改性硫酸钙晶须。
其中,硫酸钙晶须的平均直径为2μm,硫酸钙晶须的平均长度为35μm,硫酸钙晶须选自江西荣联科技有限公司。乙醇溶液的质量浓度为50%。
实施例
表1橡胶材料各原料含量(单位:kg)
实施例1
一种吸盘用橡胶材料,其原料配比见表1所示。
其中,丁腈橡胶为氢化丁腈橡胶2030H,且选自江苏冠氟新材料科技有限公司;酚醛树脂为对叔丁基酚醛树脂,对叔丁基酚醛树脂为酚醛树脂2402,且选自山东茂发化工有限公司;填充油为环烷油,环烷油为环烷油KN4010,且选自上海鸿状化工科技有限公司;促进剂为2-硫醇基苯并噻唑;炭黑的平均粒度为150μm,炭黑为炭黑N220,且选自广州厚升新材料有限公司;白炭黑的平均粒度为70μm,白炭黑为沉淀白炭黑,且选自广州厚升新材料有限公司;改性硫酸钙晶须为硫酸钙晶须经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷、己二酰二胺、3-丁烯酸乙酯处理获得,且改性硫酸钙晶须采用制备例1制备获得。
一种吸盘用橡胶材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、在混炼机中加入丁腈橡胶,然后加入酚醛树脂,混炼处理3min。之后加入氧化镁、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺,混炼处理13min,静置处理20min。然后加入硬脂酸,混炼处理13min,静置处理20min。之后加入填充油、炭黑、白炭黑、改性硫酸钙晶须,混炼处理13min,静置处理20min,获得混合料。
S2、在温度为60℃下,于混合料中加入氧化锌、硫磺、促进剂,混炼处理13min,静置处理15h,获得混炼胶。
S3、在压力为7MPa、温度为160℃下,于硫化机中加入混炼胶,硫化处理50min,获得橡胶材料。
实施例2-3
一种吸盘用橡胶材料,其和实施例1的区别之处在于,橡胶材料的原料配比不同,且橡胶材料的原料配比见表1所示。
实施例4
一种吸盘用橡胶材料,其和实施例1的区别之处在于,橡胶材料的原料中,改性硫酸钙晶须的来源不同,且改性硫酸钙晶须采用制备例2制备获得。
实施例5
一种吸盘用橡胶材料,其和实施例1的区别之处在于,橡胶材料的原料中,改性硫酸钙晶须的来源不同,且改性硫酸钙晶须采用制备例3制备获得。
实施例6
一种吸盘用橡胶材料,其和实施例1的区别之处在于,橡胶材料的原料中,改性硫酸钙晶须的来源不同,且改性硫酸钙晶须采用制备例4制备获得。
实施例7
一种吸盘用橡胶材料,其和实施例1的区别之处在于,橡胶材料的原料中,改性硫酸钙晶须的来源不同,且改性硫酸钙晶须采用制备例5制备获得。
对比例
对比例1
一种吸盘用橡胶材料,其和实施例1的区别之处在于,橡胶材料的原料中,用等量的N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺替换N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺。
对比例2
一种吸盘用橡胶材料,其和实施例1的区别之处在于,橡胶材料的原料中,用等量的N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺替换N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺。
对比例3
一种吸盘用橡胶材料,其和实施例1的区别之处在于,橡胶材料的原料中,用等量的炭黑替换白炭黑、改性硫酸钙晶须。
对比例4
一种吸盘用橡胶材料,其和实施例1的区别之处在于,橡胶材料的原料中,用等量的白炭黑替换改性硫酸钙晶须。
对比例5
一种吸盘用橡胶材料,其和实施例1的区别之处在于,橡胶材料的原料中,用等量的改性硫酸钙晶须替换白炭黑。
性能检测
分别取实施例1-7、对比例1-5获得的橡胶材料作为试样,并对试样进行以下性能检测,检测结果如表2所示。
其中,依据GB/T531.1-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分:邵氏硬度计法(邵尔硬度)》,对试样的邵氏A硬度进行检测。
依据GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》,对试样的拉伸强度进行检测。
耐热老化性采用以下方法:在温度为130℃下,将试样静置48h、120h,然后对试样的拉伸强度进行检测,并计算老化拉伸强度损失率,且老化拉伸强度损失率越小,表明橡胶材料的耐热老化性越好。
依据GB/T 30314-2013《橡胶或塑料涂覆织物耐磨性的测定泰伯法》,对试样的磨损量进行检测,且磨损量越小,表明橡胶材料的耐磨性越好。
表2检测结果
从表2中可以看出,本申请的橡胶材料,具有较高的拉伸强度,拉伸强度为18.63-23.45MPa,表现出高力学性能的特点。而且,其还具有较低的老化拉伸强度损失率,48h老化拉伸强度损失率为1.52-2.67%、120h老化拉伸强度损失率为3.46-4.77%,表现出高耐热老化性的特点。同时,其还具有较低的磨损量,磨损量为23-26mg/100r,表现出高耐磨性的特点。本申请的橡胶材料,通过原料之间的相互配合,使其具有高力学性能、高耐热老化性、高耐磨性的优点,表现出良好的综合性能,满足市场需求。
对比例1的橡胶材料原料中添加N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基;对比例2的橡胶材料原料中添加N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺;实施例1的橡胶材料原料中同时添加N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺。且将实施例1和对比例1-2进行比较,实施例1的老化拉伸强度损失率明显低于对比例1和对比例2,即在橡胶材料的原料中同时添加N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺,且利用两者之间的协同增效,增加橡胶材料的耐热老化性。
将实施例1和对比例3-5进行比较,且以对比例3为基础。对比例4相较于对比例3而言,橡胶材料的原料中用白炭黑替换部分炭黑;对比例5相较于对比例3而言,橡胶材料的原料中用改性硫酸钙晶须替换部分炭黑;实施例1相较于对比例3而言,橡胶材料的原料中用白炭黑、改性硫酸钙晶须替换部分炭黑。由此可以看出,橡胶材料的原料中用白炭黑、改性硫酸钙晶须同时替换部分炭黑,且利用其之间的协同增效,不仅显著增加了拉伸强度,而且降低了老化拉伸强度损失率和磨损量,使橡胶材料表现出更优的力学性能、耐热老化性以及耐磨性。
实施例6中的改性硫酸钙晶须为硫酸钙晶须经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷处理获得;实施例7中的改性硫酸钙晶须为硫酸钙晶须经过己二酰二胺、3-丁烯酸乙酯处理获得;实施例1中的改性硫酸钙晶须为硫酸钙晶须经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷、己二酰二胺、3-丁烯酸乙酯处理获得。由此可以看出,硫酸钙晶须经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷、己二酰二胺、3-丁烯酸乙酯处理,能够降低老化拉伸强度损失率,而且显著增强拉伸强度,使橡胶材料表现出更优的性能。
应当注意的是,以上所述的实施例仅用于解释本申请,并不构成对本申请的任何限制。通过参照典型实施例对本申请进行了描述,但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇,而不是限定性词汇。可以按规定在本申请权利要求的范围内对本申请作出修改,以及在不背离本申请的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本申请涉及特定的方法、材料和实施例,但是并不意味着本申请限于其中公开的特定例,相反,本申请可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (7)
1.一种吸盘用橡胶材料,其特征在于:其主要由以下重量份的原料制成:丁腈橡胶80-90份、酚醛树脂10-20份、填充油6-10份、氧化锌4-6份、氧化镁2-4份、硬脂酸1-2份、促进剂1-2份、硫磺1-2份、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺0.5-1.5份、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺0.5-1.5份、炭黑40-50份、白炭黑10-20份、改性硫酸钙晶须10-20份;所述改性硫酸钙晶须为硫酸钙晶须经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷、己二酰二胺、3-丁烯酸乙酯处理获得;
所述改性硫酸钙晶须采用以下方法制备:
T1、在水中加入第一份γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合,然后加入硫酸钙晶须,超声处理20-40min,搅拌处理3-5h,过滤,洗涤,烘干,获得硅烷接枝硫酸钙晶须;
T2、在温度为60-70℃下,于乙醇中加入硅烷接枝硫酸钙晶须,超声处理20-40min,之后加入第一份3-丁烯酸乙酯,搅拌处理9-11h,之后加入第一份己二酰二胺,搅拌处理9-11h,之后加入第二份3-丁烯酸乙酯,搅拌处理9-11h,之后加入第二份己二酰二胺,搅拌处理9-11h,之后加入第三份3-丁烯酸乙酯,搅拌处理9-11h,之后加入第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌处理9-11h,过滤,洗涤,烘干,获得改性硫酸钙晶须;
所述硫酸钙晶须、第一份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、第一份3-丁烯酸乙酯、第一份己二酰二胺、第二份3-丁烯酸乙酯、第二份己二酰二胺、第三份3-丁烯酸乙酯、第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量配比为(18-22):(4-6):(4.5-5.5):(5.5-7.5):(9-11):(11-15):(18-22):(35-45);
所述改性硫酸钙晶须的制备中,第一份3-丁烯酸乙酯以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕;第一份己二酰二胺以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕;第二份3-丁烯酸乙酯以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕;第二份己二酰二胺以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕;第三份3-丁烯酸乙酯以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕;第二份γ-氨丙基三乙氧基硅烷以滴加的方式加入到乙醇中,且于1-2h滴加完毕。
2.根据权利要求1所述的一种吸盘用橡胶材料,其特征在于:所述硫酸钙晶须的平均直径为1-5μm,硫酸钙晶须的平均长度为10-50μm。
3.根据权利要求1所述的一种吸盘用橡胶材料,其特征在于:所述炭黑的平均粒度为100-200μm;所述白炭黑的平均粒度为50-100μm。
4.根据权利要求1所述的一种吸盘用橡胶材料,其特征在于:所述填充油为环烷油、芳烃油、石蜡油中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种吸盘用橡胶材料,其特征在于:所述促进剂为2-硫醇基苯并噻唑、1,2-亚乙基硫脲、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种或几种。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的吸盘用橡胶材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1、在丁腈橡胶中加入酚醛树脂,混炼处理2-4min,之后加入氧化镁、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺,混炼处理10-15min,静置处理15-25min;然后加入硬脂酸,混炼处理10-15min,静置处理15-25min;之后加入填充油、炭黑、白炭黑、改性硫酸钙晶须,混炼处理10-15min,静置处理15-25min,获得混合料;
S2、在温度为55-65℃下,于混合料中加入氧化锌、硫磺、促进剂,混炼处理15-20min,静置处理13-18h,获得混炼胶;
S3、在压力为6-8MPa、温度为155-165℃下,对混炼胶硫化处理45-55min,获得橡胶材料。
7.一种车载橡胶吸盘,其特征在于:其采用如权利要求1-5中任一项所述的吸盘用橡胶材料制备而成。
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GR01 | Patent grant | ||
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