耐油耐高低温橡胶、其制备方法及橡胶软管

文档序号:163438 发布日期:2021-10-29 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 耐油耐高低温橡胶、其制备方法及橡胶软管 (Oil-resistant high-low temperature-resistant rubber, preparation method thereof and rubber hose ) 是由 卞冬明 黄裕中 张小红 陈军 陈敬颖 吴宏亮 于 2021-07-06 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种耐油耐高低温橡胶、其制备方法及橡胶软管,所述耐油耐高低温橡胶包括以下重量份数的组分:丁晴橡胶100份;硬脂酸1.0份;氧化锌5份;炭黑90~120份;低温增塑剂10~20份;高温增塑剂3~10份;防老剂1~3份;防焦剂0.2~0.8份;促进剂1.3~1.8份;硫磺0.6~0.9份,所述耐油耐高低温橡胶具有优异的耐油耐高低温性能,增强了橡胶软管在极端恶劣条件下的使用性能。(The invention provides oil-resistant high and low temperature resistant rubber, a preparation method thereof and a rubber hose, wherein the oil-resistant high and low temperature resistant rubber comprises the following components in parts by weight: 100 parts of butadiene acrylonitrile rubber; 1.0 part of stearic acid; 5 parts of zinc oxide; 90-120 parts of carbon black; 10-20 parts of a low-temperature plasticizer; 3-10 parts of a high-temperature plasticizer; 1-3 parts of an anti-aging agent; 0.2-0.8 part of a scorch retarder; 1.3-1.8 parts of an accelerator; 0.6-0.9 part of sulfur, wherein the oil-resistant high-low temperature resistant rubber has excellent oil-resistant high-low temperature resistant performance, and the service performance of the rubber hose under extremely severe conditions is enhanced.)

耐油耐高低温橡胶、其制备方法及橡胶软管

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域,具体涉及耐油耐高低温橡胶、其制备方法及橡胶软管。

背景技术

丁腈橡胶(NBR)因其优异的耐油、耐水、耐热和粘结性能被广泛应用于交通、建筑、石油、航空、航天领域,促进了行业的发展。但其耐低温性能、耐高温、耐油性能无法同时兼顾,成为了阻碍其应用发展的一大难题。

丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈单体聚合而成的共聚物,主要采取低温乳液聚合法生产。其中,随着丙烯腈含量越高,耐油性越好,但耐寒性则越差。目前,公开的文献、专利等资料,采用NBR/PVC合金的工艺改进NBR的耐臭氧、抗候性、兼顾耐油性。但NBR/PVC合金制品在油制品中浸泡后,增塑剂会从NBR/PVC中抽出,使得材料硬化而失去功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供了一种耐油耐高低温橡胶、其制备方法及橡胶软管,所述耐油耐高低温橡胶具有优异的耐油耐高低温性能,增强了橡胶软管在极端恶劣条件下的使用性能。

为了实现以上目的及其他目的,本发明是通过包括以下技术方案实现的:本发明首先提供了一种耐油耐高低温橡胶,所述耐油耐高低温橡胶包括以下重量份数的组分:丁晴橡胶100份;硬脂酸1.0份;氧化锌5份;炭黑90~120份;低温增塑剂10~20份;高温增塑剂3~10份;防老剂1~3份;防焦剂0.2~0.8份;促进剂1.3~1.8份;硫磺0.6~0.9份。

在一实施例中,所述丁晴橡胶中丙烯腈含量为31%~34%。

在一实施例中,所述低温增塑剂为醚酯型增塑剂。

在一实施例中,所述高温增塑剂的闪点大于等于240℃。

在一实施例中,所述耐油耐高低温橡胶具有以下特征中的任意一项或多项:所述的炭黑为非污染高定伸半补强炉黑;所述防老剂为防老剂4010A和/或防老剂4020;所述防焦剂为防焦剂E;所述促进剂为秋兰姆类促进剂。

在一实施例中,所述低温增塑剂和所述高温增塑剂的重量比为(2~4):1。

在一实施例中,所述耐油耐高低温橡胶的工作温度为-45~121℃。

本发明还提供了一种如上所述耐油耐高低温橡胶的方法,所述方法包括:按重量份数将NBR、硬脂酸、氧化锌、炭黑、低温增塑剂、高温增塑剂、防老剂、防焦剂、促进剂、硫磺混炼后经过成型硫化得到所述耐油耐高低温橡胶。

在一实施例中,所述成型硫化的温度为150~200℃,所述成型硫化的时间为20~40min。

在一实施例中,所述混炼包括有密炼机混炼和开炼机混炼,所述密炼机混炼的温度为90~160℃,所述密炼机中转子的转速为20~35rpm。

本发明在一方面还提供了一种如上所述耐油耐高低温橡胶制备得到的橡胶软管。

如上所述,本发明采用兼具耐油耐低温稳定的中等丙烯腈含量的丁腈橡胶、高温增塑剂、低温增塑剂、非污染高定伸半补强炉黑配合一定的加工工艺制成的一种耐油耐高温耐低温NBR橡胶达到了以下技术效果:100℃*70h热空气老化后,拉伸强度变化在+20%范围内、延伸率变化-50%以内,121℃*70h热空气老化后,拉伸强度变化-25%以内、延伸率变化-60%以内,在FUEL B中浸泡48h后,拉伸强度变化-2%以内、延伸率变化-30%以内,体积变化+5%~+8%,无萃取物。在ASTM 3#标准油中浸泡72h后,耐低温测试在-40℃*24h下无开裂现象。

附图说明

图1显示为本发明密炼机的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所提供的内容较容易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1。本发明首先提供了一种耐油耐高低温橡胶,所述耐油耐高低温橡胶可以包括有以下重量份的原料:丁晴橡胶100份;硬脂酸1.0份;氧化锌5份;炭黑90~120份;低温增塑剂10~20份,高温增塑剂3~10份,防老剂1~3份,防焦剂0.2~0.8份,促进剂1.3~1.8份,硫磺0.6~0.9份。

其中,所述的丁晴橡胶可以是中高丙烯腈含量的丁晴橡胶,所述丁晴橡胶中的丙烯腈的含量可以是31%~34%,例如32%、33%等等,所述炭黑可以是非污染高定伸半补强炉黑,所述低温增塑剂是醚酯型增塑剂,所述高温增塑剂可以是闪点大于等于240℃的高温增塑剂,所述高温增塑剂的分子量可以大于500,进一步的可以大于等于550,所述防老剂可以是防老剂4010A和/或防老剂4020,所述的防焦剂可以是防焦剂E型,所述促进剂可以是秋兰姆类促进剂。在一实施例中,所述低温增塑剂和所述高温增塑剂的重量比可以为(2~4):1,例如2.5:1、3:1等。

如图1所示,本发明还提供了一种如上所述耐油耐高低温橡胶的制备方法,所述方法可以包括以下步骤:按重量份数将NBR、硬脂酸、氧化锌、炭黑、低温增塑剂、高温增塑剂、防老剂、防焦剂、促进剂、硫磺混炼后经过成型硫化得到所述耐油耐高低温橡胶。

其中:所述方法可以包括按照配方比例将原料进行配置,所述混炼可以是将各种配合剂借助炼胶机机械力的作用,将各种配合剂均匀地分散在橡胶中,以形成一个以橡胶为介质或者以橡胶与某些能和它相容的配合组分(配合剂、其它聚合物)的混合物为介质,以及与橡胶不相容的配合剂(如粉体填料、氧化锌、颜料等)为分散相的多相胶体分散体系的过程。所述混炼可以包括有密炼机混炼以及开炼机混炼,所述密炼机可以是齿合型转子结构密炼机,所述密炼机的温度可以是90~160℃,所述密炼机中的温度可以是按照不同的原料加入顺序来分梯度加热,所述密炼机的主体部分可以包括有密炼室1以及位于所述密炼室顶端和底端的上顶栓2和下顶栓4,所述密炼室1中还包括有至少一对相向回转的转子3,密炼原料在所述转子3来回的转动中和密炼室1内壁以及转子3之间、上下顶栓(2,4)之间的间隙中上下剪切,撕拉,搅拌,摩擦等强烈的密炼作用下,可以使得各种原材料充分混合实现原料之间的分散等,所述密炼机中上顶栓2压力可以是6~8kgf,例如6、7、8kgf等,所述转子3的转速可以是20~35rpm,例如25rmp、30rmp等等。

在一些实施例中,所述密炼机可以进行预热,所述密炼机的预热温度可以是90~100℃,当所述密炼机达到所述预热温度后,将配比好的丁晴橡胶、硬脂酸、氧化锌、防老剂加入密炼机中进行第一混炼,所述丁晴橡胶可以是多次加入,例如2~3次,所述丁晴橡胶多次加入的间隔时间可以是20~40s,例如30s,所述第一混炼的时间可以是3~5min。

当所述密炼机中的温度达到90℃后,将炭黑、高温增塑剂、低温增塑剂、高温增塑剂、防老剂分批投入所述密炼机中进行第二混炼,所述分批可以包括将以上原料分成2批加入,每批加入的量为总量的一半,当所述密炼机中的温度达到100℃后,将另一半投入到密炼机中。

当所述密炼机中的温度达到155℃后,将所述密炼机中的橡胶混合物卸出至开炼机进行第三混炼,所述第三混炼包括有薄通的过程,所述薄通的过程可以包括有打三角包等操作,所述薄通可以是指橡胶厚度很薄地通过开炼机的二个辊筒之间,所述打三角包可以是将橡胶折叠成三角包后在通过所述开炼机薄通的过程,所述打三角包可以是重复多次,例如5次,6次等,所述开炼可以是通过开炼机来进行,所述开炼机混炼后的橡胶还可以经过滤胶、冷却静置等步骤得到混炼胶。

将所述混炼胶再次加入到所述密炼机中进行第四混炼,所述第四混炼可以是将开炼机处理后的混炼胶和防焦剂、促进剂、硫磺进行混炼至温度为80℃后卸料至挤出机挤出。

所述挤出后的混炼胶经过切粒、干燥等过程得到丁晴橡胶初品,所述切粒可以是水下切粒,所述干燥过程可以包括有甩干或者风干,所述丁晴橡胶初品可以是颗粒状的。

所述丁晴橡胶初品最后可以经过成型硫化得到本发明所述的耐油耐高低温橡胶,所述硫化的温度可以是150~200℃,例如160℃、170℃、180℃,所述硫化的时间可以是20~40min,例如25min、30min等等。

本发明另一方面还提供了一种如上所述耐油耐高低温橡胶的用途,所述耐油耐高低温橡胶的工作温度范围可以是为-45~121℃,可见所述耐油耐高低温橡胶由于具有良好的耐油耐高低温性能,拓宽了橡胶软管的使用范围,特别适用在一些较为恶劣的环境中。

评价

将实施例1~4的耐油耐高低温橡胶GB/T 528-2009进行性能评价,实施例1~4的配方以及性指标如表1所示。

耐油耐高温橡胶的具体制备工艺如下:丁腈橡胶NBR3345型100份;硬脂酸1.0份;活性氧化锌5份;炭黑N774型90~120份;低温增塑剂TP-95型10~20份;高温增塑剂TOTM 3~10份;防老剂4010A型1~3份;防焦剂E-80型0.2~0.8份;促进剂TMTD 1.3~1.8份;硫磺0.6~0.9份;

加工工艺,按上述组分进行胶料的称量:

1)将密炼机温度升至90℃~100℃,转速调至20~35rpm;

2)将丁晴橡胶、硬脂酸、氧化锌、防老剂加入啮合型转子结构密炼机中,丁腈胶分2次投入,间隔30s;

3)混炼密炼3~5min,上顶栓压力6~8kgf;

4)温度达到90℃时,投入1/2的炭黑、高温增塑剂、低温增塑剂、防老剂;

5)混炼温度达到100℃时,投入1/2的炭黑、高温增塑剂、低温增塑剂、防老剂;

6)混炼温度达到155℃时,卸料至开炼机进行薄通,打三角包6次、滤胶、冷却静置24h。

7)将静置后的混炼胶在密炼机中混炼60s后,加入防焦剂、促进剂、硫磺,混炼至温度80℃,卸料至挤出机。

8)挤出后的混炼胶经过水下切粒,甩干、风干工序形成颗粒状的耐油耐高温耐低温NBR橡胶。

9)硫化条件:155℃*20分钟。

表1实施例配方性能对照表

从实施例可以看出,本发明胶料具有优异的耐高温、耐低温、耐油性能,产品的拉伸强度不低于12MPa,断裂伸长率不低于400%,硬度(shoreA)为70±5,耐标准燃油FUEL B的性能变化小于40%,耐121℃高温老化的性能变化小于50%,耐-45℃的低温试验产品无损坏,所以本发明满足耐油、耐低温、耐高温橡胶的要求,可形成新的经济增长点,且对于丁腈橡胶的应用提供实践数据。

所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

8页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种油浸式声振抑制阻尼橡胶及其制备方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!