一种tpi改性天然橡胶的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于橡胶材料配合技术领域,涉及天然橡胶改性技术,特别涉及天然橡胶的耐热减振的配方设计与加工技术。
【背景技术】
[0002]通常NR减振橡胶在70°C下可满足长期使用要求,其70°C*96h热氧老化后拉伸强度与伸长率均保持在70%以上。近年来,随着汽车发动机机舱温度不断升高,N R弹性支座减振橡胶出现耐热性差、寿命缩短的问题。
[0003]CN 102558621 A(徐美玲等)报道了采用10?40质量份TPI及6?10质量份硫化活性剂氧化锌改性天然橡胶,制备的低动倍率、高衰减橡胶材料,在低频振动时表现出抑振效果;在高频振动时T P I晶格破坏,表现出柔顺性,降低橡胶滞后损失,并获得较低的动倍率。将其用于橡胶减振领域,可提高橡胶材料的减振效果。
[0004]《橡胶工业》(2010Vol.57 (2))报道了 TPI改性NR/BR体系TPI用量对常规力学性能、生热及粘接性能的影响规律。与通用橡胶相比,TPI具有降低生热与改善耐疲劳性能的特点,TPI用量10份时减振橡胶的力学性能较好、压缩永久变形(70°C)降低。
[0005]上述专利技术主要针对减振橡胶动静比、滞后损失、压缩永久变形等减振橡胶材料必备特性进行研究,探讨了TPI改性NR橡胶在减振橡胶材料中应用的可行性,但未涉及TPI改性NR减振橡胶材料高温压缩永久变形及臭氧老化性能研究。
[0006]《橡胶工业》(2012Vol.59 (4))报道了TPI改性NR不同加工工艺的物理机械性能试验,提出了综合性能较佳的加工工艺。混炼胶采用有效硫化体系,其70°C*96h老化后拉伸强度保持率为68%、伸长率保持率为57%。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种能够在70?100°C下长期使用、并具有优异耐热氧、臭氧老化的天然橡胶减振橡胶材料。
[0008]本发明是通过以下技术方案实现的:采用反式I,4_聚异戊二烯(TPI)改性天然橡胶等非极性二烯橡胶及添加抗硫化返原剂、加大硫化活性剂用量的配合技术,改善NR减振橡胶耐热氧老化性与高温压缩永久变形特性,提高NR减振橡胶适用环境温度。
[0009 ]本发明涉及的TPI改性天然橡胶,物料的质量组成至少包括:
100份天然橡胶,其中TPI为10?20份;抗硫化返原剂0.5?1.0份;硫化活性剂氧化锌12?20份;
所用TPI门尼粘度(ML1qq°c3+4)60?80,所述抗硫化返原剂选自酰亚胺类混合物DL-268、I,3_双(柠糠酰亚胺甲基)苯中的一种或其组合体系。
[0010]本发明涉及的TPI改性天然橡胶,所述TPI用量为15?20份。
[0011]本发明涉及的TPI改性天然橡胶,所述抗硫化返原剂为I,3_双(柠糠酰亚胺甲基)苯。
[0012]本发明涉及的TPI改性天然橡胶,所述抗硫化返原剂用量0.75?1.0份。
[0013]本发明涉及的TPI改性天然橡胶,所述硫化活性剂氧化锌用量16?20份。
[0014]本发明所涉及的TPI改性天然橡胶,与不添加抗硫化返原剂、氧化锌采用常规用量的硫磺硫化天然橡胶等等非极性二烯橡胶相比,具有优异的耐热氧老化性能与较好的高温(110°C)压缩永久变形特性,适用于要求高温压变低、耐热氧/臭氧老化的减振橡胶材料。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对
【发明内容】
作进一步说明,但不作为对本发明的限制。实施例中除另有说明外,份数以重量份计。
[0016]实施例一
混炼胶组合物:天然一级烟片胶:68份;丁苯橡胶(SBR) 1502:17;门尼粘度(ML1Qffc3+4)60?80的TP1: 15份;氧化锌:17份;I,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯:I份;N330炭黑:30份;气相法白炭黑:10份;硅烷偶联剂KH550:1.5份;硬酯酸:I份;古马隆树脂:4份;防老剂4010NA: 2份;防老剂RD: 2份;硫磺:1.0份;2-巯基苯并噻唑:1.2份;二硫化二吗啡林:2.0份。
[0017]混炼胶制备方法:将白炭黑按上述比例与硅烷偶联剂的丙酮溶液进行高速搅拌、晾置、烘干预处理;在密炼机中按照常规工艺混炼NR/SBR、硬酯酸、氧化锌、古马隆树脂、炭黑、处理过的白炭黑、防老剂4010NA/RD,得到炭黑/白炭黑填充的天然胶母料;将天然胶母料与TPI按照比例在开炼机(辊温大于60°C)上混炼均匀后,加入硫磺、促进剂等硫化体系,吃料完毕薄通下片制得混炼胶。
[0018]在145°C条件下硫化30分钟制备试样,硫化胶110°C*24h老化后拉伸强度保持率91%、伸长率保持率89%,70°C*24h压缩永久变形18%、110°C*24h压缩永久变形48%,与对比例I不添加抗硫化返原剂、氧化锌采用常规用量(5质量份)的硫化橡胶相比,110°C老化后拉伸强度、伸长率性能保持率及压缩永久变形得到改善,具有较好的耐热性。
[0019]
对比例一
混炼胶组合物:天然一级烟片胶:80份;丁苯橡胶(1502)20份;氧化锌:5份;N330炭黑、气相法白炭黑、硅烷偶联剂KH550与软化剂、防护体系、硫化体系组份同实施例一。
[0020]混炼胶制备方法:同实施例一。
[0021]在145°C条件下硫化30分钟制备试样,硫化胶110°C*24h老化后拉伸强度保持率24%、伸长率保持率32%,70°C*24h压缩永久变形16%、110°C*24h压缩永久变形52%。
[0022]实施例二
混炼胶组合物:天然一级烟片胶:85份;门尼粘度(ML1Qffc3+4)60?80的TP1: 15份;氧化锌:18份;I,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯:I份;N220炭黑:37份;Gr 175沉淀法白炭黑:7.5份;硅烷偶联剂KH550:1.5份;软化剂、防护体系及硫化体系组份同实施例一。
[0023]混炼胶制备方法:在密炼机中按照常规工艺混炼天然一级烟片胶、硬酯酸、氧化锌、古马隆树脂、炭黑、防老剂401NA与RD,得到炭黑填充天然胶母料;将TPI粉料、沉淀法白炭黑放入高速搅拌设备中,于60r/min下搅拌1min混合均勾后控制23°C?50°C下出料,将混合均匀的粉料加入温度大于60°C的双辊开炼机下片,得到含白炭黑的TPI母料;将含炭黑的天然胶母料与含白炭黑的TPI母料按照上述配方比例在开炼机(辊温大于60°C)上混炼均匀后,加入硫磺、促进剂等硫化体系,吃料完毕薄通下片制得混炼胶。
[0024]在145°C条件下
硫化30分钟制备试样,硫化胶110°C*24h老化后拉伸强度保持率98%、伸长率保持率86%,95°C*96h老化后拉伸强度保持率92%、伸长率保持率90%,95°C*96h热氧老化后拉伸强度与伸长率均保持在70%以上,提高了减振橡胶的耐热等级。
[0025]实施例三
混炼胶组合物:天然一级烟片胶:90份;门尼粘度(ML1<3ffc3+4)60?80的TPI: 10份;氧化锌:12; I,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯:0.75份;N220炭黑:30份;短切碳纤维:5份;软化剂、防护体系、硫化体系组份同实施例一。
[0026]混炼胶制备方法:在密炼机中按照常规工艺混炼天然一级烟片胶、硬酯酸、氧化锌、古马隆树脂、炭黑、防老剂4010NA与RD,得到炭黑填充天然胶母料;将TPI粉料、短切碳纤维放入高速搅拌设备中,于60r/min下搅拌1min混合均勾后控制23°C?50°C下出料,将混合均匀的粉料加入温度大于60°C的双辊开炼机下片,得到含短切碳纤维的TPI母料;将含炭黑的母料与含短切碳纤维的TPI母料按照上述配方比例在开炼机(辊温大于60°C)上混炼均匀后,加入硫磺、促进剂等硫化体系,吃料完毕薄通下片制得混炼胶。
[0027]在145°C条件下硫化30分钟制备试样,硫化胶110°C*24h老化后拉伸强度保持率70%、伸长率保持率83%,70°C*24h压缩永久变形17%、110°C*24h压缩永久变形46%。
[0028]实施例四
混炼胶组合物:天然一级烟片胶:82份;门尼粘度(ML1Qffc3+4)60?80的TP1: 18份;氧化锌:20份;I,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯:0.8份;N220炭黑:34份;短切碳纤维:4份;软化剂、防护体系、硫化体系组份同实施例一。
[0029]混炼胶制备方法:同实施例三。
[0030]在145°C条件下硫化30分钟制备试样,硫化胶110°C*24h老化后拉伸强度保持率80%、伸长率保持率73%,70°C*24h压缩永久变形23%、110°C*24h压缩永久变形49%。
[0031 ] 实施例五
混炼胶组合物:天然一级烟片胶:85份;门尼粘度(ML1Qffc3+4)60?80的TP1: 15份;氧化锌:17份;I,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯:0.85份;N220炭黑:36份;短切碳纤维:3份;软化剂、防护体系、硫化体系组份同实施例一。
[0032]混炼胶制备方法:同实施例三。
[0033]在145°C条件下硫化30分钟制备试样,硫化胶110°C*24h老化后拉伸强度保持率72%、伸长率保持率67%,70°C*24h压缩永久变形24%、110°C*24h压缩永久变形50%。
[0034]实施例六
混炼胶组合物:天然一级烟片胶:83份;门尼粘度(ML1Qffc3+4)60?80的TP1: 17份;氧化锌:16份;I,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯:0.5份;N220炭黑:37份;Gr175沉淀法白炭黑:7.5份;软化剂、防护体系、硫化体系组份同实施例一。
[0035]混炼胶制备方法:同实施例二。
[0036]在145°C条件下硫化30分钟制备试样,硫化胶110°C*24h老化后拉伸强度保持率73%、伸长率保持率65%。
[0037]实施例七
混炼胶组合物:天然一级烟片胶:90份;门尼粘度(ML1<3ffc3+4)60?80的TPI: 10份;氧化锌:14份;酰亚胺类混合物DL-268:1.0份;N220炭黑:30份;短切碳纤维:5份;软化剂、防护体系、硫化体系组份同实施例一。
[0038]混炼胶制备方法:同实施例三。
[0039]在145°C条件下硫化30分钟制备试样,硫化胶110°C*24h老化后拉伸强度保持率70%、伸长率保持率83%。
[0040]实施例八
混炼胶组合物:天然一级烟片胶:80份;门尼粘度(ML1Qffc3+4)60?80的TPI: 20份;氧化锌:20份;I,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯:1.0份;N220炭黑:34份;短切碳纤维:10份;硫磺:2.3份;2-巯基苯并噻唑:0.8份;软化剂、防护体系组份同实施例一。
[0041 ]混炼胶制备方法:同实施例三。
[0042]在145°C条件下硫化30分钟制备试样,硫化胶110°C*24h老化后拉伸强度保持率82%、伸长率保持率78%,200pphm *40°C48h臭氧老化后无龟裂。
【主权项】
1.一种TPI改性天然橡胶,物料的质量组成至少包括: 100份天然橡胶,其中TPI为10?20份;抗硫化返原剂0.5?1.0份;硫化活性剂氧化锌12?20份; 所用TPI门尼粘度(ML1<3ffc3+4)60?80,所述抗硫化返原剂选自酰亚胺类混合物DL-268、I,3_双(柠糠酰亚胺甲基)苯中的一种或其组合体系。2.根据权利要求1所述的TPI改性天然橡胶,所述TPI用量为15?20份。3.根据权利要求1所述的TPI改性天然橡胶,所述抗硫化返原剂为I,3_双(柠糠酰亚胺甲基)苯。4.根据权利要求1所述的TPI改性天然橡胶,所述抗硫化返原剂用量0.75?1.0份。5.根据权利要求1所述的TPI改性天然橡胶,所述硫化活性剂氧化锌用量16?20份。
【专利摘要】本发明属于橡胶材料配合技术领域。采用反式1,4-聚异戊二烯(TPI)改性天然橡胶等非极性二烯橡胶及添加抗硫化返原剂、加大硫化活性剂用量的配合技术,改善NR减振橡胶耐热氧老化性与高温压缩永久变形特性,提高NR减振橡胶适用环境温度。本发明涉及的TPI改性天然橡胶,物料的质量组成至少包括:100份天然橡胶中TPI含量为10~20份;抗硫化返原剂0.5~1.0份;硫化活性剂氧化锌12~20质量份。本发明所涉及的TPI改性天然橡胶,具有优异的耐热氧老化性能与较好的高温(110℃)压缩永久变形特性,适用于要求高温压变低、耐热氧/臭氧老化的减振橡胶材料。
【IPC分类】C08K3/04, C08K5/3415, C08L9/06, C08L9/00, C08L7/00, C08K3/22, C08K13/02
【公开号】CN105504378
【申请号】CN201511010263
【发明人】杜华太, 谢富霞, 孙志勇, 马卫东, 江美娟, 景玉龙, 孙国华, 李斌, 李辉, 肖勇, 温家亮
【申请人】中国兵器工业集团第五三研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日