一种柔性丁腈橡胶材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种柔性丁腈橡胶材料，包括以下重量份的各组份：丁腈橡胶100、叶蜡石15～80、硅烷偶联剂0.5～3、氧化锌0.5～5、氧化镁0.5～5、防老剂RD0.5～1、防老剂40100.5～1、硬脂酸1～2、促进剂DPTT0.5～1、促进剂BZ0.5～1、硫化剂1～3。所述柔性丁腈橡胶材料还可以含有抗疲劳剂、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)中的一种或两种。本发明提供了一种低硬度、高断裂伸长率的柔性丁腈橡胶材料，比通常加入的补强填料白炭黑后的NBR橡胶的硬度降低明显，断裂伸长率提高显著。

权利要求

1.一种柔性丁腈橡胶材料，其特征在于所述柔性丁腈橡胶材料包括以下重量份的各组份：所述的叶蜡石是粉体，粉体的粒径325～1250目。

2.如权利要求1所述的柔性丁腈橡胶材料，其特征在于所述柔性丁腈橡胶材料由以下重量份的各组份组成：

3.如权利要求1所述的柔性丁腈橡胶材料，其特征在于所述柔性丁腈橡胶材料由以下重量份的各组份组成：

4.如权利要求1所述的柔性丁腈橡胶材料，其特征在于所述柔性丁腈橡胶材料由以下重量份的各组份组成：

5.如权利要求1所述的柔性丁腈橡胶材料，其特征在于所述柔性丁腈橡胶材料由以下重量份的各组份组成：

6.如权利要求1所述的柔性丁腈橡胶材料，其特征在于所述柔性丁腈橡胶材料由以下重量份的各组份组成：

7.如权利要求1～6之一所述的柔性丁腈橡胶材料，其特征在于所述硫化剂为过氧化二异丙苯或硫磺。

8.如权利要求1～6之一所述的柔性丁腈橡胶材料，其特征在于所述硅烷偶联剂为四硫化双三乙氧基丙基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

9.如权利要求1～6之一所述的柔性丁腈橡胶材料的制备方法，其特征在于方法为：将叶蜡石与偶联剂先混合均匀，然后将除硫化剂以外的所有组份进行密炼、密炼后的物料进行开炼，开炼后的物料加入硫化剂，继续开炼均匀后下片，静置停放，停放后的胶料加到开炼机上返炼后下料冲片，填模，经硫化机硫化，开模制得所述柔性丁腈橡胶材料。

说明书

一种柔性丁腈橡胶材料及其制备方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及橡胶加工领域，特别是涉及利用叶蜡石制备低硬度、高伸长率NBR橡胶的方法。技术背景：

[0002] 丁腈橡胶广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。在生产橡胶成型加工时，人们为了提高橡胶制品的柔软性常常需要向橡胶中加入软化剂。
橡胶软化剂主要包括芳烃油、石蜡油、环烷油、重油、石蜡、凡士林、沥青、石油树脂等。这些有机类的橡胶软化剂在橡胶中随着时间的推移会迁移，导致失效、制品变硬，并且橡胶软化剂的价格都较高，每吨售价至少数千元。
发明内容：

[0003] 针对上述现象存在的技术问题和生产成本问题，本发明采用叶蜡石粉来部分或全部替代原有橡胶配方中补强剂白炭黑或炭黑，通过适度调整配方的技术方案，提供一种降低橡胶硬度，提高橡胶断裂伸长率的制备方法。旨在通过叶蜡石粉代替常用的有机橡胶软化剂达到软化制品橡胶的效果，并且降低橡胶制品成本的目的。

[0004] 本发明采用的技术方案是：

[0005] 一种柔性丁腈橡胶材料，所述柔性丁腈橡胶材料包括以下重量份的各组份：

[0006]

[0007]

[0008] 进一步，所述柔性丁腈橡胶材料由以下重量份的各组份组成：

[0009]

[0010] 所述柔性丁腈橡胶材料还可以含有抗疲劳剂、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)中的一种或两种，所述丁腈橡胶材料的配方优选为以下之一：

[0011] (一)所述柔性丁腈橡胶材料由以下重量份的各组份组成：

[0012]

[0013]

[0014] (二)所述柔性丁腈橡胶材料由以下重量份的各组份组成：

[0015]

[0016] (三)所述柔性丁腈橡胶材料由以下重量份的各组份组成：

[0017]

[0018] 更进一步，本发明所述柔性丁腈橡胶材料更优选由以下重量份的各组份组成：

[0019]

[0020]

[0021] 本发明方法中，所述的叶蜡石是粉体，粉体的粒径优选325～1250目。叶蜡石化学成份为Al2O316～19％，SiO272～76％，Fe2O3≤0.8％，TiO2≤0.6％。这是其固有化学成分，并不是本发明的特意限制，任意叶蜡石粉体均可用于本发明。

[0022] 本发明所述硫化剂优选过氧化二异丙苯(DCP)或硫磺。

[0023] 所述硅烷偶联剂优选四硫化双三乙氧基丙基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，更优选四硫化双三乙氧基丙基硅烷。

[0024] 本发明所述防老剂RD的化学全称为2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物。

[0025] 本发明所述防老剂4010的化学全称为N-环己基-N'-苯基对苯二胺。

[0026] 本发明所述促进剂DPTT的化学全称为四硫化双五亚甲基秋兰姆。

[0027] 本发明所述促进剂BZ的化学全称为二丁基二硫代氨基甲酸锌。

[0028] 本发明所述抗疲劳剂优选抗疲劳剂PL-600、抗疲劳剂SH-X55，更优选抗疲劳剂PL-600。

[0029] 本发明所述柔性丁腈橡胶材料可按工业常规方法制备得到，经密炼、开炼、硫化后，制得所述柔性丁腈橡胶材料。为防止硫化剂温度过高导致橡胶焦黑，可于开炼阶段再加入硫化剂。

[0030] 具体的，本发明所述柔性丁腈橡胶材料可按以下方法制备：将叶蜡石与偶联剂先混合均匀，然后将除硫化剂以外的所有组份进行密炼、密炼后的物料进行开炼，开炼后的物料加入硫化剂，继续开炼均匀后下片，静置停放，停放后的胶料加到开炼机上返炼后下料冲片，填模，经硫化机硫化，开模制得所述柔性丁腈橡胶材料。

[0031] 更具体的，所述柔性丁腈橡胶材料的制备方法优选为：

[0032] (1)将叶蜡石粉体与硅烷偶联剂在在高速混合机中混合均匀混合3～10分钟，制得叶蜡石和硅烷偶联剂混合物；

[0033] (2)将步骤(1)的叶蜡石和硅烷偶联剂混合物和其他除硫化剂以外的所有组份加入密炼机中密炼10～20分钟，控制温度40～75℃，密炼后的物料进行开炼，加到开炼机上控制温度40～60℃，开炼10～20分钟，再加入硫化剂，继续开炼均匀后下片，静置停放24小时，得停放后的胶料；

[0034] (3)停放后的胶料加到开炼机上返炼2～5分钟，下料冲片，填模，置于165℃～180℃的硫化机中，硫化2～10分钟，开模，制得制得所述柔性丁腈橡胶材料。

[0035] 本发明提供了一种低硬度、高断裂伸长率的柔性丁腈橡胶材料。

[0036] 本发明的优点在于:

[0037] 叶腊石粉可代替常规的有机橡胶软化剂(如芳烃、石蜡油、环烷油、DOP等)，采用叶蜡石粉也能达到软化制品橡胶的效果，且不迁移。并且，基本条件相同的NBR橡胶组分加入叶蜡石粉后，比通常加入的补强填料白炭黑后的NBR橡胶的硬度降低明显，断裂伸长率提高显著，因此本发明可提供一种低硬度、高断裂伸长率的柔性丁腈橡胶材料。另外叶蜡石粉售价低廉，能够显著降低橡胶制品的成本。具体实施方式：

[0038] 下面以具体实施例来对本发明方案作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

[0039] 实施例1～3和对照例1～3的配方如下表1所示，具体制备步骤为：

[0040] (1)将叶蜡石粉体(325～1250目)与硅烷偶联剂在在高速混合机中混合均匀混合8分钟，制得叶蜡石和硅烷偶联剂混合物；

[0041] (2)将步骤(1)的叶蜡石和硅烷偶联剂混合物和其他除硫化剂以外的所有组份加入密炼机中密炼20分钟，控制温度40～75℃，密炼后的物料进行开炼，加到开炼机上控制温度40～60℃，开炼20分钟，再加入硫化剂，继续开炼均匀后下片，静置停放24小时，得到停放后的胶料；

[0042] (3)停放后的胶料硫化，加到开炼机上返炼5分钟，下料冲片，填模，置于165℃～180℃的硫化机中，硫化3分钟，开模，制得制得所述柔性丁腈橡胶材料。

[0043] 测试：按照GB/T 528-2009测试拉伸性能。GB/T531.1-2008测试硬度，所得结果见表2。

[0044] 表1：

[0045]

[0046]

[0047] 表2：

[0048]