專利名稱：一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氯丁橡膠材料，具體涉及一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料及其制備方法。
背景技術：
好的減震橡膠材料應該具備以下幾種特性1)優(yōu)異的動態(tài)性能，兼具低動倍率和高衰減性，低動倍率可以為減震產(chǎn)品提供較高的減震性能，而高衰減性可以為產(chǎn)品提供較高的抑震性能。3)耐疲勞破壞性能，在交變應力或應變作用下，橡膠材料在應力集中地部位由于不能及時完成應力松弛，裂紋將不可避免的產(chǎn)生，一種好的減震橡膠材料應該具有很好的抑制裂紋擴展的性能，使產(chǎn)品的使用壽命得以延長。4)耐環(huán)境性能，產(chǎn)品使用過程中，熱、氧、臭氧等環(huán)境因素將會加速橡膠的老化，老化將大大縮短橡膠的使用壽命，所以一種好的減震橡膠材料，應該具有很好的耐環(huán)境老化性能。5)與金屬粘接性能，大多數(shù)的減震橡膠制品都是由橡膠材料與金屬骨架材料粘接在一起組成，所以一種好的減震橡膠材料應該很好具有與金屬材料的粘接性能，否則橡膠材料一旦與金屬骨架脫離，將會造成減震產(chǎn)品的功能喪失。氯丁橡膠作為一種結晶性橡膠，使氯丁橡膠在受到拉伸、剪切等作用時能夠產(chǎn)生結晶結構，可以提高材料的撕裂能，延緩裂紋的產(chǎn)生；如果外部的變形能量超過了橡膠的撕裂能而導致內(nèi)部裂紋出現(xiàn)， 這種結晶性能所產(chǎn)生的加大的滯后損失，也會使裂紋的擴展速度大大降低。氯丁橡膠的這一特性使它具有很的耐疲勞性能。氯丁橡膠分子中含的氯原子位阻很大，使氧、臭氧等原子很難侵入到氯丁橡膠的分子主鏈，使氯丁橡膠具有很好的耐氧、臭氧老化等耐環(huán)境性能；同時氯原子的存在使氯丁膠成為一種極性橡膠，這也大大提高了氯丁膠與金屬骨架材料的粘接性能。但是位阻很大的氯原子的存在使氯丁膠的分子鏈運動受到限制，使氯丁膠分子鏈的柔順性變差、滯后損失很大，這導致了用氯丁膠做成的減震制品的動倍率很高，產(chǎn)品的減震性能降低，并且生熱很大，這也導致了產(chǎn)品的使用壽命縮短。由于氯丁膠的這些特性，使氯丁膠作為一種減震橡膠材料的使用受到很大限制，僅僅將其用于抑震為主的場合。反式1，4聚異戊二烯TPI原子排列比較對稱，電負性不同的原子和原子團排在同一側，偶極距較小，易結晶，將其按一定比例與氯丁橡膠并用，制備的橡膠材料經(jīng)硫化后，在受到外力沖擊或低頻振動時，橡膠材料仍將保持具有較高的衰減性，從而可以起到很好的抑震效果；當高頻率振動時，反式1，4聚異戊二烯TPI的結晶結構被破壞，從而提高了分子的柔順性，使橡膠材料的滯后損失降低，從而獲得低的動倍率。兩種橡膠共混時，橡膠內(nèi)部產(chǎn)生島相結構，當橡膠內(nèi)部裂紋擴展到結晶性能更好的TPI時，裂紋的擴展被終止，這也大大延長了產(chǎn)品的使用壽命

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料，以解決現(xiàn)有技術的上述問題。本發(fā)明的另一目的是提供這種氯丁橡膠材料的制備方法，該方法采用反式1，4聚異戊二烯TPI為功能助劑，通過普通橡膠加工工藝設備，制備出低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料，由以下重量份計的原料組成氯丁橡膠60-90 份，反式1，4聚異戊二烯 10-40份，碳黑10-80 份，促進劑2-6份，硫化劑4-10份，防老劑2-5份，活性劑6-10份，操作助劑 2-10份。所述的反式1，4聚異戊二烯(TPI)為未經(jīng)硫化的反式1，4聚異戊二烯，其中，反式含量彡97% ;門尼粘度60-80 ;拉伸強度彡25MPa ;熔點約60°C。

所述的碳黑為高耐磨型碳黑N330。所述的促進劑為甲基秋蘭姆類和硫脲類中的一種或幾種，優(yōu)選TMTD和NA-22中的一種或兩種組合物。所述的硫化劑為氧化鋅和硫磺中的一種或兩種，所述的防老劑選自喹啉和二胺類，如 RD 和 401ONA o所述的活性劑為氧化鎂和硬脂酸SA中的一種或兩種。所述的操作助劑為芳烴油。上述低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料的制備方法，具體步驟如下I)按照上述配方稱取原料；2)將反式1，4聚異戊二烯(TPI)置于開煉機中，在60_100°C溫度范圍內(nèi)塑煉2-3分鐘，再與氯丁橡膠(CR)在開煉機上共混，之后將活性劑、防老劑等加入開煉機中，待吃粉完畢，將炭黑、操作助劑加入開煉機中，反復開刀幾次，待吃粉完畢后將促進劑、硫化劑加入到開煉機中，反復開刀幾次，將掉落的粉劑全部加入到開煉機中，待吃粉完畢后，將開煉機輥距調(diào)到最小，將混煉膠薄通5遍，將輥距調(diào)到4cm，出片；將混煉膠停放8小時以上，按照通常橡膠硫化工藝硫化。本發(fā)明的優(yōu)點與效果是，本發(fā)明采用反式1，4聚異戊二烯TPI作為橡膠的功能助齊IJ，采用普通橡膠加工工藝設備進行加工，所制得的橡膠材料，耐疲勞性能被提高，動倍率被降低，加工工藝方便易行。
具體實施例方式下面結合具體實施例進一步闡述本發(fā)明的技術特點。實施例1氯丁橡膠CR90份，反式1，4聚異戊二烯TPIlO份，碳黑N33040份，間接法氧化鋅5. O份，硫磺0. 3份，促進劑TMTD0. 5份，促進劑NA-221. 0份，防老劑RDl. 0份，防老劑4010NA1. 0份，活性劑(氧化鎂)4. 0份，活性劑(硬脂酸SA)1. 0份，操作助劑芳烴油5. 0份。制作工藝包括如下步驟和工藝條件第一步，將反式1，4聚異戊二烯TPI在通用煉膠設備中，在60-100°C溫度范圍內(nèi)塑煉2-3分鐘，再與氯丁橡膠CR共混；第二步，按通常煉膠方法制備混煉膠；第三步，將混煉膠停放8小時以上，按照通常橡膠硫化工藝硫化。實施例2-6的材料制作工藝同實施例1.實施例2氯丁橡膠CR80份，反式1，4聚異戊二烯TPI20份，碳黑N33040份，間接法氧化鋅5. 0份，硫磺0. 3份，促進劑TMTD0. 5份，促進劑NA-221. 0份，防老劑RDl. 0份，防老劑4010NA1. 0份，活性劑(氧化鎂)4. 0份，活性劑(硬脂酸SA)1. 0份，操作助劑芳烴油5. 0份。實施例3氯丁橡膠CR70份，反式1，4聚異戊二烯TPI30份，碳黑N33040份，間接法氧化鋅5. 0份，硫磺0. 3份，促進劑TMTD0. 5份，促進劑NA-221. 0份，防老劑RDl. 0份，防老劑4010NA1. 0份，活性劑(氧化鎂)4. 0份，活性劑(硬脂酸SA)1. 0份，操作助劑芳烴油5. 0份。實施例4氯丁橡膠CR60份，反式1，4聚異戊二烯TPI40份，碳黑N33040份，間接法氧化鋅5. 0份，硫磺0. 3份，促進劑TMTD0. 5份，促進劑NA-221. 0份，防老劑RDl. 0份，防老劑4010NA1. 0份，活性劑(氧化鎂)4. 0份，活性劑(硬脂酸SA)1. 0份，操作助劑芳烴油5. 0份。實施例5氯丁橡膠CR70份，反式1，4聚異戊二烯TPI30份，碳黑N33020份，間接法氧化鋅5. 0份，硫磺0. 3份，促進劑TMTD0. 5份，促進劑NA-221. 0份，防老劑RDl. 0份，防老劑4010NA1. 0份，活性劑(氧化鎂)4. 0份，活性劑(硬脂酸SA)1. 0份，操作助劑芳烴油5. 0份。實施例6氯丁橡膠CR70份，反式1，4聚異戊二烯TPI30份，碳黑N33060份，間接法氧化鋅5. 0份，硫磺0. 3份，促進劑TMTD0. 5份，促進劑NA-221. 0份，防老劑RDl. 0份，防老劑4010NA1. 0份，活性劑(氧化鎂)4. 0份，活性劑(硬脂酸SA)1. 0份，操作助劑芳烴油5. 0份。對比例I氯丁橡膠CR100份，碳黑N33040份，間接法氧化鋅5. 0份，硫磺0. 3份，促進劑TMTD0. 5份，促進劑NA-221. 0份，防老劑RDl. 0份，防老劑4010NA1. 0份，活性劑(氧化鎂)
4.0份，活性劑(硬脂酸SA)1. 0份，操作助劑芳烴油5. 0份。第一步，將氯丁橡膠CR在通用煉膠設備中，在60-100°C溫度范圍內(nèi)塑煉2_3分鐘；第二步，按通常煉膠方法制備混煉膠；第三步，將混煉膠停放8小時以上，按照通常橡膠硫化工藝硫化。對比例2-3的材料制作工藝同對比例I。對比例2氯丁橡膠CR100份，碳黑N33020份，間接法氧化鋅5. 0份，硫磺0. 3份，促進劑TMTD0. 5份，促進劑NA-221. 0份，防老劑RDl. 0份，防老劑4010NA1. 0份，活性劑(氧化鎂)
4.0份，活性劑(硬脂酸S A)1. 0份，操作助劑芳烴油5. 0份。對比例3
氯丁橡膠CR100份，碳黑N33060份，間接法氧化鋅5. O份，硫磺O. 3份，促進劑TMTD0. 5份，促進劑NA-221. O份，防老劑RDl. O份，防老劑4010NA1. O份，活性劑(氧化鎂)
4.O份，活性劑(硬脂酸SA)1. O份，操作助劑芳烴油5. O份。性能評價按照表I中的配方配料，制作工藝包括如下步驟和工藝條件第一步，將反式1，4聚異戊二烯TPI在通用煉膠設備中，在60-100°C溫度范圍塑煉2-3分鐘，再與氯丁橡膠CR共混；第二步，按通常煉膠方法制備混煉膠；第三步，將混煉膠停放8小時以上，按照通常橡膠硫化工藝于160°C硫化15分鐘，所得硫化膠的物理機械性能如表2。表I實施例1-6及對比例1-3材料配方
權利要求
1.一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料，其特征在于由以下重量份計的原料組成 氯丁橡膠60-90份， 反式1，4聚異戊二烯10-40份， 碳黑 10-80份， 促進劑 2-6份， 硫化劑 4-10份， 防老劑 2-5份， 活性劑 6-10份， 操作助劑2-10份。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料，其特征在于所述的反式1，4聚異戊二烯(TPI)為未經(jīng)硫化的反式1，4聚異戊二烯，其中，反式含量>97%;門尼粘度60-80 ;拉伸強度彡25MPa ;熔點約60°C。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料，其特征在于所述的碳黑為高耐磨型碳黑N330。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料，其特征在于所述的促進劑為甲基秋蘭姆類和硫脲類中的一種或幾種。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料，其特征在于所述的促進劑為TMTD和NA-22中的一種或兩種組合物。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料，其特征在于所述的硫化劑選自氧化鋅和硫磺中的一種或兩種。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料，其特征在于所述的防老劑選自喹啉和二胺類，具體為RD和4010NA。
8.所述的活性劑為氧化鎂和硬脂酸SA中的一種或兩種。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料，其特征在于所述的操作助劑為芳烴油。
10.一種制備權利要求1所述低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料的方法，其特征在于具體步驟如下 上述低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料的制備方法，具體步驟如下 1)按照上述配方稱取原料； 2)將反式1，4聚異戊二烯置于開煉機中，在60-100°C溫度范圍內(nèi)塑煉2-3分鐘，再與氯丁橡膠在開煉機上共混，之后將活性劑、防老劑等加入開煉機中，待吃粉完畢，將炭黑、操作助劑加入開煉機中，反復開刀幾次，待吃粉完畢后將促進劑、硫化劑加入到開煉機中，反復開刀幾次，將掉落的粉劑全部加入到開煉機中，待吃粉完畢后，將開煉機輥距調(diào)到最小，將混煉膠薄通5遍，將輥距調(diào)到4cm，出片；將混煉膠停放8小時以上，按照通常橡膠硫化工藝硫化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低動倍率、耐疲勞氯丁橡膠材料及其制備方法，由以下重量份計的原料組成氯丁橡膠60-90份，反式1,4聚異戊二烯10-40份，碳黑10-80份，促進劑2-6份，硫化劑4-10份，防老劑2-5份，活性劑6-10份，操作助劑2-10份。本發(fā)明的優(yōu)點與效果是，本發(fā)明采用反式1,4聚異戊二烯TPI作為橡膠的功能助劑，采用普通橡膠加工工藝設備進行加工，所制得的橡膠材料，耐疲勞性能被提高，動倍率被降低，加工工藝方便易行。
文檔編號C08K3/04GK103059365SQ20121056866
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權日2012年12月24日
發(fā)明者徐美玲, 張鷹, 張祥福, 周文 申請人:上海普利特復合材料股份有限公司