CN107793610A - 一种新型耐腐蚀橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶材料技术领域，涉及一种新型耐腐蚀橡胶及其制备方法。本发明新型耐腐蚀橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：丁腈橡胶50‑60份、氯丁橡胶50‑60份、碳纤维20‑30份、增塑剂30‑50份、补强剂50‑70份、硫化剂20‑30份、促进剂3‑5份、防老剂3‑5份、二甘醇1‑2份和石蜡1‑2份。本发明采用碳纤维后形成了三维网络结构，阻碍橡胶的溶胀，使橡胶的耐腐蚀性增加，因为橡胶在甲苯中长时间浸泡会产生腐蚀裂纹，碳纤维的加入有阻碍裂纹产生和裂纹扩展的作用，提高橡胶耐腐蚀性（甲苯中浸泡72h，质量减少率降低了30%）。该发明新型耐腐蚀橡胶具有强度高，弹性好，水气透过率低，耐老化性能强、耐腐蚀性能好等优点。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域，涉及一种新型耐腐蚀橡胶及其制备方法。
背景技术
据世界各国统计调查表明，每年因腐蚀造成的损失腐蚀高达1500亿元，约占国民生产总值的2.5%-4%，超过其它自然灾害之和的6倍，其中以化工系统的腐蚀为主损失达100多亿元。因此，防腐蚀引起了各界的高度重视，在“十五”期间，随着科学技术的发展，我国防腐蚀业取得了令人瞩目的成绩，耐腐蚀材料取得了长足进步，已成为国民经济中一个不可缺少的重要行业。
耐腐蚀性能是指其抵抗酸、碱、盐等腐蚀性介质破坏的能力。耐腐蚀材料包括金属材料和非金属材料，在非金属材料中橡胶因其具有较好的物理机械性能和耐腐蚀性能，在防腐蚀方面的应用日趋广泛。
耐腐蚀橡胶主要为氟橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶，氟橡胶的缺点为加工性差、价格昂贵、耐寒性差、弹性透气性较低，使用温度范围在-20℃~200℃；乙丙橡胶缺点为自粘性和互粘性较差，使用温度范围在-50℃~150℃；丁腈橡胶的缺点为耐寒及耐臭氧性差，弹力及弹性较低、耐酸性差、电绝缘性不好，使用温度范围在-30℃~100℃；氯丁橡胶的缺点为耐寒性差、成本高、电绝缘性不好，加工时易粘滚，生胶稳定性差，不易保存。橡胶防腐蚀技术还不够成熟，在各性能方面还有待提高，因此研制一种成本低、高 性能的新型耐腐蚀橡胶是非常必要的。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型耐腐蚀橡胶及其制备方法。本发明新型耐腐蚀橡胶具有强度高，弹性好，水气透过率低，耐老化性能强、耐腐蚀性能好等优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为。
一种新型耐腐蚀橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：丁腈橡胶50-60份、氯丁橡胶50-60份、碳纤维20-30份、增塑剂30-50份、补强剂50-70份、硫化剂20-30份、促进剂3-5份、防老剂3-5份、二甘醇1-2份和石蜡1-2份。
本发明的一种优选方案，由以下重量份数的原料制备而成：丁腈橡胶55份、氯丁橡胶55份、碳纤维25份、增塑剂40份、补强剂60份、硫化剂25份、促进剂4份、防老剂4份、二甘醇1份和石蜡1份。
所述硫化剂为硫磺和氧化铅，按重量份数比：硫黄：氧化铅=1:2-3。
所述补强剂为硫酸钡、硅藻土和滑石粉，按重量份数比：硫酸钡：硅藻土：滑石粉=2-3:1-2:4-6。
所述补强剂为白炭黑。
所述增塑剂为已二酸二异癸酯。
所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆。
一种新型耐腐蚀橡胶的制备方法，步骤如下。
（1）塑炼：按重量秤量丁腈橡胶和氯丁橡胶，将其放入密炼机中塑炼，温度为150-160℃，时间10-20min。
（2）混炼：按重量份数秤量碳纤维、增塑剂、补强剂、硫化剂、促进剂、防老剂、二甘醇和石蜡，加入混炼机中进行混炼，搅拌转数40-50r/min，时间20-30min。
（3）硫化成型：将上述（2）中的混料加入双辊开炼机上压延成2-4mm厚的薄片；在平板硫化机上硫化，硫化温度为130-150℃，压力3-10MPa，时间20-30min，自然降温，即得成品。
本发明的有益效果。
（1）本发采用碳纤维使拉伸强度≥7.9MPa，大于对比例1的7.5 MPa；本发明的拉断伸长率≥400%，大于对比例1的390%；本发明的硬度（邵尔A）＞79，大于对比例1的75；说明本发明强度高，弹性好。本发明拉断伸长率变化/%（300℃×72h老化）在-25%至-30%之间，而对比例1的为30%，说明本发明水气透过率低，密封性好，耐老化性能强。
（2）本发明采用碳纤维后形成了三维网络结构，阻碍橡胶的溶胀，使橡胶的耐腐蚀性增加（参见图1和图2）。因为橡胶在甲苯中长时间浸泡会产生腐蚀裂纹，碳纤维的加入有阻碍裂纹产生和裂纹扩展的作用，提高橡胶耐腐蚀性（甲苯中浸泡72h，质量减少率降低了30%）。
附图说明
图1为本发明的实施例3的制备产品在甲苯中浸泡72h后的500倍电镜扫描图。
图2为本发明的对比例1的制备产品在甲苯中浸泡72h后的500倍电镜扫描图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1。
分别按以下表1中指定的各组分，按重量份数秤量丁腈橡胶和氯丁橡胶，将其放入密炼机中塑炼，温度为150-160℃，时间10-20min；按重量份数秤量碳纤维、增塑剂、补强剂、硫化剂、促进剂、防老剂、二甘醇和石蜡，加入混炼机中进行混炼，搅拌转数45r/min，时间20min；将上述（2）中的混料加入双辊开炼机上压延成2-4mm厚的薄片；在平板硫化机上硫化，硫化温度为130-150℃，压力7MPa，时间30min，自然降温，即得成品。对其进行物理力学性能指标检验。在表1中列出了测试结果。
实施例2。
按以下表1中指定的各组分含量重复实施例1的方法，在表1中列出了测试结果。
实施例3。
按以下表1中指定的各组分含量重复实施例1的方法，在表1中列出了测试结果。
对比例1。
按以下表1中指定的各组分含量重复实施例1的方法，不同的是不添加碳纤维。在表1中列出了测试结果。
一、性能检测。
本发明按照国家标准GB/T 1690- 1992测定耐腐蚀性；硬度（邵尔A）按照GB/T531-1999进行测试；拉伸强度和拉断伸长率按照GB/T 528-1998进行测试；撕裂强度按照GB/T 529-1999进行测定拉伸速率为50mm min-1；耐热空气老化性能按照GB/T 3512-2001进行测试，老化条件为200℃×24h。
1、对实施例1-3制备的新型耐腐蚀橡胶进行性能检测结果，如表1所示。
表1 新型耐腐蚀橡胶理性指标。
由表1可知，本发明新型耐腐蚀橡胶的拉伸强度≥7.9MPa，大于对比例1的7.5MPa；本发明的拉断伸长率≥400%，大于对比例1的390%；本发明的硬度（邵尔A）＞79，大于对比例1的75；说明本发明强度高，弹性好。本发明拉断伸长率变化/%（300℃×72h老化）在-25%至-30%之间，而对比例1的为30%，说明本发明水气透过率低，密封性好，耐老化性能强。
本发明在汽油中浸泡72h，实施例1-3的质量减少率16%，而对比例1的质量减少率25%，质量减少率降低了9%；本发明在机油中浸泡72h，实施例1-3的质量减少率5%，而对比例1的质量减少率11%，质量减少率降低了7%；本发明在水中浸泡72h，实施例1-3的质量减少率3%，而对比例1的质量减少率8%，质量减少率降低了5%；本发明在甲苯中浸泡72h，实施例1-3的质量减少率50%，而对比例1的质量减少率80%，质量减少率降低了30%；以上说明本发明的耐腐蚀能力强。
由图1和图2可知，本发明对实施例3和对比例1的制备产品在甲苯中浸泡72h后的试样进行了SEM观察。如图1所示。从显微照片中可以清楚地看到，对比例1（不含碳纤维）的橡胶表面出现大量的腐蚀裂纹；如图2所示，实施例3（碳纤维含量为28%）的橡胶表面的腐蚀裂纹明显减少，说明本发明的耐腐蚀能力强。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种耐腐蚀橡胶，其特征在于：由以下重量份数的原料制备而成：丁腈橡胶50-60份、氯丁橡胶50-60份、碳纤维20-30份、增塑剂30-50份、补强剂50-70份、硫化剂20-30份、促进剂3-5份、防老剂3-5份、二甘醇1-2份和石蜡1-2份。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀橡胶，其特征在于：由以下重量份数的原料制备而成：丁腈橡胶55份、氯丁橡胶55份、碳纤维25份、增塑剂40份、补强剂60份、硫化剂25份、促进剂4份、防老剂4份、二甘醇1份和石蜡1份。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀橡胶，其特征在于：所述硫化剂为硫磺和氧化铅，按重量份数比：硫黄：氧化铅=1:2-3。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀橡胶，其特征在于：所述补强剂为硫酸钡、硅藻土和滑石粉，按重量份数比：硫酸钡：硅藻土：滑石粉=2-3:1-2:4-6。
5.根据权利要求1所述的耐腐蚀橡胶，其特征在于：所述补强剂为白炭黑。
6.根据权利要求1所述的耐腐蚀橡胶，其特征在于：所述增塑剂为已二酸二异癸酯。
7.根据权利要求1所述的耐腐蚀橡胶，其特征在于：所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆。
8.一种根据权利要求1-8所述的任一耐腐蚀橡胶的制备方法，其特征在于：步骤如下：
（1）塑炼：按重量秤量丁腈橡胶和氯丁橡胶，将其放入密炼机中塑炼，温度为150-160℃，时间10-20min；
（2）混炼：按重量份数秤量碳纤维、增塑剂、补强剂、硫化剂、促进剂、防老剂、二甘醇和石蜡，加入混炼机中进行混炼，搅拌转数40-50r/min，时间20-30min；
（3）硫化成型：将上述（2）中的混料加入双辊开炼机上压延成2-4mm厚的薄片；在平板硫化机上硫化，硫化温度为130-150℃，压力3-10MPa，时间20-30min，自然降温，即得成品。
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|---|---|---|---|---|
| CN109181035A (zh) * | 2018-09-03 | 2019-01-11 | 桐城运城制版有限公司 | 一种凹印辊筒 |
| CN109608714A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-12 | 浙江兄弟之星汽配有限公司 | 一种汽车雨刷器用雨刷条及其制备工艺 |
| CN117844077A (zh) * | 2024-01-08 | 2024-04-09 | 江苏多肯新材料有限公司 | 一种耐腐蚀橡胶复合材料及其制备方法 |
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