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CN112980113A - 一种可逆形变的高弹性橡胶及其制备工艺 - Google Patents

一种可逆形变的高弹性橡胶及其制备工艺 Download PDF

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何笑梅
罗桂平
何伟锋
曾伟怀
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陈超群
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Abstract

本发明涉及橡胶制备技术领域，且公开了一种可逆形变的高弹性橡胶，所述的高弹性橡胶由以下组分按质量份数组成：氟胶30‑70份，丁腈橡胶20‑60份，改性淀粉10‑20份，氧化锌4‑6份，偶联剂2‑3份，炭黑10‑30份，硫化剂3‑5份，助交联剂2‑4份。本发明通过改性淀粉对橡胶材料进行补强，提高了橡胶弹性，降低生热，减少滞后损失，配合偶联剂、氧化锌、炭黑10‑30份、硫化剂和助交联剂，在一定程度上提高了橡胶复合材料的性能，同时满足环保要求，具有广阔的市场前景，利于在橡胶制品中得到推广应用。

Description

一种可逆形变的高弹性橡胶及其制备工艺
技术领域
本发明涉及橡胶制备技术领域，具体为一种可逆形变的高弹性橡胶及其制备工艺。
背景技术
橡胶是制造飞机、军舰、汽车、拖拉机、收割机、水利排灌机械、医疗器械等所必需的材料。根据来源不同，橡胶可以分为氟胶和合成橡胶。合成橡胶中有少数品种的性能与氟胶相似，大多数与氟胶不同，但两者都是高弹性的高分子材料，一般均需经过加工之后，才具有实用性和使用价值。合成橡胶在20世纪初开始生产，从40年代起得到了迅速的发展。合成橡胶一般在性能上不如氟胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
随着橡胶制品的不断普及，橡胶在很多方面都会得到更多的使用，但是橡胶的各项性能还有待提高，因此，我们提出一种可逆形变的高弹性橡胶及其制备工艺。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种可逆形变的高弹性橡胶及其制备工艺。
技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可逆形变的高弹性橡胶，所述的高弹性橡胶由以下组分按质量份数组成：氟胶30-70份，丁腈橡胶20-60份，改性淀粉10-20份，氧化锌4-6份，偶联剂2-3份，炭黑10-30份，硫化剂3-5份，助交联剂2-4份。
优选的，所述改性淀粉采用湿法制备，将淀粉悬浮于0.5％-10％的无机酸溶液中，在45-60℃温度下搅拌2-3小时，经碱中和、水洗、干燥、粉碎工序制得。
优选的，所述偶联剂选用A-172、KH-570和NDZ-201中的任意一种。
优选的，所述炭黑选用炭黑N330。
优选的，硫化剂选用DCP、BIPB和双二五中的任意一种。
优选的，所述助交联剂选用TAIC和HVA-2中的任意一种。
一种可逆形变的高弹性橡胶的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将氟胶、丁腈橡胶和改性淀粉投入密炼机中，混炼1-3min；
(2)将氧化锌和炭黑投入密炼机中，混炼3-5min；
(3)将偶联剂、硫化剂和助交联剂投入密炼机中，调控密炼机温度为140-150℃，混炼2-3min，静置3-4h，得到改性橡胶复合材料；
(4)将改性橡胶复合材料硫化，降温，制样，得到高弹性橡胶；
(5)对高弹性橡胶样品进行性能测试。
优选的，所述步骤(5)中采用H10KS型微机控制电子拉伸试验机对高弹性橡胶样品进行拉伸弹性测试。
优选的，所述步骤(5)中采用GT-7042-RE型冲击弹性试验机对高弹性橡胶样品进行冲击弹性测试。
优选的，所述步骤(5)中采用CT-7011-F型屈挠龟裂试验机对高弹性橡胶样品进行屈挠疲劳性测试，取2-3次结果的平均值作为试验值。
有益效果
本发明提供了一种可逆形变的高弹性橡胶及其制备工艺，具备以下有益效果：
本发明通过改性淀粉对橡胶材料进行补强，提高了橡胶弹性，降低生热，减少滞后损失，配合偶联剂A-172、KH-550、KH-570以及NDZ-201,这些偶联剂都能在一定程度上提高橡胶复合材料的性能，同时满足环保要求，具有广阔的市场前景，利于在橡胶制品中得到推广应用。
具体实施方式
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
进一步说明本发明提供的技术方案：一种可逆形变的高弹性橡胶，所述的高弹性橡胶由以下组分按质量份数组成：氟胶30-70份，丁腈橡胶20-60份，改性淀粉10-20份，氧化锌4-6份，偶联剂2-3份，炭黑10-30份，硫化剂3-5份，助交联剂2-4份。
所述改性淀粉采用湿法制备，将淀粉悬浮于0.5％-10％的无机酸溶液中，在45-60℃温度下搅拌2-3小时，经碱中和、水洗、干燥、粉碎工序制得。
所述偶联剂选用A-172、KH-570和NDZ-201中的任意一种。
所述炭黑选用炭黑N330。
所述硫化剂选用DCP、BIPB和双二五中的任意一种。
所述助交联剂选用TAIC和HVA-2中的任意一种。
一种可逆形变的高弹性橡胶的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将氟胶、丁腈橡胶和改性淀粉投入密炼机中，混炼1-3min；
(2)将氧化锌和炭黑投入密炼机中，混炼3-5min；
(3)将偶联剂、硫化剂和助交联剂投入密炼机中，调控密炼机温度为140-150℃，混炼2-3min，静置3-4h，得到改性橡胶复合材料；
(4)将改性橡胶复合材料硫化，降温，制样，得到高弹性橡胶；
(5)对高弹性橡胶样品进行性能测试。
所述步骤(5)中采用H10KS型微机控制电子拉伸试验机对高弹性橡胶样品进行拉伸弹性测试。
所述步骤(5)中采用GT-7042-RE型冲击弹性试验机对高弹性橡胶样品进行冲击弹性测试。
所述步骤(5)中采用CT-7011-F型屈挠龟裂试验机对高弹性橡胶样品进行屈挠疲劳性测试，取2-3次结果的平均值作为试验值。
实施例1
一种可逆形变的高弹性橡胶的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将30份氟胶、20份丁腈橡胶和10份改性淀粉投入密炼机中，混炼1min；
(2)将4份氧化锌和10份炭黑N330投入密炼机中，混炼3min；
(3)将2份偶联剂A-172、硫化剂DCP和助交联剂TAIC投入密炼机中，调控密炼机温度为140℃，混炼2min，静置3h，得到改性橡胶复合材料；
(4)将改性橡胶复合材料硫化，降温，制样，得到高弹性橡胶；
(5)采用H10KS型微机控制电子拉伸试验机对高弹性橡胶样品进行拉伸弹性测试；采用GT-7042-RE型冲击弹性试验机对高弹性橡胶样品进行冲击弹性测试；采用CT-7011-F型屈挠龟裂试验机对高弹性橡胶样品进行屈挠疲劳性测试，取3次结果的平均值作为试验值。
实施例2
一种可逆形变的高弹性橡胶的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将50份氟胶、40份丁腈橡胶和15份改性淀粉投入密炼机中，混炼2min；
(2)将5份氧化锌和20份炭黑N330投入密炼机中，混炼4min；
(3)将2.5份偶联剂KH-570、硫化剂BIPB和助交联剂HVA-2投入密炼机中，调控密炼机温度为145℃，混炼2.5min，静置3.5h，得到改性橡胶复合材料；
(4)将改性橡胶复合材料硫化，降温，制样，得到高弹性橡胶；
(5)采用H10KS型微机控制电子拉伸试验机对高弹性橡胶样品进行拉伸弹性测试；采用GT-7042-RE型冲击弹性试验机对高弹性橡胶样品进行冲击弹性测试；采用CT-7011-F型屈挠龟裂试验机对高弹性橡胶样品进行屈挠疲劳性测试，取3次结果的平均值作为试验值。
实施例3
一种可逆形变的高弹性橡胶的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将70份氟胶、60份丁腈橡胶和20份改性淀粉投入密炼机中，混炼1min；
(2)将6份氧化锌和30份炭黑N330投入密炼机中，混炼5min；
(3)将3份偶联剂NDZ-201、硫化剂双二五和助交联剂HVA-2投入密炼机中，调控密炼机温度为150℃，混炼3min，静置4h，得到改性橡胶复合材料；
(4)将改性橡胶复合材料硫化，降温，制样，得到高弹性橡胶；
(5)采用H10KS型微机控制电子拉伸试验机对高弹性橡胶样品进行拉伸弹性测试；采用GT-7042-RE型冲击弹性试验机对高弹性橡胶样品进行冲击弹性测试；采用CT-7011-F型屈挠龟裂试验机对高弹性橡胶样品进行屈挠疲劳性测试，取3次结果的平均值作为试验值。
结合上述三个实施例以及常规橡胶样品进行实验对比，实验数据如下：
实验编号 常规型 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度/MPa 8.2 12.5 13.2 12.8
拉断伸长率/％ 550 680 710 670
回弹值/％ 32.2 45.5 48.7 52.4
屈挠龟裂/6×104次 出现裂纹 无变化 无变化 无变化
生热/℃ 40.2 20.4 20.3 20.6
通过上述三个实施例和常规橡胶样品进行实验对比，能够体现本发明三个实施例所提供的高弹性橡胶样品具备高弹性、高强度、高伸长率、高回弹值、低生热的性能，具有广阔的市场前景，利于在多种橡胶产品中推广使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可逆形变的高弹性橡胶，其特征在于，所述的高弹性橡胶由以下组分按质量份数组成：氟胶30-70份，丁腈橡胶20-60份，改性淀粉10-20份，氧化锌4-6份，偶联剂2-3份，炭黑10-30份，硫化剂3-5份，助交联剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种可逆形变的高弹性橡胶，其特征在于，所述改性淀粉采用湿法制备，将淀粉悬浮于0.5％-10％的无机酸溶液中，在45-60℃温度下搅拌2-3小时，经碱中和、水洗、干燥、粉碎工序制得。
3.根据权利要求1所述的一种可逆形变的高弹性橡胶，其特征在于，所述偶联剂选用A-172、KH-570和NDZ-201中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种可逆形变的高弹性橡胶，其特征在于，所述炭黑选用炭黑N330。
5.根据权利要求1所述的一种可逆形变的高弹性橡胶，其特征在于，所述硫化剂选用DCP、BIPB和双二五中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种可逆形变的高弹性橡胶，其特征在于，所述助交联剂选用TAIC和HVA-2中的任意一种。
7.一种可逆形变的高弹性橡胶的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氟胶、丁腈橡胶和改性淀粉投入密炼机中，混炼1-3min；
(2)将氧化锌和炭黑投入密炼机中，混炼3-5min；
(3)将偶联剂、硫化剂和助交联剂投入密炼机中，调控密炼机温度为140-150℃，混炼2-3min，静置3-4h，得到改性橡胶复合材料；
(4)将改性橡胶复合材料硫化，降温，制样，得到高弹性橡胶；
(5)对高弹性橡胶样品进行性能测试。
8.根据权利要求7所述的一种可逆形变的高弹性橡胶的制备工艺，其特征在于，所述步骤(5)中采用H10KS型微机控制电子拉伸试验机对高弹性橡胶样品进行拉伸弹性测试。
9.根据权利要求7所述的一种可逆形变的高弹性橡胶的制备工艺，其特征在于，所述步骤(5)中采用GT-7042-RE型冲击弹性试验机对高弹性橡胶样品进行冲击弹性测试。
10.根据权利要求7所述的一种可逆形变的高弹性橡胶的制备工艺，其特征在于，所述步骤(5)中采用CT-7011-F型屈挠龟裂试验机对高弹性橡胶样品进行屈挠疲劳性测试，取2-3次结果的平均值作为试验值。
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