| 专利名称： | 一种耐臭氧老化橡胶及其制备方法 | ||
| 专利名称(英文)： | A high ozone aging rubber and its preparation method | ||
| 专利号： | CN201610148866.6 | 申请时间： | 20160316 |
| 公开号： | CN105585748A | 公开时间： | 20160518 |
| 申请人： | 长春实发汽车零部件有限公司 | ||
| 申请地址： | 130000 吉林省长春市绿园区西新镇裴家村小郑家屯 | ||
| 发明人： | 庄昌权; 赵琦瑛; 芦争 | ||
| 分类号： | C08L7/00; C08L9/00; C08L91/06; C08K13/02; C08K3/22; C08K3/04; C08K3/36; C08K3/26 | 主分类号： | C08L7/00 |
| 代理机构： | 北京中誉威圣知识产权代理有限公司 11279 | 代理人： | 蒋常雪 |
| 摘要： | 本发明公开了一种耐臭氧老化橡胶及其制备方法，属于化工技术领域，所述的耐臭氧老化橡胶由以下原料制备得到，按照重量份数计：天然橡胶40~60份、顺丁橡胶5~15份、氧化锌3~10份、硬脂酸0.5~3.5份、防老剂3~9.5份、石蜡2~5.5份、微晶蜡3~8份、炭黑30~45份、白炭黑20~35份、分散剂1.5~5份、环烷油2~15份、碳酸钙5~15份、硫磺2~5份和促进剂2.6~7.7份。本发明可以改善橡胶的耐臭氧性能，还可以有效改善汽车减震制品表面发粘、变脆、变硬、龟裂的问题，同时产品还可以在高温和低温环境下长期使用。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses an ozone aging rubber and its preparation method, which belongs to the technical field of chemical industry, the ozone resistance aging rubber is composed of the following raw material preparation to obtain, according to weight parts : natural rubber 40-60 parts, butadiene rubber 5-15 parts, zinc oxide 3-10 parts, stearic acid 0.5-3.5 parts, antioxidant 3-9.5 parts, paraffin 2-5.5 parts, microcrystalline wax 3-8 parts, carbon black 30-45 parts, white carbon black 20-35 parts, dispersant 1.5-5 parts, naphthenoid oil 2-15 parts, calcium carbonate 5-15 parts, sulfur 2-5 and accelerator 2.6-7.7 parts. The invention can improve the performance of the ozone resistance of the rubber, can also be effectively improve automobile shock-absorbing surface of the product and pastiness, brittled, indurascent, the problem of cracking, at the same time in the high temperature and the product can also be used for a long time under low temperature environment. | ||
1.一种耐臭氧老化橡胶，其特征在于，所述的橡胶由以下原料制备得到，按照重量份数 计：天然橡胶40~60份、顺丁橡胶5~15份、氧化锌3~10份、硬脂酸0.5~3.5份、防老剂3~9.5份、 石蜡2~5.5份、微晶蜡3~8份、炭黑30~45份、白炭黑20~35份、分散剂1.5~5份、环烷油2~15份、 碳酸钙5~15份、硫磺2~5份和促进剂2.6~7.7份。
2.如权利要求1所述的一种耐臭氧老化橡胶，其特征在于，所述的橡胶由以下原料制备 得到，按照重量份数计：天然橡胶45~55份、顺丁橡胶8~12份、氧化锌5~7份、硬脂酸1~2份、防 老剂5~8份、石蜡3~5份、微晶蜡4~6份、炭黑35~40份、白炭黑25~30份、分散剂2~4份、环烷油 5~10份、碳酸钙8~12份、硫磺3~4份和促进剂4~6.2份。
3.如权利要求1~2任一项所述的一种耐臭氧老化橡胶，其特征在于，所述的防老剂由防 老剂4010NA1~5份和防老剂BLE2~4.5份混合组成。
4.如权利要求3所述的一种耐臭氧老化橡胶，其特征在于，所述的促进剂由促进剂 TMTD0.2~1.2份、促进剂DM0.4~1.5份和促进剂CZ2~5份混合组成。
5.一种耐臭氧老化橡胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤： （1）按照量比称取原料； （2）将称取的原料搅拌混合均匀； （3）混合均匀的原料投入密炼机。
6.如权利要求5所述的一种耐臭氧老化橡胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）中密炼 机的转速25~35rpm，密炼机混炼时间45~60min，混炼温度到130℃排出橡胶，使用开炼机薄 通3次，使混炼胶均匀，橡胶冷却即得到耐臭氧老化橡胶。
1.一种耐臭氧老化橡胶，其特征在于，所述的橡胶由以下原料制备得到，按照重量份数 计：天然橡胶40~60份、顺丁橡胶5~15份、氧化锌3~10份、硬脂酸0.5~3.5份、防老剂3~9.5份、 石蜡2~5.5份、微晶蜡3~8份、炭黑30~45份、白炭黑20~35份、分散剂1.5~5份、环烷油2~15份、 碳酸钙5~15份、硫磺2~5份和促进剂2.6~7.7份。
2.如权利要求1所述的一种耐臭氧老化橡胶，其特征在于，所述的橡胶由以下原料制备 得到，按照重量份数计：天然橡胶45~55份、顺丁橡胶8~12份、氧化锌5~7份、硬脂酸1~2份、防 老剂5~8份、石蜡3~5份、微晶蜡4~6份、炭黑35~40份、白炭黑25~30份、分散剂2~4份、环烷油 5~10份、碳酸钙8~12份、硫磺3~4份和促进剂4~6.2份。
3.如权利要求1~2任一项所述的一种耐臭氧老化橡胶，其特征在于，所述的防老剂由防 老剂4010NA1~5份和防老剂BLE2~4.5份混合组成。
4.如权利要求3所述的一种耐臭氧老化橡胶，其特征在于，所述的促进剂由促进剂 TMTD0.2~1.2份、促进剂DM0.4~1.5份和促进剂CZ2~5份混合组成。
5.一种耐臭氧老化橡胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤： （1）按照量比称取原料； （2）将称取的原料搅拌混合均匀； （3）混合均匀的原料投入密炼机。
6.如权利要求5所述的一种耐臭氧老化橡胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）中密炼 机的转速25~35rpm，密炼机混炼时间45~60min，混炼温度到130℃排出橡胶，使用开炼机薄 通3次，使混炼胶均匀，橡胶冷却即得到耐臭氧老化橡胶。
翻译：
技术领域
本发明涉及一种耐臭氧老化橡胶及其制备方法，属于化工技术领域。
背景技术
由于天然橡胶具有优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，并且，经过适 当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质，所以天然橡胶具有广 泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、 输血管、避孕套；交通运输上使用的各种轮胎；工业上使用的传送带、运输带、耐酸和耐碱手 套；农业上使用的排灌胶管、氨水袋；气象测量用的探空气球；科学试验用的密封、防震设 备；国防上使用的飞机、坦克、大炮、防毒面具；甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高 精尖科学技术产品都离不开天然橡胶。
现有技术中，用于制造汽车零件的橡胶，通常选用天然橡胶，由于天然橡胶自身化 学结构的原因，其耐臭氧性能较差，从而影响了汽车零件物理机械性能和使用寿命。现在随 着汽车工业的发展，对汽车的要求也越来越高，同时相应的对于汽车零部件的要求也越来 越高，对于汽车用的橡胶材料，要求具有良好的耐氧化、抗腐蚀的能力，同时对于橡胶软管 等密封件，还要求化学性质稳定，能够在较高或者较低的温度下长期使用。
发明内容
为了克服现有天然橡胶抗臭氧性能较差的不足，本发明提供了一种耐臭氧老化橡 胶及其制备方法，该发明可以改善天然橡胶的耐臭氧性能，还可以有效改善汽车橡胶减震 制品表面发粘、变脆、变硬、龟裂的问题，同时产品还可以在高温和低温环境下长期使用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种耐臭氧老化橡胶，所述的橡胶由以下原料制备得到，按照重量份数计：天然橡胶40 ~60份、顺丁橡胶5~15份、氧化锌3~10份、硬脂酸0.5~3.5份、防老剂3~9.5份、石蜡2~5.5份、 微晶蜡3~8份、炭黑30~45份、白炭黑20~35份、分散剂1.5~5份、环烷油2~15份、碳酸钙5~15 份、硫磺2~5份和促进剂2.6~7.7份。顺丁橡胶硫化后其耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动 负荷下发热少，耐老化性好，常与天然橡胶并用，降低成本。氧化锌为活化剂、硫化促进剂和 补强剂，且有着色作用，促进橡胶的硫化、活化和补强、防老化作用，能加强硫化过程，提高 橡胶制品耐撕裂性、耐磨性。硬脂酸起到四个作用：1、软化和增塑作用，2、作为外部润滑剂， 3、有利炭黑、白炭黑和氧化锌的充分扩散，4、和氧化锌或碱性促进剂反应可促进其活性，还 是主要的硫化促进助剂，可起到第二促进剂的作用，加速硬化。防老剂防止或抑制诸如氧、 热、光、臭氧、机械应力、重金属离子等因素破坏制品性能、延长制品储存和使用寿命的配合 剂。石蜡和微晶石硫化后迁移制品表面，形成一层物理保护层，能有成效防止制品臭氧龟 裂，直链石蜡和微晶石蜡参合为最佳。炭黑和白炭黑起到补强剂和填充剂的作用，不仅增加 橡胶制品的耐磨性和使用寿命，而且还节约成本。分散剂能提高胶料的流动性和炭黑及配 合剂在胶料中的分散性,改善橡胶的加工性能,减少胶料喷霜倾向。环烷油可以作为增塑 剂和填充操作油，以改善橡胶的可塑性和弹性。碳酸钙大量地填充在橡胶制品之中，可能增 加产品的体积，从而节约昂贵的天然橡胶，达到降低成本的目的。硫磺在链状的天然橡胶橡 胶分子之间形成二硫键或多硫键，让天然橡胶形成空间网状分子结构更加稳定。促进剂可 缩短硫化时间，减少硫磺用量，降低硫化温度，从而提高生产效率，降低成本。
优选的，所述的橡胶由以下原料制备得到，按照重量份数计：天然橡胶45~55份、顺 丁橡胶8~12份、氧化锌5~7份、硬脂酸1~2份、防老剂5~8份、石蜡3~5份、微晶蜡4~6份、炭黑35 ~40份、白炭黑25~30份、分散剂2~4份、环烷油5~10份、碳酸钙8~12份、硫磺3~4份和促进剂4~ 6.2份。
优选的，所述的防老剂由防老剂4010NA1~5份和防老剂BLE2~4.5混合组成。
优选的，所述的促进剂由促进剂TMTD0.2~1.2份、促进剂DM0.4~1.5份和促进剂 CZ2~5份混合组成。
一种耐臭氧老化橡胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）按照量比称取原料；
（2）将称取的原料搅拌混合均匀；
（3）混合均匀的原料投入密炼机。
优选的，步骤（3）中密炼机的转速25~35rpm，密炼机混炼时间45~60min，混炼温度 到130℃排出橡胶，使用开炼机薄通3次，使混炼胶均匀，橡胶冷却即得到耐臭氧老化橡胶。
本发明的优点：
（1）本发明的制备出的产品可以改善橡胶的耐臭氧性能，提高产品的使用性能和寿命；
（2）本发明制备出的产品可以有效的改善汽车橡胶减震制品的表面发粘、变脆、变硬、 甚至表面龟裂直至产品断裂的问题；
（3）本发明制备出的减震件可以在汽车上经受长期的使用；
（4）本发明制备出的产品可以在南方高温环境下长期使用，也可以在东北低温环境下 长期使用。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步的说明：
实施例1：
按照如下步骤制备耐臭氧老化橡胶：
（1）按照量比称取原料；
（2）将称取的原料搅拌混合均匀；
（3）混合均匀的原料投入密炼机。
其中步骤（1）中的各个原料的加入量如表1所示，其中步骤（3）中密炼机的转速 32rpm，密炼机混炼时间45min，混炼温度到130℃排出橡胶，使用开炼机薄通3次，使混炼胶 均匀后下片，橡胶冷却即得到耐臭氧老化橡胶。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例只改变实施例1中的步骤（1）中的各个原料的加入量，其 它部分与实施例1完全相同，各原料的加入量如表1所示。
实施例3：
在实施例1的基础上，本实施例只改变实施例1中的步骤（1）中的各个原料的加入量，其 它部分与实施例1完全相同，各原料的加入量如表1所示。
实施例4：
在实施例1的基础上，本实施例只改变实施例1中的步骤（1）中的各个原料的加入量，其 它部分与实施例1完全相同，各原料的加入量如表1所示。
实施例5：
在实施例1的基础上，本实施例为了验证密炼机混炼时间对产品的性能是否有影响，只 改变实施例1中步骤（3）中密炼机的混炼时间为60min，其它部分与实施例1完全相同。
表1为各实施例的原料加入量，表2为防老剂中各原料含量，表3为促进剂中各原料 含量，其中各原料加入量按照重量份数计。
原料名称 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 天然橡胶 40 60 50 40 顺丁橡胶 5 15 10 5 氧化锌 3 10 6 3 硬脂酸 0.5 3.5 1.5 3.5 防老剂 3 9.5 6 5.5 石蜡 2 5.5 4 2 微晶蜡 3 8 5 8 炭黑 30 45 38 30 白炭黑 20 35 28 35 分散剂 1.5 5 3 1.5 环烷油 2 15 8 15 碳酸钙 5 15 10 5 硫磺 2 5 3.5 5 促进剂 2.6 7.7 4.8 3.7
表1原料加入量
表2防老剂中各原料含量
原料名称 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 防老剂4010NA 1 5 3 1 防老剂BLE 2 4.5 3 4.5
表3促进剂中各原料含量
原料名称 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 促进剂TMTD 0.2 1.2 0.8 0.2 促进剂DM 0.4 1.5 1 1.5 促进剂CZ 2 5 3 2
产品检测：
将得到的橡胶混炼胶硫化成试片，硫化条件：温度150℃，时间：8min。通过对试片的检 测进行耐臭氧龟裂性能、常规技术和热老化性能的评估。其中耐臭氧龟裂性能测试按照 ISO1413《硫化或热塑性橡胶耐臭氧龟裂性》进行测试，臭氧浓度200pphm，温度40℃，相对湿 度（60±5）%，延长率20%。热老化性能检测的条件为：温度70℃，时间：94h。
表4为耐臭氧龟裂性能测试结果，表5为常规性能检测，表6为热老化性能检测。从 表4、表5和表6的数据可以看出，该橡胶能达到上文所述的所有优点，符合当前耐臭氧老化 橡胶的市场需求。
表4耐臭氧龟裂性能测试
表5常规检测
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 硬度（Shore A） 61 60 61 60 62 拉伸强度（MPa） 23.8 22.5 20.8 21.2 22 断裂伸长率 (%) 543.2 568 542 496.2 560
表6热老化性能检测
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 硬度（Shore A） 63 62 63 63 60 拉伸强度（MPa） 24.1 24.9 22.1 25.3 22 断裂伸长率 (%) 489 522 421 456 501
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对 实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其 它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出 的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
