一種耐酸堿氯丁橡膠的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非硫調(diào)型氯丁橡膠配方，采用該配 方制備的橡膠復(fù)合材料具有優(yōu)異耐酸堿性能。
【背景技術(shù)】：
[0002] 氯丁橡膠由氯丁二烯為原料制得的合成橡膠，通用型氯丁橡膠分為硫調(diào)型和非硫 調(diào)型兩種，硫調(diào)型氯丁橡膠硫化時可以不需要促進劑，非硫調(diào)型氯丁橡膠需配合促進劑。氯 丁橡膠具有良好的物理機械性能，耐油，耐酸堿，耐化學(xué)試劑等性能，廣泛應(yīng)用于膠輥，膠 管，輸送帶等領(lǐng)域。特別是在金屬制品行業(yè)中，需要對金屬表面進行酸蝕達到清潔，亞光要 求，工業(yè)膠輥需要長時間浸泡在酸液或堿液等具有腐蝕性介質(zhì)中，所以對橡膠制品性能要 求較高。本發(fā)明在配方中引入片層結(jié)構(gòu)石墨烯與炭黑并用補強氯丁橡膠，石墨烯加入不僅 對氯丁橡膠實現(xiàn)補強，同時片層結(jié)構(gòu)填料有效阻止了酸堿介質(zhì)對氯丁橡膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)的侵 蝕，從而制備高性能耐酸堿氯丁橡膠復(fù)合材料，滿足目前工業(yè)產(chǎn)品對氯丁橡膠制品的性能 要求。本發(fā)明不僅解決了氯丁橡膠常規(guī)使用條件下性能要求，而且賦予氯丁橡膠優(yōu)異的耐 酸堿介質(zhì)性能，具有較高性能保持率，從而有效延長氯丁橡膠制品使用壽命，實現(xiàn)更大的工 業(yè)價值。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 本發(fā)明的目的是為了提供一種耐酸堿氯丁橡膠配方，解決氯丁橡膠耐酸堿腐蝕差 的問題，采用該配方制備的氯丁橡膠復(fù)合材料具有較高強度，優(yōu)異耐磨性，耐酸堿介質(zhì)性 能，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，使用壽命長特點。由于目前石墨烯成本較高，本發(fā)明對石墨烯的用量進 行了優(yōu)化，在本發(fā)明石墨烯用量范圍內(nèi)，氯丁橡膠復(fù)合材料具有優(yōu)異的綜合性能。
[0004] 為實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種耐酸堿氯丁橡膠配方，其特征包 括以下以質(zhì)量的原料組分
[0005] 組分 質(zhì)量份數(shù) 非硫調(diào)型氯丁橡膠 100 石墨烯 0.1~10 炭黑 10~100 白炭黑 10~100 硅烷偶聯(lián)劑 0~10 U化鋅 1~5 氧化鎂 1~5 促進劑 0.1~5 硬脂酸 1~5 防老劑 .10 增塑劑 0~20
[0006] 首先將采用乳液復(fù)合將石墨烯預(yù)分散在非硫調(diào)型氯丁橡膠中，隨后將石墨烯/氯 丁橡膠中放入橡膠煉膠機中混煉2min，隨后加入防老劑、硬脂酸、炭黑、白炭黑、硅烷偶聯(lián) 劑、增塑劑混煉lOmin，最后加入促進劑、氧化鋅、氧化鎂混煉3min，最后得到石墨稀-炭 黑-白炭黑/氯丁橡膠混煉膠，硫化并測試性能。
[0007] 本發(fā)明所述原料組分氯丁橡膠為非硫調(diào)型氯丁橡膠。
[0008] 本發(fā)明所述原料組分中炭黑可以為超耐炭黑，中超耐磨炭黑，高耐磨炭黑，快壓出 炭黑，通用炭黑，半補強炭黑。
[0009] 本發(fā)明所述原料組分中白炭黑可以為沉淀法白炭黑、氣相法白炭黑。
[0010] 本發(fā)明所述原料組分中硅烷偶聯(lián)劑可以為Si69、Si747、KH550、KH560、KH570。
[0011] 本發(fā)明所述原料組分中促進劑可以為噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類、硫脲類促進 劑。
[0012] 本發(fā)明所述原料組分中防老劑可以為胺類防老劑，酚類防老劑。
[0013] 本發(fā)明所述原料組分中增塑劑可以為石油系增塑劑，煤焦油系增塑劑，合成增塑 劑。
[0014] 本發(fā)明的主要采用石墨烯與炭黑、白炭黑并用產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，一維球狀納米粒子 與二維石墨烯片層之間具有隔離效應(yīng)，一維球狀粒子插入片層之間，球狀填料有助于片層 石墨烯在氯丁橡膠中分散，橡膠復(fù)合材料不僅具有較高拉伸強度，撕裂強度，而且石墨烯片 層具有優(yōu)異耐磨耐和酸堿性能
【具體實施方式】：
[0015] 為體現(xiàn)配方中石墨烯對氯丁橡膠耐酸堿腐蝕性能提高，故采用對比例1(不添加 石墨烯）與實施例1對比，下面結(jié)合對比例和實施例對發(fā)明作進一步說明
[0016] 對比例1 :
[0017] 組分 質(zhì)量份數(shù) 非硫調(diào)型氯丁橡膠 100 石墨稀.. 0 炭黑NI 10 10 沉淀法白炭黑 10 氧化鋅 5 氧化鎂 4 促進劑DM 1 硬脂酸 1: 防老劑401ONA 15 防老劑RD 1.5 鄰苯二甲酸二辛酯 2:0
[0018] 實施例1 :
[0019] 組分 質(zhì)量份數(shù) 非硫調(diào)型氯丁橡膠 100 石墨稀 1.0 炭黑NllO 10 沉淀法白炭黑 10 偶聯(lián)劑Si69 1 氧化鋅 5 氧化鎂 4 促進劑NA-22 1 硬脂酸 1 防老劑40IONA 1 5
[0020] 防老劑RD 1.5 鄰苯二甲酸二辛酯 20
[0021] 實施例2 :
[0022] 組分 質(zhì)量份數(shù) 非硫調(diào)型氯丁橡膠 100 石墨浠 5 炭黑NllO 30 炭黑N770 30 沉淀法白炭黑 50 偶聯(lián)劑KH550 10 H化鋅 5 氧化鎂 1 促進劑TMTD 0.1 促進劑NA-22 0.5 硬脂酸 5 芳烴油 ?0
[0023] 實施例3 :
[0024] 組分 質(zhì)量份數(shù) 非硫調(diào)型氯丁橡膠 100 炭黑Ν550 m 炭黑N660 40 氣相法白炭黑 10 偶聯(lián)劑Si747 5 氧化鋅 1 氧化鎂 4 促進劑CZ 5 硬脂酸 3 防老劑D 5 防老劑40IONA 5 芳烴油 石醋 1
[0025] 實施例4 :
[0026] 組分 質(zhì)量份數(shù) 非硫調(diào)型氯丁橡膠 100 石墨烯 3 炭黑N234 m 炭黑N660 10 沉淀法白炭黑 100 偶聯(lián)劑KH570 10 氧化鋅 5 氧化鎊 5 促進劑DM 3 促進劑NA-22 1 硬脂酸 % 防老劑4QIQNA 10 芳烴油 0
[0027] 實施例5 :
[0028] 組分 質(zhì)量份數(shù) 非硫調(diào)型氯丁橡膠 100 石墨烯 0.5 炭黑N234 50 炭黑N660 50 氣相法白炭黑 20 偶聯(lián)劑KH560 S 氧化鋅 5 氧化鎂 4 促進劑DM % 硬脂酸 2 防老劑264 10 古馬隆樹脂 冊
[0029] 實施例6 :
[0030] 組分 質(zhì)量份數(shù) 非硫調(diào)型氯丁橡膠 100 石墨烯 3 炭黑 N770 100 氣相法白炭黑 20 氧化鋅 5 氧化鎂 4 促進劑DM 1 硬脂酸 ：1 防老劑40IONA 2 防老劑RD 1 芳烴油 20
[0031] 對比例與實施例中石墨烯/氯丁橡膠復(fù)合材料的制備工藝將石墨烯采用乳液復(fù) 合方法預(yù)分散在非硫調(diào)型氯丁橡膠中，隨后將石墨烯/氯丁橡膠放入橡膠煉膠機中混煉 2min，隨后加入防老劑、硬脂酸、炭黑、白炭黑、硅烷偶聯(lián)劑、增塑劑混煉lOmin，最后加入氧 化鋅、氧化鎂混煉3min，最后得到石墨烯-炭黑-白炭黑/氯丁橡膠混煉膠，硫化并測試性 能。
[0032] 實施例與對比例中硫化膠性能對比如下
[0034] 對比例與實施例中酸蝕條件為20wt % H2SO4溶液90°C *72h，堿蝕條件為20wt % NaOH 溶液 90°C *72h。
[0035] 以上已對本發(fā)明中性能較佳實施例進行了詳細說明，但本發(fā)明并不局限于所述實 施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可以做出種種的等同的變型 或替換，例如本方法中的炭黑仍可采用其它填料蒙脫土、陶土、埃洛石、碳納米管等。這些等 同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種耐酸堿氯下橡膠配方，其特征在于：W非硫調(diào)型氯下橡膠質(zhì)量份數(shù)為100為基 準(zhǔn)，氯下橡膠復(fù)合材料中各組分的質(zhì)量份數(shù)如下： 組分 質(zhì)量份數(shù) 非硫調(diào)型氯下橡膠 W0 才巧端 0.1~1() 炭黑 10~100 白炭黑 10~100 程燒偶聯(lián)劑 0~10 氧化粹 1~5 氧化鏡 1~5 促進劑 1~5 硬脂酸 1~5 防老劑 0~10 增塑劑 （K20。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠，其特征在于：炭黑為超耐炭黑，中超耐磨炭黑，高耐磨炭 黑，快壓出炭黑，通用炭黑或半補強炭黑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠，其特征在于：白炭黑為沉淀法白炭黑或氣相法白炭黑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠，其特征在于：硅烷偶聯(lián)劑為Si69、Si747、K冊50、Κ冊60或 Κ冊 70。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠，其特征在于：促進劑為嚷挫類、次橫酷胺類、秋蘭姆類、硫 脈類促進劑中的一種或幾種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠，其特征在于：防老劑為胺類防老劑或酪類防老劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述所述橡膠，其特征在于：增塑劑為石油系增塑劑，煤焦油系增塑 劑或合成增塑劑。
【專利摘要】一種耐酸堿氯丁橡膠涉及橡膠制造技術(shù)領(lǐng)域，具有優(yōu)異的耐酸堿性能。氯丁橡膠因其良好力學(xué)性能，耐油，耐酸堿性能得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)填料補強氯丁橡膠耐酸堿性能較差，本發(fā)明在配方中引入大片層結(jié)構(gòu)石墨烯與炭黑、白炭黑并用補強氯丁橡膠，石墨烯加入不僅對氯丁橡膠實現(xiàn)補強，同時片層結(jié)構(gòu)填料有效阻止了酸堿介質(zhì)對氯丁橡膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)的侵蝕，從而制備高性能耐酸堿氯丁橡膠復(fù)合材料，滿足目前工業(yè)產(chǎn)品對氯丁橡膠制品的性能要求。本發(fā)明不僅解決了氯丁橡膠常規(guī)使用條件下性能要求，而且賦予氯丁橡膠優(yōu)異的力學(xué)性能及耐酸堿介質(zhì)性能，具有較高性能保持率，從而有效延長氯丁橡膠制品使用壽命，實現(xiàn)更大的工業(yè)價值和社會效益。
【IPC分類】C08K3/36, C08K13/04, C08K3/22, C08K5/09, C08K5/12, C08K3/04, C08K7/18, C08L91/00, C08L45/02, C08L11/00, C08K7/00
【公開號】CN105400025
【申請?zhí)枴緾N201510908692
【發(fā)明人】劉力, 許宗超, 溫世鵬, 張立群, 盧詠來, 馮予星, 廖坤, 張繼陽, 董志鵬, 黃從崗
【申請人】北京化工大學(xué), 北京北化新橡特種材料科技股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月10日