一種高性能磁性橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種高性能磁性橡膠及其制備方法，屬于橡膠技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，汽車減振系統(tǒng)及減振元器件大多是橡膠類產(chǎn)品，其中由于天然橡膠的彈性 大，定伸強(qiáng)度高，抗撕裂性和電絕緣性優(yōu)良，耐磨性和耐寒性良好，加工性佳，易與其它材料 粘合等特點(diǎn)，在綜合物理機(jī)械性能方面優(yōu)于大多數(shù)的合成橡膠，所以減振系統(tǒng)使用天然橡 膠的居多。但是，單一組分的天然橡膠在耐磨性和抗老化性能、耐臭氧、耐低溫脆性方面也 存在著缺陷，且隨著汽車工作及行駛路面泥沙、灰塵的侵入，橡膠體本身會(huì)造成永久性變形 和磨損，產(chǎn)品整體使用性能會(huì)隨之降低，由其引發(fā)的摩擦噪音和減振系統(tǒng)的失效，將是車輛 使用過程中的常見問題，存在著較大的安全隱患。由此，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者和專家對(duì)天然橡膠 的合成工藝和組成成分進(jìn)行了改良，以獲得減振性能更好的橡膠，開發(fā)出了不同種類的磁 性橡膠、磁流變橡膠和金屬橡膠。目前，在磁性材料的研究中，研究人員大都是將提高阻尼 特性和溫度閾為目的，基本上是將各種磁粉糅合入橡膠本體，雖然使得各類橡膠在力學(xué)性 能上得到大幅度提高，但成本太高、藥品配方復(fù)雜，在工程上不能得到廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的之一，是解決現(xiàn)有技術(shù)中天然橡膠在長(zhǎng)時(shí)間減振性能方面的不足， 以及前人研究只注重提高阻尼特性的不足，提供一種成本低廉、復(fù)合物理機(jī)械性能更優(yōu)的 高性能磁性橡膠材料。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種高性能磁性橡膠，包括如下重量 百分?jǐn)?shù)的原料:天然橡膠41.225%、SrO · 6Fe2〇35.154%、過氧化物硫化劑1.296%、氧化鋅 2.945%、硬脂酸0.353%、促進(jìn)劑0.294%、防老劑0.353%、炭黑 47.114%、增塑劑0.353%、 石蠟0.471 %和脂肪酸0.442 %。
[0005] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0006] 進(jìn)一步，所述過氧化物硫化劑為異丙苯過氧化氫，所述硬脂酸為十八碳烷酸，所述 促進(jìn)劑為二硫化四甲基秋蘭姆，所述防老劑的型號(hào)為4010NA，所述炭黑的型號(hào)為N330,粒徑 為26~30nm，所述增塑劑的型號(hào)為Plasthall7050,所述石錯(cuò)為工業(yè)用的普通石錯(cuò)，所述脂 肪酸為不飽和脂肪酸。
[0007] 本發(fā)明所采用的原料的作用為：
[0008] 異丙苯過氧化氫是目前橡膠工業(yè)使用的主要過氧化物硫化劑之一，主要作用是將 橡膠分子鏈起交聯(lián)反應(yīng)，增強(qiáng)橡膠的物理力學(xué)性能;氧化鋅是一種促硫劑，可以縮短硫化時(shí) 間；促進(jìn)劑可以降低硫化溫度，縮短硫化時(shí)間，改善橡膠力學(xué)性能;硬脂酸主要是軟化和增 塑的作用，使得炭黑和氧化鋅充分?jǐn)U散;防老劑、石蠟具有延緩橡膠老化和延長(zhǎng)橡膠制品使 用壽命的作用；炭黑是橡膠工業(yè)重要的補(bǔ)強(qiáng)劑，可以提高橡膠拉伸強(qiáng)度、彈性、抗撕裂強(qiáng)度 和耐熱性;增塑劑起潤(rùn)滑作用；脂肪酸是一種表面活性劑，具有降低橡膠門尼粘度，改善橡 膠加工工藝的作用。
[0009]本發(fā)明的目的之二，是提供上述高性能磁性橡膠的制備方法。
[0010]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種高性能磁性橡膠的制備方法，包 括如下步驟：
[0011] (1)將SrCl與Fe2Cl3溶液，按摩爾比1:6混合均勻，再經(jīng)過沉淀、水洗、過濾、烘干，然 后反復(fù)焙燒制得磁性填充劑SrO · 6Fe2〇3;
[0012] (2)稱取重量百分?jǐn)?shù)為41.225%的天然橡膠，再稱取重量百分?jǐn)?shù)為5.154%的步驟 (1)所得磁性填充劑SrO · 6Fe2〇3，混合均勻后，放入密煉機(jī)中混煉15~20min，得到混合物A;
[0013] (3)稱取重量百分?jǐn)?shù)為47.114%的炭黑，加到步驟(2)所得混合物A中，放入密煉機(jī) 中混煉10~15min，得到混合物B;
[0014] (4)稱取重量百分?jǐn)?shù)為0.353%的增塑劑、0.353%的硬脂酸、0.294%的促進(jìn)劑、 0.353 %的防老劑、0.471 %的石蠟和0.442 %的脂肪酸，加到步驟(3)所得混合物B中，放入 密煉機(jī)中混煉12~16min，得到混合物C;
[0015] (5)稱取重量百分?jǐn)?shù)為2.945 %的氧化鋅和重量百分?jǐn)?shù)為1.296 %的過氧化物硫化 劑，加到步驟(4)得到的混合物C中，充分混勻后，放入密煉機(jī)中混煉3~5min，得到混合物D;
[0016] (6)將步驟(5)得到的混合物D放入煉膠機(jī)中，輥壓3min，得到橡膠體；
[0017] ⑴將步驟(6)得到的橡膠體，在室溫環(huán)境下停放2 24小時(shí)，放入硫化機(jī)中，在150 ± 0.5 °C下硫化20~30分鐘，取出自然冷卻、清洗，即得到所述高性能磁性橡膠。
[0018] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0019] 進(jìn)一步，步驟(3)所述炭黑的型號(hào)為N330,粒徑為26~30nm。
[0020] 進(jìn)一步，步驟(4)所述增塑劑的型號(hào)為Plasthall 7050,所述硬脂酸為十八碳烷 酸，所述促進(jìn)劑為二硫化四甲基秋蘭姆，所述防老劑的型號(hào)為4010NA，所述石蠟為工業(yè)用的 普通石蠟，所述脂肪酸為不飽和脂肪酸。
[0021] 進(jìn)一步，步驟(5)所述過氧化物硫化劑為異丙苯過氧化氫。
[0022] 進(jìn)一步，步驟(6)所述輥壓時(shí)輥筒間距為2.2mm。
[0023]本發(fā)明的有益效果是：
[0024] 1.步驟（1)所得磁性物質(zhì)SrO· 6Fe2〇3,粒徑范圍在20~100納米之間，本發(fā)明以天 然橡膠為填充基體，添加磁性物質(zhì)SrO · 6Fe2〇3,隨著天然橡膠/SrO · 6Fe2〇3復(fù)合材料分子 量的擴(kuò)大，其門尼粘度增加，進(jìn)而影響材料物理性能的增強(qiáng)。在磁性方面，由于納米SrO· 6Fe2〇3粒子呈現(xiàn)鐵磁性，具有高頻特性和較好的軟磁性能，磁滯后損失較小，當(dāng)納米SrO · 6Fe2〇3與天然橡膠質(zhì)量比為1:8時(shí)，復(fù)合材料的強(qiáng)化強(qiáng)度也達(dá)到飽和，矯頑力達(dá)到最佳狀態(tài)， 物理機(jī)械性能達(dá)到最優(yōu)。
[0025] 2.本發(fā)明加入的炭黑，具有粒徑小、表面活性大等特點(diǎn)，很大程度上減少了磁性橡 膠大分子的體積分?jǐn)?shù)，使磁性橡膠具有良好的耐磨性和抗撕裂性，提高磁性橡膠的機(jī)械強(qiáng) 度。
[0026] 3.本發(fā)明添加與天然橡膠相容性差、分子量大的增塑劑Plasthall7050,從而更容 易迀移到成品表面，起到潤(rùn)滑作用。另外，由于天然橡膠是高度不飽和橡膠，在貯存和使用 過程中，受到氧、臭氧、紫外線以及其它活性物質(zhì)的作用會(huì)發(fā)生降解，性能損失，橡膠鏈交聯(lián) 硬化，這時(shí)就需要添加防老劑和石蠟等材料，對(duì)提高橡膠的抗氧化性具有良好的幫助，可以 改善橡膠的耐老化性能。
[0027] 4 .本發(fā)明的磁性橡膠，高強(qiáng)度、耐高溫、耐油、耐寒、抗拉、耐老化，且減振性能優(yōu) 良，增大了天然橡膠的阻尼特性，節(jié)約了制造成本，可以滿足汽車、工程機(jī)械、液壓傳動(dòng)、航 空、航海等高性能、高技術(shù)領(lǐng)域減振制品的需求。
[0028] 5.本發(fā)明大幅度提高減振產(chǎn)品的使用壽命和安全性，成本低廉，配方獲取容易且 對(duì)人體危害物質(zhì)含量較少，是化工產(chǎn)業(yè)少有的綠色產(chǎn)品，且制備方法簡(jiǎn)單，市場(chǎng)前景廣闊， 適合規(guī)?；a(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā) 明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0030] 本實(shí)施例涉及一種高性能磁性橡膠，包