一種高力學(xué)性能減震橡膠材料及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高力學(xué)性能減震橡膠材料及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，短纖維橡膠復(fù)合材料作為一種新型的高分子材料得到了深入研究和廣泛應(yīng)用，它將短纖維的剛性和橡膠的高彈性結(jié)合在一起，可賦予橡膠制品高彈性、耐磨性等優(yōu)良的綜合性能。如果短纖維在橡膠基體中適當(dāng)定向取向，則更能提高橡膠制品的上述性能。因此，這為聞彈減震鞋底材料的開(kāi)發(fā)，提供了一種技術(shù)思路。
[0003]制備橡膠產(chǎn)品時(shí)包括促進(jìn)劑、硫化機(jī)、防老劑等在內(nèi)的各種配合劑用量超過(guò)橡膠的溶解度，也就是超過(guò)所允許的最大限度的使用量時(shí)，配合劑可能?chē)姵鱿鹉z表面。配合劑的溶解度是隨溫度而變化的——溫度低時(shí)其溶解度降低，反之升高:因此，在較高溫條件下制備的橡膠產(chǎn)品，在低溫環(huán)境中會(huì)有配合劑析出或噴出。橡膠材料是線(xiàn)形長(zhǎng)分子，硫化后分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)橡膠材料在使用過(guò)程中，當(dāng)局部受到壓力或擠壓拉伸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致橡膠分子伸張或壓縮變形，因此配合劑會(huì)在應(yīng)力集中的區(qū)域發(fā)生噴出現(xiàn)象。因?yàn)橄鹉z老化后其長(zhǎng)分子或是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子的鍵斷裂，分子量減少，吸附和束縛住配合劑微粒的能力降低，故易于析出表面。顯然其出現(xiàn)老化，導(dǎo)致其柔韌性能同時(shí)變差。
[0004]目前，橡膠膠料發(fā)展的總趨勢(shì)是耐高溫，低壓變，同時(shí)必須兼顧橡膠的力學(xué)性能、減震性能。因此解決橡膠膠料的耐老化性能及壓縮變形大等問(wèn)題成為國(guó)內(nèi)外橡膠行業(yè)工作者的一個(gè)難題。結(jié)合前人研究，選取合適的膠種，合理的工藝設(shè)計(jì)，優(yōu)化材料組成，達(dá)到緩解國(guó)內(nèi)空調(diào)行業(yè)用橡膠材料對(duì)進(jìn)口材料的依賴(lài)，同時(shí)可帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為使材料具備較好的高彈減震性的同時(shí)，具備較好的抗老化和耐磨性，能有效避免在高溫和潮濕環(huán)境下發(fā)生霉變，本發(fā)明提供了一種高力學(xué)性能減震橡膠材料及其制作方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種高力學(xué)性能減震橡膠材料，其特征在于，配方中組分及其質(zhì)量百分比如下:
天然橡膠30-55%、三元乙丙橡膠10-20%、溴化丁基橡膠10-20%、短纖維3_5%、納米炭黑10-15%、白炭黑(Si02) 10-15%、硬脂酸(SA) 1_2%、氧化鋅(ZnO) 3_5%、氧化鎂(MgO) 3_4%、納米碳酸鈣1_2%、促進(jìn)劑2-4%、石蠟1-1.5%、凡士林2-3%、防老劑0.5_1%、偶聯(lián)劑0.5-1%,四硫化雙硅烷(S1-69) 1-3%、硫磺(S) 2-5%。
[0007]上述的三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯和雙環(huán)戊二烯的共聚物。
[0008]上述的促進(jìn)劑由促進(jìn)劑ZDBC、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TRA和促進(jìn)劑TMTD按照1:2:1:2的質(zhì)量比組成。
[0009]上述的防老劑為防老劑MB、防老劑D、防老劑WSP中任意一種組成的。
[0010]上述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑和磷酸酯偶聯(lián)劑中的任一種。
[0011]上述的短纖維為長(zhǎng)度為lmnT3mm的芳綸短纖維、聚酯短纖維或尼龍短纖維中的一種。
[0012]一種高力學(xué)性能減震橡膠材料的制作方法，其特征在于，包括如下步驟:
(1)塑煉:將天然橡膠、三元乙丙橡膠、溴化丁基橡膠和短纖維在開(kāi)煉機(jī)中塑煉，薄通一定時(shí)間，直至100°c門(mén)尼粘度粘度ML1+4在50-60 ；
(2)混煉:將上述塑煉后的母膠移入短纖維橡膠混煉專(zhuān)用密煉機(jī)，然后將納米炭黑、白炭黑(Si02)、硬脂酸(SA)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、納米碳酸鈣、促進(jìn)劑、石蠟、凡士林2和防老劑加入密煉機(jī)，在高溫、高剪切條件下混合均勻，密煉機(jī)轉(zhuǎn)子速度控制在85-115r/min，冷卻水溫度控制在40-50°C，上頂栓壓力0.63-0.65MPa、填充系數(shù)0.6-0.8、混煉時(shí)間180-200S，隨后加入偶聯(lián)劑、四硫化雙硅烷(S1-69)、硫磺(S)，然后常規(guī)密煉15_20min，混煉均勻后得到混煉膠；
(3)開(kāi)煉機(jī)上對(duì)上述所制得的混煉膠進(jìn)行下片，開(kāi)煉機(jī)輥筒溫度為55-60°C下片厚度為7-8mm,并將片膠裁切成寬度為80-90mm膠條；
(4)將上述所制得的膠條在帶有短纖維定向取向機(jī)頭的銷(xiāo)釘機(jī)筒冷喂料擠出機(jī)上進(jìn)行擠出，控制螺桿轉(zhuǎn)速22-25rpm，機(jī)筒溫度75_80°C，機(jī)頭溫度80_85°C，制得短纖維定向取向膠；
(5)將上述所制得的短纖維定向取向膠在平板硫化機(jī)上控制硫化壓力22-25MPa，硫化溫度 155-160°C，硫化時(shí)間 10-12min。
[0013]發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明選用溴化丁基橡膠和三元乙丙橡膠組合作為基體橡膠，添加其他成分配方，均勻分散，提高膠料的力學(xué)強(qiáng)度、耐老化、耐油性能，以滿(mǎn)足膠料的力學(xué)性能和老化性能的同時(shí)，延緩了霉菌對(duì)材料的腐蝕，同時(shí)達(dá)到了橡膠制品在較寬的自然環(huán)境范圍下，仍然能保持材料的柔順性和較高的抗張強(qiáng)度和彈性，從而能大大延長(zhǎng)材料的使用壽命。得到的制品損耗因子指標(biāo)可達(dá)0.52-0.55，DIN磨耗性能指標(biāo)可達(dá)100-120mm3，具備高彈減震性能，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
一種高力學(xué)性能減震橡膠材料，其特征在于，配方中組分及其質(zhì)量百分比如下:天然橡膠30%、乙烯、丙烯和雙環(huán)戊二烯的共聚物10%、溴化丁基橡膠10%、長(zhǎng)度為lmnT3mm的芳綸短纖維3%、納米炭黑10%、白炭黑(Si02) 15%、硬脂酸(SA) 2%、氧化鋅(ZnO) 5%、氧化鎂(MgO)3%、納米碳酸鈣1%、促進(jìn)劑ZDBC 2%、石蠟1%、凡士林3%、防老劑MB 1%、硅烷偶聯(lián)劑1%、四硫化雙硅烷(S1-69) 1%、硫磺(S) 2%。
[0015]一種高力學(xué)性能減震橡膠材料的制作方法，其特征在于，包括如下步驟:
(1)塑煉:將天然橡膠、三元乙丙橡膠、溴化丁基橡膠和短纖維在開(kāi)煉機(jī)中塑煉，薄通一定時(shí)間，直至100°c門(mén)尼粘度粘度ML1+4在50-60 ；
(2)混煉:將上述塑煉后的母膠移入短纖維橡膠混煉專(zhuān)用密煉機(jī)，然后將納米炭黑、白炭黑(Si02)、硬脂酸(SA)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、納米碳酸鈣、促進(jìn)劑、石蠟、凡士林2和防老劑加入密煉機(jī)，在高溫、高剪切條件下混合均勻，密煉機(jī)轉(zhuǎn)子速度控制在85r/min，冷卻水溫度控制在40°C，上頂栓壓力0.63MPa、填充系數(shù)0.6、混煉時(shí)間180s，隨后加入偶聯(lián)齊U、四硫化雙硅烷(S1-69)、硫磺(S)，然后常規(guī)密煉15min，混煉均勻后得到混煉膠；
(3)開(kāi)煉機(jī)上對(duì)上述所制得的混煉膠進(jìn)行下片，開(kāi)煉機(jī)輥筒溫度為55°C下片厚度為7-8mm，并將片膠裁切成寬度為80-90mm膠條；
(4)將上述所制得的膠條在帶有短纖維定向取向機(jī)頭的銷(xiāo)釘機(jī)筒冷喂料擠出機(jī)上進(jìn)行擠出，控制螺桿轉(zhuǎn)速22rpm，機(jī)筒溫度75°C，機(jī)頭溫度80°C，制得短纖維定向取向膠；
(5)將上述所制得的短纖維定向取向膠在平板硫化機(jī)上控制硫化壓力22MPa，硫化溫度155°C，硫化時(shí)間lOmin。
[0016]實(shí)施例2
一種高力學(xué)性能減震橡膠材料，其特征在于，配方中組分及其質(zhì)量百分比如下:天然橡膠35%、乙烯、丙烯和雙環(huán)戊二烯的共聚物10%、溴化丁基橡膠10%、長(zhǎng)度為lmnT3mm的聚酯短纖維3%、納米炭黑10%、白炭黑(Si02) 10%、硬脂酸(SA) 1%、氧化鋅(ZnO) 3%、氧化鎂(MgO)3%、納米碳酸鈣2%、促進(jìn)劑CZ 2%、石蠟1%、凡士林3%、防老劑D 0.5%、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5%、四硫化雙硅烷(S1-69) 1%、硫磺(S) 5%。