一种耐高温橡胶衬里组合物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术属于材料技术领域，特别涉及橡胶高分子材料领域。本发明专利技术公开了一种耐高温橡胶衬里组合物及其制备方法和用途。其中，耐高温橡胶衬里组合物包括如下重量份的组分：天然橡胶90～110重量份、高苯乙烯橡胶15～25重量份、甲基乙烯基硅橡胶15～25重量份、硫磺20～40重量份、补强剂17～45重量份、填料10～20重量份、聚偏氟乙烯8～15重量份。本发明专利技术耐高温的橡胶材料在满足所需的硬度、粘合强度、比表面电阻等物理性能的基础上，能够在较高的温度下长时间使用并保持良好的状态。

High temperature resistant rubber lining composition, preparation method and application thereof

The invention belongs to the field of material technology, in particular to the field of rubber polymer materials. The invention discloses a high-temperature resistant rubber lining composition and a preparation method and application thereof. Among them, high temperature resistant rubber lining composition consists of the following weight components: 90~110 weight of natural rubber, 15~25 weight of high styrene rubber, 15~25 weight parts of methyl vinyl silicone rubber, 20~40 weight of sulfur, 17~45 weight of reinforcing agent, 10~20 weight of filler, 8~15 parts of polyvinylidene fluoride. The high temperature resistant rubber material can be used and maintained at a higher temperature for a long time on the basis of the required physical properties, such as the required hardness, adhesion strength, specific surface resistance, and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温橡胶衬里组合物及其制备方法和用途
本专利技术属于材料
，特别涉及橡胶高分子材料领域，具体涉及耐高温的电磁流量计用橡胶衬里材料的制备方法和用途。
技术介绍
在工业生产中，针对流体，流量是一个需要测定的重要参数，对流量的监测对于提高产品质量，降低综合成本起着重要的作用，同时对实现节能减排，绿色环保也有着重要意义。随着生产规模的不断扩大和科学技术的不断进步，传统的流量计已经不能满足人们的需求，因此许多自动化流量计被广泛应用于实际生产中，其中应用电磁感应原理工作的电磁流量计具有口径大、无阻力、无压损、量程比较宽等优点。同时由于其工作原理的先天优势使得其传感器可以不与流体直接接触，因此可以用来测量具有腐蚀性的酸、碱、盐及其溶液。为了防止流体对传感系统的腐蚀，在电磁流量计的磁路系统与测量导管之间用衬里将其隔开，一般衬里材料多选用橡胶、塑料和陶瓷等耐腐蚀、耐冲刷的材料。其中橡胶具有地质柔软，弹性较高，密度较小等特点，被广泛用作电磁流量计的衬里材料，使得衬里重量较轻，便于安装和更换。在某些特定的工业生产环境下，管道中的流体需要保持较高的温度，而作为电磁流量计中直接接触流体的橡胶衬里需要具有良好的耐热性，若使用的橡胶材料无法长时间耐高温，会导致材料加速老化，出现掉块，裂痕等缺陷，这样不仅会对磁流量计的磁路系统造成损害，更重要的是在自动化程度较高的生产流程中，更换衬里会对生产进度造成极大地影响。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术天然橡胶的耐高温性能较差的问题，提供一种耐高温的橡胶组合物及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术的第一方面的技术方案为：一种耐高温橡胶组合物，其包括如下重量份的组分：天然橡胶90～110重量份、高苯乙烯橡胶15～25重量份、甲基乙烯基硅橡胶15～25重量份、硫磺20～40重量份、补强剂17～45重量份、填料10～20重量份、聚偏氟乙烯8～15重量份。本专利技术优选的技术方案中，所述的耐高温橡胶组合物还包括邻苯二甲酸二辛酯4～8重量份、防老剂2～5重量份、硫化促进剂0.2～1.0重量份、硫化活性剂0.5～2.0重量份。本专利技术优选的技术方案中，所述补强剂为炭黑和白炭黑。其中炭黑为N110、N220、N330、N440、N550和N660中的一种或多种的混合体，为15～35重量份；其中白炭黑为沉淀法二氧化硅，为S3、S10、S20和S30中的一种或多种的混合体，占比为2～10重量份。本专利技术优选的技术方案中，所述防老剂选自防老剂AW和防老剂RD中的一种或两种的混合体。本专利技术优选的技术方案中，所述填料选自滑石粉、陶土、煅烧陶土、硅藻土和天然石膏中的一种或几种的混合体。本专利技术优选的技术方案中，所述硫化活性剂选自氧化锌、氧化镁、氧化钙、氢氧化钙、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇、三甘醇、月桂酸、硬脂酸和油酸中的一种或几种的混合体。本专利技术优选的技术方案中，所述硫化促进剂选自噻脞类(M、DM、MZ)、秋兰姆类(TMTD、TMTM、TETD)、胍类(D、DOTG、BG)和次硫酰胺类(CZ、NS、NOBS、DIBS、DZ)中的一种或几种的混合体。根据本专利技术所述的耐高温橡胶组合物，优选地，所述天然橡胶的密度(25℃)为0.91～0.95g/cm3，分子量为2.5×104～3.5×104，弹性模量为2.8～4.2MPa，杂质(筛孔45μm)不大于0.20％，灰分(质量分数)不大于0.6％，挥发分(质量分数)不大于0.8％。根据本专利技术所述的耐高温橡胶组合物，优选地，所述高苯乙烯橡胶的结合苯乙烯含量为55～65％，有机酸含量为3.5～5.0％，皂含量不大于0.5％，拉伸强度不小于7.5MPa，邵氏硬度A不小于94。根据本专利技术所述的耐高温橡胶组合物，优选地，所述甲基乙烯基硅橡胶的分子量为4.5×105～6.0×105，乙烯基含量为0.09～0.15％，挥发分(150℃，3h)不大于3.0％。根据本专利技术所述的耐高温橡胶组合物，优选地，所述聚偏氟乙烯的分子量为2.8×104～4.2×104，含水率不大于0.1％，拉伸强度不小于35MPa，断裂伸长率不小于30％，熔点为162～172℃，热分解温度不小于400℃，邵氏硬度D为70～80，密度(23℃)为1.75～1.79g/cm3。根据本专利技术所述的耐高温橡胶组合物，优选地，所述邻苯二甲酸二辛酯的色度不大于30(铂-钻)号，纯度不小于99.5％，密度(20℃)为0.97～0.99g/cm3，酸度(以苯二甲酸计)不大于0.015％，水分不大于0.12％，闪点为193～196℃，体积电阻率不小于0.98×109Ω·m。根据本专利技术所述的耐高温橡胶组合物，优选地，所述氧化锌为纳米氧化锌，电镜平均粒径和XRD谱线宽化法平均晶粒尺寸均不大于100nm，比表面积不小于15m2/g。根据本专利技术所述的耐高温橡胶组合物，优选地，所述硫磺中硫的质量分数不小于99.50％，水分不大于1.0％，灰分不大于0.05％，酸度(以H2SO4计)不大于0.005％，有机物含量不大于0.20％。本专利技术的第二方面的技术方案提供一种耐高温橡胶组合物的制备方法，其包括以下步骤：(1)将称取的天然橡胶、高苯乙烯橡胶和甲基乙烯基硅橡胶加入开炼机中塑炼，取出塑炼所得的塑炼胶，冷却至室温待用；(2)将得到的塑炼胶加入密炼机中一次混炼，再加入聚偏氟乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂、防老剂和填料进行二次混炼，取出混炼所得的混炼胶，并自然冷却至室温待用；(3)将第(2)步中所得的混炼胶再加入硫磺、硫化活性剂和硫化促进剂，在密炼机中进行二段混炼，取出混炼所得的二段混炼胶，制备成胶片，自然冷却至室温待用；(4)将制备得到的胶片用粘合剂粘贴到受衬金属设备表面后，将金属设备置于硫化罐中，关闭硫化罐门，用压缩空气给硫化罐加压至1～1.5bar；(5)向硫化罐内通入蒸汽，使硫化罐内温度升至110～120℃，随后保持该温度一段时间；继续向硫化罐内通入蒸汽，使硫化罐内温度升到130～145℃，随后保持该温度一段时间，硫化罐内压力保持在2.5～3.5bar；(6)停止通蒸汽，降温至40～50℃；(7)逐渐降温降压，自然冷却到室温，结束硫化过程。本专利技术优选的技术方案中，步骤(1)中，塑炼温度为45～60℃，塑炼时间为15～25min，辊距为3～5mm。本专利技术优选的技术方案中，步骤(2)中，一次混炼的温度为115～135℃，时间为10～15min；二次混炼的温度为115～135℃，时间为20～25min。本专利技术优选的技术方案中，步骤(5)中，向硫化罐内通入蒸汽，在1～2h内使硫化罐内温度升至110～120℃，随后保持该温度1～2h；持续向硫化罐内通入蒸汽，在1～2h内使罐内温度升到138～143℃，随后保持该温度2.5～3h，罐内压力保持在2.8～3.2bar。本专利技术优选的技术方案中，步骤(6)中，停止通蒸汽，用空压机补充压力，5～8h内降温至40～50℃，其间保持罐内压力为1.5～2.0bar。本专利技术优选的技术方案中，一种耐高温橡胶组合物的制备方法，其包括以下步骤：(1)按本专利技术所述配方比例称取各组分；(2)将上一步称取的天然橡胶、高苯乙烯橡胶和甲基乙烯基硅橡胶加入开炼机中塑炼，辊距为3～5mm，塑炼温度为45～60℃，塑炼时间为15～2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温橡胶衬里组合物，其包括如下重量份的组分：天然橡胶90～110重量份、高苯乙烯橡胶15～25重量份、甲基乙烯基硅橡胶15～25重量份、硫磺20～40重量份、补强剂17～45重量份、填料10～20重量份、聚偏氟乙烯8～15重量份。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温橡胶衬里组合物，其包括如下重量份的组分：天然橡胶90～110重量份、高苯乙烯橡胶15～25重量份、甲基乙烯基硅橡胶15～25重量份、硫磺20～40重量份、补强剂17～45重量份、填料10～20重量份、聚偏氟乙烯8～15重量份。2.根据权利要求1所述的耐高温橡胶衬里组合物，其特征在于，所述的耐高温橡胶组合物还包括邻苯二甲酸二辛酯4～8重量份、防老剂2～5重量份、硫化促进剂0.2～1.0重量份、硫化活性剂0.5～2.0重量份。3.根据权利要求1或2所述的耐高温橡胶衬里组合物，其特征在于，所述补强剂为炭黑和白炭黑；其中，炭黑为15～35重量份，白炭黑为2～10重量份。4.根据权利要求1所述的耐高温橡胶衬里组合物，其特征在于，所述硫化活性剂选自氧化锌、氧化镁、氧化钙、氢氧化钙、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇、三甘醇、月桂酸、硬脂酸和油酸中的一种或几种的混合体。5.根据权利要求1所述的耐高温橡胶衬里组合物，其特征在于，所述硫化促进剂选自噻脞类、秋兰姆类、胍类和次硫酰胺类中的一种或几种的混合体。6.制备如权利要求1-5任一项所述的耐高温橡胶衬里组合物的制备方法，其包括以下步骤：(1)将称取的天然橡胶、高苯乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：程广来，彭高桥，杨正龙，刘馨元，孙迪，姚建民，
申请(专利权)人：上海双浦橡胶防腐衬里有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31