一种耐寒橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术属于橡胶材料技术领域，具体涉及一种耐寒橡胶及其制备方法。所述耐寒橡胶包括橡胶基层和橡胶面层，由以下原料组成：氯醇橡胶，三元乙丙橡胶，聚氨酯橡胶，隔热材料，石蜡，硬脂酸镁，氧化硼，羟基硅油，乙炔炭黑，硫化剂，纳米氧化铝，增塑剂；本发明专利技术制备一种耐寒橡胶，改善目前耐寒橡胶结构单一、易脆化、低温使用寿命短等缺点，以及制作工艺复杂，生产成本高的问题，本发明专利技术耐寒橡胶具有较好的耐寒能力，可以改变传统的耐寒橡胶性能问题，结构的特殊性可以提高耐寒橡胶抗脆化能力，同时质地轻，性能好，耐高压，原料选择还可以有效的避免对环境的污染。

A cold resistant rubber and its preparation method

The invention belongs to the technical field of rubber materials, in particular to a cold resistant rubber and a preparation method thereof. The cold resistant rubber includes the rubber base and the rubber surface, which are composed of the following raw materials: chlorohydrin rubber, three ethylene propylene rubber, polyurethane rubber, heat insulation material, paraffin, magnesium stearate, boron oxide, hydroxyl silicone oil, acetylene carbon black, vulcanizing agent, nano alumina, plasticizer. At present, the cold resistant rubber structure is single, brittle and low temperature service life is short, and the production process is complicated and the production cost is high. The cold resistant rubber has good cold resistance and can change the problems of the traditional cold resistant rubber, and the special structure of the structure can improve the anti embrittlement ability of cold resistant rubber. Light weight, good performance, high pressure resistance, raw material selection can also effectively avoid environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种耐寒橡胶及其制备方法
本专利技术属于橡胶材料
，具体涉及一种耐寒橡胶及其制备方法。
技术介绍
低温对橡胶的物理机械性能影响很大，主要表现在变硬、变脆、弹性消失及其他一些老化现象，使其原有的质量降低。橡胶的耐寒性，即在规定的低温下保持其弹性和正常工作的能力，橡胶的耐寒性主要取决于高聚物的两个基本特性，玻璃化转变和结晶，两者都会使橡胶在低温下丧失弹性。橡胶的耐寒性主要体现在分子链的运动能力较强，分子间的运动相对的容易，分子凝聚的能量相对的低。一，可以适当的提高含胶率，在硫化条件不变的状态下，结合胶含量相对变下小，因而提高耐寒性。二，增塑剂，油的选取和使用。增塑剂能使橡胶分子运动变得容易。经硫化后的橡胶在室温附近很大的温度区域内都拥有弹性，随着温度的下降，微粒的布朗运动减弱，橡胶会因为内部粘性的增加而呈现出皮革状。当温度进一步降低微粒的布朗运动完全停止，橡胶就会产生冻结现象，既进入脆化玻璃状区域。这就是结晶性橡胶的结晶现象。这种现象表明：通过将橡胶至于适当的温度下，橡胶内部的不规则分子结构中的一部分将会出现重新排列，其结果造成模量增加，永久变形扩大，并且随时间的延长橡胶的弹性也慢慢丧失。以上橡胶分子运动规律可知：要使橡胶具有良好的耐寒性必须使其分子间的凝聚能量相对的小，熔融熵较大，也就是要求分子间的运动相对额容易而且结晶性低。中国专利CN106046462A公开一种耐寒橡胶。本专利技术的一种耐寒橡胶，包括下述的材料：氯丁橡胶W、乙丙橡胶1500、顺丁橡胶CR1211、氟硅橡胶、半补强炉黑SRF、微晶蜡、高苯乙烯树脂、氧化镁、硫黄、硬质陶土、细粒径炭黑、轻质操作油、氧化锌、N,N’-二芳基对苯二胺、N-苯基-N’-异丙基对苯二胺、硬脂酸、苯酚-甲醛树脂、油酸丁酯。本专利技术的有益效果在于，采用本专利技术的配方得到的胶料，其耐寒性能好，在-40℃、-50℃保存3个月后，其200％定伸应力、拉伸强度、扯断伸长率/％变化幅度均比较小；其拉伸强度保持率、扯断伸长率保持率保持较好。此专利技术通过添加弹性能力极强的橡胶原料和增塑剂，改善耐寒性能，能够保证在低温环境中长时间作业，但是其弹性影响常温甚至高温作业，使其应用范围受到限制。中国专利CN103665821A公开一种耐寒橡胶。本专利技术的耐寒橡胶包括下述重量份数的组分：氯醇橡胶50-150、天然橡胶50-120、硅橡胶30-70、聚氨酯橡胶20-60、乙丙橡胶10-40、炭黑N10010-30、陶土2-8、硫黄2-10、防老剂1-5、陶土1-10、芳烃油1-5、白炭黑1-10、防焦剂1-5、纳米氧化锌1-4、二乙基二硫代氨基甲酸锌1-4、2-硫醇基咪唑啉1-4、增塑剂1-10、软化剂4-12。本专利技术的有益效果在于，本专利技术的耐寒橡胶与普通的橡胶相比，具有良好的耐寒性能，适用于低温条件下连续持续性的使用，同时橡胶还具有抗拉强度高，耐火、耐腐蚀等优点。其中添加过多的增塑剂和软化剂会影响橡胶的力学性能，同时天然橡胶的需求会增加成本，而且对于橡胶耐寒性的改善并不显著，仅仅通过改变橡胶的弹性性能，玻璃化和结晶化方面贡献不大。中国专利CN103897230A公开了一种耐寒橡胶密封圈，它是由下述重量份的原料制成：三元乙丙橡胶30-50份、顺丁橡胶50-80份、硬脂酸锌2-3.5份、二苯基硅二醇3-5份、邻苯二甲酸二辛酯1-3份、微晶蜡2.6-3.5份、高耐磨炭黑6-8份、氧化镁10-15份、改性硅微粉12-15份、金红石型钛白粉4-6份、明矾粉3-6份、纳米碳酸钙5-8份、环烷基橡胶油5-8份、焦磷酸钠1-2份、防老剂2-3份、促进剂PZ3-5份、木质素磺酸钠0.15-0.3份、固体古马隆5-7份、松节油1.2-1.4份、耐寒剂20-30份、硫磺2-2.5份。本专利技术的耐寒橡胶密封圈，具有很好的耐寒性，低温下不开裂，能够在零下三十度环境下不发脆、保持良好的性能。本专利技术是通过改善橡胶材料的弹性来保证低温作业，并未从内部环境以及结构方面作出进一步的优化，耐寒性能以及使用寿命收到极大的限制。目前橡胶制品大都无法适应低温的条件下使用，而且长期在低温条件下的橡胶，其定伸应力发生较大幅度的变化，其拉伸强度保持率、扯断伸长率保持率保持较差，无法满足使用需求。因此，需要对橡胶耐寒性差的缺点进行改进，克服其缺点，本专利技术根据以上问题，专利技术一种可以克服耐寒橡胶结构单一、易脆化、低温使用寿命短等缺点，由于耐寒橡胶的使用的范围广、频率高，因此使用一段时间后，耐寒橡胶就容易脆化、断裂、变硬等问题，影响耐寒橡胶继续使用。因此，研发一种耐寒橡胶，改善以上问题是十分有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的不足而提供一种耐寒橡胶，改善目前耐寒橡胶结构单一、易脆化、低温使用寿命短等缺点，以及制作工艺复杂，生产成本高的问题，本专利技术耐寒橡胶具有较好的耐寒能力，可以改变传统的耐寒橡胶性能问题，结构的特殊性同时可以提高耐寒橡胶的抗脆化能力，而且质地轻，性能好，耐高压，原料的选择还可以有效的避免使用橡胶对环境的污染。为了解决上述技术问题，本专利技术采取如下的技术方案：一种耐寒橡胶，所述耐寒橡胶包括橡胶基层和橡胶面层，由以下重量份的原料组成：氯醇橡胶40份～60份，三元乙丙橡胶80份～100份，聚氨酯橡胶60份～80份，隔热材料10份～20份，石蜡4份～12份，硬脂酸镁1份～5份，氧化硼2份～5份，羟基硅油3份～8份，乙炔炭黑1份～4份，硫化剂1份～6份，纳米氧化铝2份～8份，增塑剂5份～14份。其中硫化剂和增塑剂均为普通市售产品，其中，硫化剂优选为叔丁基苯酚甲醛树脂、硫磺华和氧化锌中的任一种；增塑剂优选为邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、壬二酸二辛酯和磷酸三辛酯中的任一种。进一步的，耐寒橡胶由以下重量份的原料组成：氯醇橡胶45份～50份，三元乙丙橡胶85份～90份，聚氨酯橡胶65份～70份，隔热材料15份～18份，石蜡6份～9份，硬脂酸镁2份～3份，氧化硼2份～4份，羟基硅油4份～6份，乙炔炭黑2份～3份，硫化剂2份～5份，纳米氧化铝3份～6份，增塑剂6份～10份。更进一步的，耐寒橡胶由以下重量份的原料组成：氯醇橡胶46份，三元乙丙橡胶88份，聚氨酯橡胶66份，隔热材料16份，石蜡7份，硬脂酸镁2.6份，氧化硼3份，羟基硅油5份，乙炔炭黑2.4份，硫化剂3份，纳米氧化铝5份，增塑剂8份。进一步的，所述隔热材料包括聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯硬质泡沫塑料、膨胀珍珠岩、硅酸钙、硅藻土、玻璃棉中的一种或者组合。采用隔热材料可以有效阻止橡胶材料受环境中的低温能量的影响，避免橡胶材料的玻璃化和结晶化，从根源上解除低温对橡胶材料的影响；另一方面，隔热材料质地轻，弹性好，可以增强橡胶材料的弹性，防止脆化变硬，保证橡胶材料内部结构的稳定性。更进一步的，纳米氧化锌的粒径为70nm～100nm。根据本专利技术的另一目的，在于提供一种上述耐寒橡胶的制备方法，包括如下步骤：S10，将所述重量份的氯醇橡胶，三元乙丙橡胶，聚氨酯橡胶在混炼机中混炼均匀，加入所述重量份的石蜡，硬脂酸镁，氧化硼，羟基硅油，乙炔炭黑，硫化剂，纳米氧化铝，增塑剂继续混炼得到初级橡胶混合物；S20，S10得到的初级橡胶混合物分为A、B两个组分，组分B中加入所述重量份的隔热材料，在混炼机中以80本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐寒橡胶，其特征在于，所述耐寒橡胶包括橡胶基层和橡胶面层，由以下重量份的原料组成：氯醇橡胶40份～60份，三元乙丙橡胶80份～100份，聚氨酯橡胶60份～80份，隔热材料10份～20份，石蜡4份～12份，硬脂酸镁1份～5份，氧化硼2份～5份，羟基硅油3份～8份，乙炔炭黑1份～4份，硫化剂1份～6份，纳米氧化铝2份～8份，增塑剂5份～14份。

【技术特征摘要】
1.一种耐寒橡胶，其特征在于，所述耐寒橡胶包括橡胶基层和橡胶面层，由以下重量份的原料组成：氯醇橡胶40份～60份，三元乙丙橡胶80份～100份，聚氨酯橡胶60份～80份，隔热材料10份～20份，石蜡4份～12份，硬脂酸镁1份～5份，氧化硼2份～5份，羟基硅油3份～8份，乙炔炭黑1份～4份，硫化剂1份～6份，纳米氧化铝2份～8份，增塑剂5份～14份。2.根据权利要求1所述的耐寒橡胶，其特征在于，由以下重量份的原料组成：氯醇橡胶45份～50份，三元乙丙橡胶85份～90份，聚氨酯橡胶65份～70份，隔热材料15份～18份，石蜡6份～9份，硬脂酸镁2份～3份，氧化硼2份～4份，羟基硅油4份～6份，乙炔炭黑2份～3份，硫化剂2份～5份，纳米氧化铝3份～6份，增塑剂6份～10份。3.根据权利要求1所述的耐寒橡胶，其特征在于，由以下重量份的原料组成：氯醇橡胶46份，三元乙丙橡胶88份，聚氨酯橡胶66份，隔热材料16份，石蜡7份，硬脂酸镁2.6份，氧化硼3份，羟基硅油5份，乙炔炭黑2.4份，硫化剂3份，纳米氧化铝5份，增塑剂8份。4.根据权利要求1所述的耐寒橡胶，其特征在于，所述隔热材料包括聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯硬质泡沫塑料、膨胀珍珠岩、硅酸钙、硅藻土、玻璃棉中的一种或者组合。5.根据权利要求1所述的耐寒橡胶，其特征在于，所述纳米氧化锌的粒径为70nm～100nm。6.一种如权利要求1～5中任一项所述的耐寒橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S10，将所述重量份的氯醇橡胶，三元乙丙橡胶，聚氨酯橡胶在混炼机中混炼均匀，加入所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海燕，
申请(专利权)人：德施普科技发展温州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33