一种高强度耐撕裂彩色橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度耐撕裂彩色橡胶材料，其各成分及重量配比如下：丙烯酸酯橡胶100份，聚酯类增塑剂1.5‑3份，防老剂2—3份，着色剂3份，内脱模剂1‑2份，分散剂1‑2份，白炭黑20‑30份，碱性白炭黑30‑40份，硅烷偶联剂2‑8份，防焦剂0.5‑1.5份，硬脂酸钠2‑3份，促进剂1‑2份，硫化剂1.5‑2份。进一步的，本发明专利技术还公开了高强度耐撕裂彩色橡胶材料的制备方法，上述橡胶材料在保持原有优异性能的基础上，在拉伸强度、撕裂强度等综合性能上有明显提高。

A High Strength Tear Resistant Colour Rubber Material and Its Preparation Method

The invention discloses a high-strength tear-resistant color rubber material with various components and weight matching as follows: acrylate rubber 100 copies, polyester plasticizer 1.5, antioxidant 2-3 copies, colorant 3 copies, internal release agent 1 2 copies, dispersant 1 2 copies, white carbon 20 30 copies, alkaline white carbon 30 40 copies, silane coupling agent 2 8 copies, coke inhibitor 0.5 1.5 copies, sodium stearate 2 copies. Three copies, 1 2 copies of accelerator and 1.5 2 copies of vulcanizer. Further, the present invention also discloses a preparation method of high strength tear resistant color rubber material, which can significantly improve the comprehensive properties such as tensile strength and tear strength on the basis of maintaining the original excellent properties.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度耐撕裂彩色橡胶材料及其制备方法
本专利技术属于橡胶材料
，尤其是一种高强度耐撕裂轴承密封件用橡胶材料及其制备方法。
技术介绍
橡胶具有优越的弹性，能在很小的力的作用下产生较大的形变，从而补偿空隙，达到密封的目的，所以常应用到轴承防尘槽上起到密封的作用。由于轴承在运转过程中，防尘槽和橡胶密封唇反复摩擦，同时伴随有热效应，使得密封件唇口的橡胶很容易发生老化龟裂甚至撕裂的现象，造成密封失效。对于高温和高转速的恶劣工况，橡胶密封件的耐高温、抗撕裂性能的好坏就显得尤为重要。丙烯酸酯橡胶（以下简称ACM）是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。由于特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等，力学性能和加工性能优于氟橡胶和硅橡胶，其耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶。所以丙烯酸酯（ACM）橡胶材料密封件常应用到恶劣工况。橡胶材料的配方很大程度决定了成品的性能，由于彩色橡胶一般采用无机填料补强，强度远不如炭黑补强的黑色橡胶制品，因此本方法主要针对丙烯酸酯（ACM）彩色橡胶密封件的强度和撕裂性能较低的问题，在原有配方的基础上做了较多改进。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种高强度耐撕裂彩色橡胶材料，该橡胶材料在保持原有优异性能的基础上，在拉伸强度、撕裂强度等综合性能上有明显提高，并经过轴承恶劣工况测试，该橡胶材料的密封件具有耐磨损、耐撕裂及密封性能好等优势。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高强度耐撕裂彩色橡胶材料，其特征在于，各成分及重量配比如下：丙烯酸酯橡胶100份，聚酯类增塑剂1.5-3份，防老剂2—3份，着色剂3份，内脱模剂1-2份，分散剂1-2份，白炭黑20-30份，碱性白炭黑30-40份，硅烷偶联剂2-8份，防焦剂0.5-1.5份，硬脂酸钠2-3份，促进剂1-2份，硫化剂1.5-2份。上述配方中，补强剂采用白炭黑和碱性白炭黑，白炭黑为沉淀法制得的白炭黑，由于普通沉淀法制得的白炭黑表面呈酸性，酸性表面会释放氢离子进而中和一些碱性促进剂影响硫化速度。所以引入碱性白炭黑，它的加入不仅具有一定的补强效果而且还保证了硫化橡胶高回弹、高抗动态疲劳和低压变、低生热等性能。而且，现有技术中的白炭黑粒径为400nm左右，新配方加入的碱性白炭黑粒径为20-40nm，其粒径在原来基础上约缩小10倍。填料粒径小与橡胶结合程度好，补强效果更好，即能够赋予橡胶较好的弹性和耐撕裂性能。进一步的，所述丙烯酸酯橡胶采用羧基-氯型丙烯酸酯双活性点弹性体。上述ACM生胶类型为羧基-氯型丙烯酸酯双活性点弹性体，其具有较低的压变和快速硫化的特点，而且易加工，便于和填料更好的结合。其采用乳液聚合的方法合成。聚合结束后取出胶乳，用10%NaCl水溶液破乳、凝聚、洗涤，并在60-70℃的烘箱中烘干至恒重。制得生胶。进一步的，硅烷偶联剂采用Si-69硅烷偶联剂和A-189硅烷偶联剂，Si-69硅烷偶联剂和A-189硅烷偶联剂的重量百分比为2:1。另一专利技术目的，本专利技术还提供了一种高强度耐撕裂彩色橡胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，①将100份丙烯酸酯橡胶塑炼；②加入聚酯类增塑剂1.5-3份、防老剂2-3份、着色剂3份、内脱模剂1-2份、白炭黑20-30份、碱性白炭黑30-40份、硅烷偶联剂2-8份、分散剂1-2份、防焦剂0.5-1.5份、硬脂酸钠2-3份，在密炼机中进行混炼，混炼时，密炼机转速为15-25转/分钟，初始投料密炼机的温度为30-40℃，以2-4℃/min的速度进行升温60-70℃时，继续搅拌2-5min，抽真空，维持负压为0.5-1MPa然后出片，升温至100-110℃排胶；③然后，将排出的胶料置于胶片冷却机中冷却，胶片冷却后温度低于45℃得到母炼胶；④将母炼胶投入到硫化机中，硫化体系采用季铵盐硫化体系，然后加入硫化剂1.5-2份、促进剂1-2份混合均匀，硫化时间为15min，硫化温度为160℃，出片，冷却，静置24h左右，得到高强度、耐撕裂彩色橡胶材料。进一步的，所述碱性白炭黑粒径为20-40nm。进一步的，所述硅烷偶联剂采用Si-69硅烷偶联剂和A-189硅烷偶联剂两种并用，Si-69硅烷偶联剂和A-189硅烷偶联剂的重量百分比为2:1。采用Si-69和A-189两种偶联剂并用起到协同作用，硅烷偶联剂在橡胶中主要起到“架桥”的作用，偶联剂分子活泼有机基团一端可与有机橡胶结合，另一端可水解基团水解成羟基与白炭黑材料表面羟基缩合脱水结合起来。进而将橡胶和填料融合。A189能赋予橡胶较高强度、低压变和抗老化等优异性能，同时由于Si-89可分解出四硫键与橡胶结合赋予其较高的弹性、撕裂强度和抵抗拉伸疲劳等性能，二者的互补作用使得硫化橡胶整体性能得到提高。进一步的，所述步骤④中，季铵盐硫化体系包括硫化剂KD-1、硬质酸钠、促进剂NPC-50和防焦剂SR-50。上述硫化体系采用季铵盐硫化体系，其硫化的作用机理在于，可以提前分解促进剂，加剧硫化络合物的不稳定性，提高硫化效率，缩短焦烧时间和正硫化时间，并提高交联密度。而且季铵盐硫化体系可以替代氧化锌在橡胶中的应用，避免由于可溶性锌化物对水生物带来的害处，其应用绿色环保。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述。具体实施方式本专利技术的具体实施例是高强度耐撕裂彩色橡胶制备方法。实施例1各原料按重量份包括：丙烯酸酯橡胶4051EP为100份，硬脂酸为1.5份，防老剂445为2份，着色剂钛青绿为3份、内脱模剂石蜡为1份，三乙醇胺为1份，白炭黑20份，碱性白炭黑35份，硅烷偶联剂3份，其中，硅烷偶联剂Si-69为2份、硅烷偶联剂A189为1份，防焦剂SR-50为1份，硬脂酸钠为3份，促进剂NPC-50为0.5份，硫化剂KD-1为1.5份。先将丙烯酸酯橡胶塑炼，然后加入聚酯类增塑剂、防老剂、着色剂、内脱模剂、白炭黑、碱性白炭黑、偶联剂、分散剂、防焦剂、硬脂酸钠、进行混炼，密炼机转速为15-25转/分钟，初始投料密炼机的温度为30-40℃，以2-4℃/min的速度进行升温60-70℃时，继续搅拌2-5min，抽真空，维持负压为0.5-1MPa然后出片，升温至100-110℃排胶。然后置于胶片冷却机中冷却，胶片冷却后温度低于45℃得到母炼胶；将母炼胶投入到硫化机中，然后加入硫化剂、促进剂混合均匀，硫化时间为15min，硫化温度为160℃，出片，冷却，静置24h左右，得到高强度、耐撕裂彩色橡胶材料。实施例2各原料按重量份包括：丙烯酸酯橡胶4051EP为100份，硬脂酸为2份，防老剂445为2.5份，着色剂钛青绿为3份、内脱模剂石蜡为1.5份，三乙醇胺为1.5份，白炭黑为25份，碱性白炭黑为30份，硅烷偶联剂为2份，其中硅烷偶联剂Si-69为1份、硅烷偶联剂A189为1份，防焦剂SR-50为0.5份，硬脂酸钠为2.5份，促进剂NPC-50为1份，硫化剂KD-1为2份。先将丙烯酸酯橡胶塑炼，然后加入增塑剂、防老剂、着色剂、内脱模剂、白炭黑、碱性白炭黑、偶联剂、分散剂、防焦剂、硬脂酸钠、进行混炼，密炼机转速为15-25转/分钟，初始投料密炼机的温度为30-40℃，以2-4℃/min的速度进行升温60-70℃时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度耐撕裂彩色橡胶材料，其特征在于，各成分及重量配比如下：丙烯酸酯橡胶 100份，聚酯类增塑剂1.5‑3份，防老剂2—3份，着色剂3份，内脱模剂1‑2份，分散剂1‑2份，白炭黑20‑30份，碱性白炭黑30‑40份，硅烷偶联剂2‑8份，防焦剂0.5‑1.5份，硬脂酸钠2‑3份，促进剂1‑2份，硫化剂1.5‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种高强度耐撕裂彩色橡胶材料，其特征在于，各成分及重量配比如下：丙烯酸酯橡胶100份，聚酯类增塑剂1.5-3份，防老剂2—3份，着色剂3份，内脱模剂1-2份，分散剂1-2份，白炭黑20-30份，碱性白炭黑30-40份，硅烷偶联剂2-8份，防焦剂0.5-1.5份，硬脂酸钠2-3份，促进剂1-2份，硫化剂1.5-2份。2.根据权利要求1所述的高强度耐撕裂彩色橡胶材料，其特征在于:所述丙烯酸酯橡胶采用羧基-氯型丙烯酸酯双活性点弹性体。3.硅烷偶联剂采用Si-69硅烷偶联剂和A-189硅烷偶联剂，Si-69硅烷偶联剂和A-189硅烷偶联剂的重量百分比为2:1。4.一种高强度耐撕裂彩色橡胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，①将100份丙烯酸酯橡胶塑炼；②加入聚酯类增塑剂1.5-3份、防老剂2-3份、着色剂3份、内脱模剂1-2份、白炭黑20-30份、碱性白炭黑30-40份、硅烷偶联剂2-8份、分散剂1-2份、防焦剂0.5-1.5份、硬脂酸钠2-3份，在密炼机中进行混炼，混炼时，密炼机转速为15-25转/分钟，初始投料密炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雨薇，何新宇，张树武，
申请(专利权)人：人本集团有限公司，上海人本集团有限公司，温州人本汽车轴承股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33