磁敏橡胶组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磁敏橡胶组合物及其制备方法，该磁敏橡胶组合物包括：橡胶基体、活性剂、补强剂、促进剂、防老剂、硫化剂、磁性颗粒、增塑剂和增粘树脂，其中，橡胶基体包括天然橡胶和顺丁橡胶。本申请的磁敏橡胶组合物不仅具有良好的耐低温耐屈挠性能，还具有良好的力学性能，其低温脆性温度为‑70℃以下，30万次屈挠无裂口。

【技术实现步骤摘要】
磁敏橡胶组合物及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种磁敏橡胶组合物及其制备方法。
技术介绍
磁敏橡胶是磁流变材料的一种，也可称为磁流变弹性体，是一种流变性能可由外磁场控制的新型功能材料和智能材料。由于其响应速度快、可逆性好(撤去磁场后，又恢复初始状态)以及可以通过调节磁场大小来控制材料的力学、电学、磁学等性能连续变化，在航空航天、汽车、振动控制等领域具有广泛的应用前景。飞机在高空中时，温度极低，对橡胶件的耐低温性能要求很高，而目前的磁敏橡胶组合物耐低温耐屈挠性较差，难以满足航空航天减振器等橡胶件的使用要求。因此，现有的磁敏橡胶组合物有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种磁敏橡胶组合物及其制备方法，该磁敏橡胶组合物不仅具有良好的耐低温耐屈挠性能，还具有良好的力学性能。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种磁敏橡胶组合物。根据本专利技术的实施例，所述磁敏橡胶组合物包括：橡胶基体、活性剂、补强剂、促进剂、防老剂、硫化剂、磁性颗粒、增塑剂和增粘树脂，其中，所述橡胶基体包括天然橡胶和顺丁橡胶。根据本专利技术实施例的磁敏橡胶组合物，通过采用天然橡胶和顺丁橡胶作为橡胶基体，天然橡胶具有良好的耐磨性，很高的弹性、扯断强度及伸长率，是综合性能最好的橡胶之一，应用广泛；顺丁橡胶是当前所有橡胶中弹性最高的一种橡胶，且其玻璃化转变温度低，为-105℃左右，在很低的温度下，其分子链段都能自由运动，所以能在很宽的温度范围内显示高弹性，甚至在-40℃时还能保持，这种低温下所具有的较高弹性及抗硬化性能，使其与天然橡胶并用时，能改善它的低温性能，并且，由于顺丁橡胶制品耐动态裂口生成性能良好，因此其耐屈挠性能优异。其次，一般情况下加入较多的顺丁橡胶时，制品的耐刺扎性能不好，本申请又加入了增粘树脂，可提高其耐刺扎性能；同时，本申请加入了可降低橡胶玻璃化转变温度的增塑剂，不仅可以改善橡胶的加工性能，还可以有效降低其脆性温度，使橡胶制品能够在极寒的环境下使用。另外，添加补强剂可以提高橡胶的物理机械性能；添加活性剂可以与促进剂作用提高硫化效率，还可以提高橡胶的物理性能和耐老化性；添加防老剂可以延缓橡胶的老化反应，延长橡胶的使用寿命。由此，本申请的磁敏橡胶组合物不仅具有良好的耐低温耐屈挠性能，还具有良好的力学性能，其低温脆性温度为-70℃以下，30万次屈挠无裂口。另外，根据本专利技术上述实施例的磁敏橡胶组合物还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述磁敏橡胶组合物包括100重量份的所述橡胶基体、4～8重量份的所述活性剂、30～60重量份的所述补强剂、1～3重量份的所述促进剂、2～4重量份的所述防老剂、1～2重量份的所述硫化剂、200～600重量份的所述磁性颗粒，1～5重量份的所述增塑剂和1～3重量份的所述增粘树脂。由此，本申请的磁敏橡胶组合物不仅具有良好的耐低温耐屈挠性能，还具有良好的力学性能。在本专利技术的一些实施例中，所述橡胶基体包括50～70重量份的天然橡胶和30～50重量份的顺丁橡胶。由此，本申请的磁敏橡胶组合物不仅具有良好的耐低温耐屈挠性能，还具有良好的力学性能。在本专利技术的一些实施例中，所述顺丁橡胶的顺式含量不小于96wt％。由此，本申请的磁敏橡胶组合物不仅具有良好的耐低温耐屈挠性能，还具有良好的力学性能。在本专利技术的一些实施例中，所述增粘树脂包括Koresin超级增粘树脂、叔丁基酚醛增粘树脂和辛基酚醛树脂中的至少之一。由此，可提高橡胶的耐刺扎性能。在本专利技术的一些实施例中，所述Koresin超级增粘树脂为丁基苯酚和乙炔的缩合物，且满足以下条件的至少之一：软化点为135～150℃(环球法/DIN52011)；滴点为140～160℃(DIN51801)；密度(20℃)为1.02～1.04g/cm3。由此，可提高橡胶的耐刺扎性能。在本专利技术的一些实施例中，所述叔丁基酚醛增粘树脂满足以下条件的至少之一：软化点为135～150℃(环球法/DIN52011)；游离酚≤2.0wt％；加热减量≤0.50wt％。由此，可提高橡胶的耐刺扎性能。在本专利技术的一些实施例中，所述辛基酚醛树脂满足以下条件的至少之一：软化点为85～100℃(环球法/DIN52011)；羟甲基含量≤1.00wt％；加热减量≤0.50wt％。由此，可提高橡胶的耐刺扎性能。在本专利技术的一些实施例中，所述活性剂为纳米氧化锌或纳米氧化锌与硬脂酸的混合物。由此，可以与促进剂作用提高硫化效率，还可以提高橡胶的物理性能和耐老化性。在本专利技术的一些实施例中，所述纳米氧化锌包括70～80wt％粒径不大于100nm的一次粒子和20～30wt％粒径大于100nm的一次粒子。由此，可以与促进剂作用提高硫化效率，还可以提高橡胶的物理性能和耐老化性。在本专利技术的一些实施例中，所述补强剂包括炭黑或炭黑与白炭黑的混合物。由此，可以提高橡胶的物理机械性能。在本专利技术的一些实施例中，所述促进剂为促进剂NS。由此，可以缩短硫化过程，提高硫化剂的使用效率和橡胶的质量和性能。在本专利技术的一些实施例中，所述防老剂包括防老剂6PPD和防老剂RD，所述防老剂6PPD和所述防老剂RD的质量比为1：(1～2)。由此，可以延缓橡胶的老化反应，延长橡胶的使用寿命。在本专利技术的一些实施例中，所述硫化剂为硫磺。在本专利技术的一些实施例中，所述磁性颗粒包括改性羰基铁粉、改性羰基镍粉、未改性羰基铁粉、未改性羰基镍粉中的至少之一，优选改性羰基铁粉。在本专利技术的一些实施例中，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯和己二酸二辛脂中的至少之一。可以改善橡胶的加工性能，还可以有效降低其脆性温度，使橡胶制品能够在极寒的环境下使用。在本专利技术的一些实施例中，进一步包括1～10重量份的自修复剂，所述自修复剂为液体丁腈橡胶-酚醛树脂。由此，可以提高橡胶的耐疲劳性。在本专利技术的一些实施例中，进一步包括抗氧化剂、抗臭氧剂和防护蜡中的至少之一。由此，可以延长橡胶的使用寿命。在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种制备上述磁敏橡胶组合物的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：(1)将天然橡胶、顺丁橡胶、磁性颗粒、补强剂、活性剂、防老剂、增塑剂和增粘树脂混合进行第一混炼，排胶后停放，以便得到母炼胶；(2)将所述母炼胶与硫化剂、促进剂混合进行第二混炼，排胶，以便得到混炼胶；(3)将所述混炼胶注入到模具中，在磁场下进行预结构化处理，以便使所述磁性颗粒定向排列，得到预结构化处理后混炼胶；(4)将所述预结构化处理后混炼胶进行硫化，以便得到磁敏橡胶组合物。根据本专利技术实施例的制备上述磁敏橡胶组合物的方法，通过将天然橡胶、顺丁橡胶、磁性颗粒、补强剂、活性剂、防老剂、增塑剂和增粘树脂混合进行第一混炼，排胶后停放，得到母炼胶；再将母炼胶与硫化剂、促进剂混合进行第二混炼，排胶，得到混炼胶；然后将混炼胶注入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁敏橡胶组合物，其特征在于，包括：橡胶基体、活性剂、补强剂、促进剂、防老剂、硫化剂、磁性颗粒、增塑剂和增粘树脂，其中，所述橡胶基体包括天然橡胶和顺丁橡胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁敏橡胶组合物，其特征在于，包括：橡胶基体、活性剂、补强剂、促进剂、防老剂、硫化剂、磁性颗粒、增塑剂和增粘树脂，其中，所述橡胶基体包括天然橡胶和顺丁橡胶。


2.根据权利要求1所述的磁敏橡胶组合物，其特征在于，所述磁敏橡胶组合物包括100重量份的所述橡胶基体、4～8重量份的所述活性剂、30～60重量份的所述补强剂、1～3重量份的所述促进剂、2～4重量份的所述防老剂、1～2重量份的所述硫化剂、200～600重量份的所述磁性颗粒，1～5重量份的所述增塑剂和1～3重量份的所述增粘树脂。


3.根据权利要求1或2所述的磁敏橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶基体包括50～70重量份的天然橡胶和30～50重量份的顺丁橡胶；
任选地，所述顺丁橡胶的顺式含量不小于96wt％。


4.根据权利要求1所述的磁敏橡胶组合物，其特征在于，所述增粘树脂包括Koresin超级增粘树脂、叔丁基酚醛增粘树脂和辛基酚醛树脂中的至少之一；
任选地，所述Koresin超级增粘树脂为丁基苯酚和乙炔的缩合物，且满足以下条件的至少之一：
软化点为135～150℃，所述软化点的表征方法采用环球法/DIN52011；
滴点为140～160℃，所述滴点的表征方法采用DIN51801；
20℃时的密度为1.02～1.04g/cm3；
任选地，所述叔丁基酚醛增粘树脂满足以下条件的至少之一：
软化点为135～150℃，所述软化点的表征方法采用环球法/DIN52011；
游离酚≤2.0wt％；
加热减量≤0.50wt％；
任选地，所述辛基酚醛树脂满足以下条件的至少之一：
软化点为85～100℃，所述软化点的表征方法采用环球法/DIN52011；
羟甲基含量≤1.00wt％；
加热减量≤0.50wt％。


5.根据权利要求1所述的磁敏橡胶组合物，其特征在于，所述活性剂为纳米氧化锌或纳米氧化锌与硬脂酸的混合物；
任选地，所述纳米氧化锌包括70～80wt％粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：危银涛，王静，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11