本发明专利技术涉及一种纤维增强橡胶，可以显著提高其强度、减小其压缩永久变形和增加橡胶板材的抗撕裂性能。所述纤维增强橡胶的制备方法包括如下步骤：ａ．橡胶塑炼；ｂ．在橡胶中加入补强填充剂、纤维、助剂，进行混炼；其中，纤维和补强填充剂先经混合均匀制得预分散体后再加入橡胶中。作为优选方案，所述橡胶为丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶。丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶这几种材料，耐磨性、耐压性、耐油性和耐水、耐气密性优良。通过本发明专利技术所生产的橡胶板材，能在超高温高压和各种介质中长期工作，最高工作温度可达到３００℃，并保持良好的弹性、较低的压缩变形和优异的物理机械性能，与常温下的性能对比下降不超过２０％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纤维增强橡胶。
技术介绍
常规的一些通用合成橡胶，如丁苯、丁腈和氯丁橡胶所生产的橡胶板材，其临界使用温 度分别为120°C、 140'C和160'C，由于自身的特性，在不同介质中的使用条件受到严格限 制。在一些高温高压、油、溶剂、酸碱等介质中使用时，会过早地出现溶胀、龟裂和压缩变 形较大、物理机械性能明显下降等缺陷，严重时甚至会出现溶融，完全失去橡胶这一高弹性 材料所具备的一些优点。尤其当制备成橡胶板材，在高温环境下使用，主要用于容器密封、 法兰密封时，要求其耐温耐压、耐各种溶剂和化学介质的性能较好，并要求产品的硬度高、 压縮变形小，在以上环境中使用时其物理机械性能及其固有的弹性性能可以得以保持。公知 的做法是，根据不同的使用环境和介质要求，通过调整橡胶配方和添加一些芳纶纤维、合成 纤维、碳纤维、玻璃纤维等，可以提高通用合成橡胶的使用范围，延长使用寿侖，但是，效 果不是十分理想，主要原因在于纤维在橡胶中无法分散均匀，并与橡胶之间形成较好的粘合 力，使得增强效果有限。 一种公知的做法是将纤维预浸到专用粘合剂(即"浸浆")中，烘干 后再使用，由于粘合剂对纤维有一定的表面改性作用，可以改进纤维在橡胶中的分散均匀度 和其与橡胶之间的粘合力，但是效果仍然不是十分理想，所得橡胶的强度和抗变形能力不能 满足使用要求，使用寿命较短。
技术实现思路
本专利技术提供一种纤维增强橡胶，可以显著提高其强度、减小其压縮永久变形和增加橡胶 板材的抗撕裂性能，以及在油、溶媒(剂)、燃料、水、低压蒸汽、煤气、酸或碱及非攻击性 溶液介质中使用时，能长期使用且性能稳定优异。所述纤维增强橡胶的制备方法包括如下步骤a. 橡胶塑炼；b. 在橡胶中加入补强填充剂、纤维、助剂，进行混炼；其中，纤维和补强填充剂先经混合均匀制得预分散体后再加入橡胶中。本专利技术在现有技术基础上，将补强填充剂和纤维在混炼前混合均匀，使粉状补强填充剂 和纤维处于相对分离状态，制得预分散体，然后按其加料顺序进行混炼胶料，这样可以有效 地使纤维在橡胶中均匀地分散，并提高其与橡胶之间的粘合性，从而使橡胶显著提高强度、 减小压縮永久变形、增加橡胶的抗撕裂性能。省略了现有技术中使用纤维增强的浸浆、烘干 的预处理步骤，不仅操作简便，降低了生产成本，同时，粘合剂是一种公知的对环境不友好 的化学原料，因此，本专利技术对环境保护也十分有利。其中，各种原料的选用、配比均可采用本领域的现有技术，由本领域的普通技术人员根 据产品要求经试验确定。作为优选方案，所述橡胶为丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶。丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯 丁橡胶这几种材料，耐磨性、耐压性、耐油性和耐水、耐气密性优良。作为优选方案，所述纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维、芳纶纤维、碳纤维中的一种或两种 以上任意比例的混合物。其中玻璃纤维其廉价易得，耐温耐压性能优异，通常选用以玻璃纤 维增强为主，配以不同材质的纤维来达到使用效果。不同品种的纤维混配的比例会直接影响 橡胶的综合性能。所述纤维直径20-50pm，长度4-6mm。上述纤维都具有极佳的电绝缘性能、 较高的力学强度、优异的耐热性和耐各种化学介质腐蚀性，其强度和弹性模量相当高，甚至 超出钢的几十倍乃至几百倍，而质量只是钢的十分之一。所以选用以上纤维在橡胶中进行增 强，可极大地拓宽橡胶板材的使用范围，提高物理机械性能、降低压縮变形并增大抗撕裂强 度。硫化剂可选用硫磺、次乙基硫脲(NA-22)。 活性剂可选用氧化锌、氧化镁、硬脂酸。防老剂可选用2,2,4—三甲基一1，2 二氢化喹啉聚合体(以下简称RD)、 N-异丙基一N' — 苯基对苯二胺(以下简称4010NA)。促进剂可选用二硫化二苯并噻唑(DM)、 2—硫醇基并噻唑(M)、 二硫化四甲基秋兰姆 (TMTD)等。补强填充剂可选用白碳黑(SiO〃nH20)、高耐磨炉法炭黑、活性碳酸钙等。优选的原料配比为丁苯橡胶80.0 90.0份、高苯乙烯树脂20.0 10.0份、硫化剂0.5 3.0份、活性剂4.0 12.0份、促进齐!J 0.5-3.0份、防老剂1.0 2.0份、补强填充剂40.0 80.0 份、玻璃纤维10.0 15.0份、聚丙烯纤维5.0 10.0份。另一种优选的原料配比为丁腈橡胶70.0 80.0份、氯化聚乙烯30.0 20.0份、硫化剂 0.5 3.0份、活性剂5.0 11.0份、促进剂1.5 3.0份、防老剂1.0 2.0份、补强填充剂 80.0份、玻璃纤维10.0 20.0份、芳纶纤维5.0 10.0份。另一种优选的原料配比为氯丁橡胶100.0份、硫化剂0.5 1.0份、活性剂8.0 12.0份、 补强填充剂40.0 80.0份、玻璃纤维10.0 20.0份、碳纤维15.0~30,0份。通过本专利技术所生产的橡胶板材，硬度为95土5度，扯断强度为8 12MPa，扯断伸长率为 150 250%，压縮变形小于15%，能在超高温高压和各种介质中长期工作，最高工作温度可 达到30(TC，并保持良好的弹性、较低的压縮变形和优异的物理机械性能，与常温下的性能 对比下降不超过20%。具体实施例方式下面结合实施例对本分明进行详细说明，不能以此来限定本专利技术的权利所在，依本专利技术所申请专利范围所作的等同变化，仍属本专利技术所涵盖内容。 实施例1-9:按重量计的原料配比如表1所示。制备过程如下所示(1) 将聚丙烯纤维、玻璃纤维和白碳黑以及活性碳酸钙一起，在容器内进行高速搅拌， 制成分散均匀的短纤维和粉料的预分散体。(2) 将丁苯橡胶和高苯乙烯树脂投入到密闭式炼胶机中进行塑并炼，塑炼时间为5-6min，塑炼温度控制在120 13(TC，再依次加入活性剂、促进剂、防老剂、着色剂和预分 散体进行混炼，混炼时间不低于15min，混炼温度控制在13(TC以下。(3) 混炼结束后卸料到开放式炼胶机上加硫化剂，加硫化剂时辊温应控制在IOO'C以 下，以免发生焦烧。然后卸片冷却、停放；在此期间进行物理机械性能的快检，检査各项指 标是否合格。(4) 压延出片。将停放检验合格后的胶片进行粗炼和热炼，在压延机上根据产品所需 的厚度、宽度以及长度均匀出片、成型，并通过硫化压机，在145'C 15rC的温度、10 15MPa 的工作压力下硫化15 20分钟，硫化后的板材按规定尺寸进行修边、检验、包装、入库即可。表1实施例1-9所用原料配比组份配比(重量份)实施 例1实施 例2实施 例3实施 例4实施 例5实施 例6实施 例7实施 例8实施 例9丁苯橡胶(SBR)808080858585909090高苯乙烯树脂(HS)202020151515101010硫化剂硫磺(S)2.52.52.52.52.52.52.52.52.5活性剂氧化锌5.05.05.05.05.05.05.05.05.0硬脂酸2.02.02.02.02.02.02.02.02.0促进剂M1.51.51.51.51.51.51.51.51.5DM1.01.01.01.01.01.01.01.01.0防老剂RD0.50.50.50.50.50.50.50.50.54010NA0.50.50.50.50.50.50.50.50.5补强填充剂白碳黑304050304050304050活性碳酸钙1020本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纤维增强橡胶，其制备方法包括如下步骤： ａ．橡胶塑炼； ｂ．在橡胶中加入补强填充剂、纤维、助剂，进行混炼； 其特征在于纤维和补强填充剂先经混合均匀制得预分散体后再加入橡胶中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张收才，江文根，江忠才，陈玉斌，陆祥武，
申请(专利权)人：南京固柏橡塑制品有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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