环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶。其组成和质量份数为：生胶基体、增塑剂、炭黑、填充剂、硫化剂、硫化促进剂和防护剂；其中，生胶基体为环保型的丁腈橡胶，或者为环保型的丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物，采用的生胶基体中的PVC含量为0-30%质量比。制备时，先采用开炼机或密炼机进行混炼并停，混炼温度控制在50-70℃，混炼总时间的控制在28-32分钟；将混炼胶加入单螺杆挤出机中，使胶料连续挤出，并在180-220℃热空气中或用微波硫化成型。该橡胶制品拥有良好的耐柴油性能与耐低温性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
柴油是石油提炼后的一种油质的产物，它由不同的碳氢化合物混合组成，主要成分为含10到22个碳原子的链烷、环烷或芳烃。其中国产的-35#柴油与欧洲冬天普遍使用的柴油为低凝点柴油，其凝点为-30至-35°C。当橡胶制品与油液长期接触后，油液能渗透到橡胶中，使之溶胀；而与此同时，油类介质可以从橡胶材料中抽出可溶性的配合剂(如增塑剂等)，导致橡胶制品收缩或体积减少。丁腈橡胶(NBR)及其与聚氯乙烯(PVC)的共混物以其优异的耐油性能被广泛应用于石油开采、航运、航天与汽车等工业。丁腈橡胶是一种无规共聚物，属非结晶型橡胶材·料，因其主链含有强极性的丙烯腈基团(-ACN)而具有耐油性。但正是这种强极性的丙烯腈基团(-ACN)使得橡胶分子链的内旋转作用受到影响，降低了大分子链的柔性从而影响了丁腈橡胶的低温性能。由于其耐低温性和耐油性能的矛盾性，使得该类橡胶材料的使用范围受到了限制。但众多科研人员也在不断地探索。游全营等在《配合剂用量对丁腈橡胶耐油性的影响》中分别研究了增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)、补强剂及硫化剂过氧化二异丙苯(DCP)用量对兰州石化分公司所产的牌号为3606与2707的丁腈橡胶耐油性的影响，并探讨了其影响机理。吴健峰在《耐油耐低温丁腈橡胶的研制》中利用低丙烯腈含量丁腈橡胶易溶胀的特点，合理配比易抽出型增塑剂己二酸二辛酯(DOA)与耐抽出增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)，所制得的产品在耐YH-10#液压油和RP-3#航空煤油方面可达到较低的体积变化率(<5%)。欧盟于2007年6月起实施了更为严格的REACH法案(《关于化学品注册、评估、授权与限制制度》)。我国橡胶制品企业出口的众多产品因此被检测出含有致癌物质(如亚硝胺化合物、β_萘胺化合物等)而被禁止出口或退货。相关的各大原材料生产公司已纷纷开展环保助剂的开发和芳烃油类增塑剂的替代工作。专利CN101353451A公布了一种耐生物柴油耐低温的橡胶组合物。虽然该橡胶材料的耐低温性能和耐油性能相对较好，但该橡胶材料配方中使用了防老剂丙酮与二苯胺高温缩合物(BLE)、防老剂N，N-二(β-萘基)对苯二胺(DNP)、促进剂2、2’ -二硫代二苯并噻唑(DM)、促进剂二硫化四乙基秋兰姆(TETD)等含β -萘胺基团或可生成亚硝胺基团的化合物，对生产人员和使用客户都存在一定的健康危害。吴智强等在《耐寒耐油NBR胶料配方的研究》中介绍了其已应用在列车上的耐寒耐油丁腈橡胶材料，但其优化配方中以兰州石化公司所产的牌号为1704的污染性丁腈橡胶作为主体并使用了硫化时可生成亚硝胺化合物的促进剂二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)。虽然当下由于种种原因，众多橡胶制品企业基本上依然采用高效、价廉却带有一定污染性的多种原材料来制备相关产品，随着我国经济的平稳快速发展以及对环保与健康的日益重视，环保型橡胶制品的开发将成为必然趋势
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于克服上述不足，提供一种拥有良好的耐柴油性能与耐低温性能的环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶。本专利技术的目的之二在于克服上述不足，提供一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶的制备方法。本专利技术的目的是这样实现的: 一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶，组成和质量份数为: 生胶基体100份 增塑剂10-40份炭黑20-50份填充剂0-50份硫化剂1-3份 硫化促进剂3-8份防护剂1-10份 其中，生胶基体为环保型的丁腈橡胶(NBR)或丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物(NBR/PVC)，采用的生胶基体中的PVC含量为0-30% (优选10-30%)，NBR的丙烯腈含量为26_33%。环保性的NBR指的是在乳液聚合后处理过程中不加入N-苯基-2-萘胺(防老剂D)的无污染性丁腈橡胶。环保型的NBR/PVC是指通过乳液共沉法形成的非污染性的丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物。`橡胶材料的耐油性取决于橡胶和油类的化学性质。根据相似相容原理,丁腈橡胶等大分子主链中含有极性基团的橡胶对如柴油等非极性油类具有相当的稳定性。但极性较大的分子链的柔顺性往往比较差，而分子链的柔顺性是决定橡胶材料耐寒性的关键；所以低温耐油橡胶是两种矛盾性质的统一体。在NBR中并入10-30%质量比的PVC可以明显改善纯NBR的耐臭氧性与耐天候性，但会影响耐低温性能和弹性。本专利技术所采用的增塑剂为液体丁腈橡胶、环保型酯类及聚酯类增塑剂或经处理的芳烃油(TDAE)与残余芳烃提取物(RAE)中的一种或其混合物。适量的增塑剂可保证未硫化橡胶材料的挤出加工性能，改善配合剂与填料的分散性，同时降低材料的门尼黏度。同时，加入增塑剂能提高橡胶分子链的柔性，从而改善橡胶材料的耐寒性。但小分子增塑剂都有一定的挥发性和抽出性。为了改善这些性能，可使用低聚合度的聚酯类增塑剂(优选数均分子量1000-3000);随着聚酯增塑剂的分子量的增大，耐油和耐热性能逐步提升，而其耐寒和增塑效果逐渐下降。本专利技术采用的炭黑的粒径在30-60nm之间，优选卡博特公司所产的N550或SP-5000等半补强高结构炭黑，炭黑的加入有利于改善未硫化橡胶材料的挤出加工性能和提升橡胶材料的强度，但用量太高会明显增硬和增大胶料的门尼黏度，影响加工性能。本专利技术采用填充剂为白炭黑、碳酸钙、滑石粉、陶土等橡胶常用填充剂中的一种或几种。一般降低胶料中橡胶的体积分数可以提高耐油性，即可以适当的增加填料用量来降低材料中橡胶的体积分数，从而获得较低的浸油后的体积变化率。通常活性越高的填充剂(如白炭黑)与橡胶之间产生的结合力越强，橡胶材料的体积溶胀越小。本专利技术采用的硫化剂为硫黄；硫化促进剂为橡胶用的环保促进剂，如可以是:N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(CZ)、N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰胺(NS)、N-环己基-双(2-苯并噻唑)次磺酰胺(CBBS)，二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)或二苄基二硫代氨基甲酸锌(ZEBC)等一种或几种在硫化时不生成含亚硝胺化合物的环保促进剂并用。本专利技术采用的防护剂为硫脲衍生物类防老剂CTU、2，2，4-三甲基-1，2_ 二氢化喹啉聚合体(RD)、2，2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(2246)、二丁基二硫代氨基甲酸镍(NBC)、N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺(MC)、石蜡与微晶蜡中的一种或多种并用。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: 采用无污染性的丁腈橡胶或其与聚氯乙烯的共混物，配合一定量的半补强高结构炭黑、填充剂、环保型增塑剂和不含亚硝胺和β-萘胺基团的促进剂与防老剂等多种原材料，最终制备出一种物理机械性能和耐低温性能良好的环保型耐低凝点柴油的橡胶材料。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术做进一步说明，但不作为对本专利技术的限制。实施例1 各组份及质量份数为:南帝公司所产的丁腈橡胶1052 100份，活性氧化锌3份，硬脂酸I份，炭黑Ν550 40份，气相法白炭黑20份，乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC) 20份，癸二酸二辛酯(DOS) 20份，防老剂RD1.5份，反应型防老剂MC 1.5防老剂NBC 0.8份，石蜡1.5份，微晶蜡2份，聚乙二醇PEG4000 2份，促进剂CZ 2份，促进剂TBzTD I份，硫黄1.5份。实施例1的制备工艺为:在16寸开放式炼胶机上先将丁腈橡胶以最小辊距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶，其特征在于：其组成和质量份数为：生胶基体????????????????????????100份增塑剂??????????????????????????10?40份炭黑????????????????????????????20?50份填充剂??????????????????????????0?50份硫化剂??????????????????????????1?3份硫化促进剂??????????????????????3?8份防护剂??????????????????????????1?10份其中，生胶基体为环保型的丁腈橡胶，或者为环保型的丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物，采用的生胶基体中的PVC含量为0?30%质量比；所述增塑剂为液体丁腈橡胶、环保型酯类及聚酯类增塑剂、经处理的芳烃油与残余芳烃提取物中的一种或几种混合物。

【技术特征摘要】
1.一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶，其特征在于:其组成和质量份数为: 生胶基体100份 增塑剂10-40份炭黑20-50份填充剂0-50份硫化剂1-3份 硫化促进剂3-8份防护剂1-10份 其中，生胶基体为环保型的丁腈橡胶，或者为环保型的丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物，采用的生胶基体中的PVC含量为0-30%质量比；所述增塑剂为液体丁腈橡胶、环保型酯类及聚酯类增塑剂、经处理的芳烃油 与残余芳烃提取物中的一种或几种混合物。2.根据权利要求1所述的一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶，其特征在于，所述丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物中，聚氯乙烯含量为10-30%质量比。3.根据权利要求1所述的一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶，其特征在于，所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为26-33%。4.根据权利要求1所述的一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶，其特征在于，所述增塑剂为液体丁腈橡胶、环保型酯类及聚酯类增塑剂、经处理的芳烃油与残余芳烃提取物中的一种或几种混合物。5.根据权利要求1所述的一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶，其特征在于，所述硫化剂为硫黄，所述硫化促进剂为N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，贡健，沈少杰，庄澎，高蒙蒙，
申请(专利权)人：江阴海达橡塑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：