本发明涉及橡胶材料领域，具体涉及一种低硬度高强度白色丁基胶布用橡胶及其制备方法和用途。
背景技术：
：目前相关的专利一般为防弹衣，用于防止子弹伤害人体，暂时还未有包装炸弹的弹衣。弹衣是一种密封包装产品，可将弹衣套在弹体上，闭合拉链后，通过抽取内部空气形成负压，构成一个干燥、无尘、无盐雾，封闭的贮存环境，极大限度地减少被包装产品的服饰、受潮、霉变等损害，长久地保持被包装产品的使用性能，这就要求弹衣和拉链都应具有极佳的气密性要求。此外，弹衣还应具有一定的强度和耐磨性能。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种低硬度高强度白色丁基胶布用橡胶及其制备方法和用途，该橡胶配方能满足上述指标要求，达到胶料硬度低，强度高，伸长率高，且为白色胶料。本发明技术方案：一种低硬度高强度白色丁基胶布用橡胶，所述低硬度高强度白色丁基胶布用橡胶包括按照重量份计的以下组分：卤化丁基橡胶100份，氧化锌5-8份，硬脂酸1-3份，填料15-25份，凡士林0-5份，增塑剂1-3份，白色颜料1-1.5份，促进剂1.8-3.7份，硫化活性剂0.8-1.2份，硫化剂1-2份。优选地，所述低硬度高强度白色丁基胶布用橡胶包括按照重量份计的以下组分：卤化丁基橡胶100份，氧化锌5份，硬脂酸1.5份，填料20份，凡士林3份，增塑剂1份，白色颜料1.5份，促进剂2.2份，硫化活性剂1份，硫化剂1份。优选地，所述卤化丁基橡胶为溴化丁基橡胶或氯化丁基橡胶，如溴化丁基橡胶2211，溴化丁基橡胶2244，氯化丁基橡胶1066等，以溴化丁基橡胶更佳；所述填料为白炭黑，以透明白炭黑为佳，其补强效果好；所述增塑剂为酯类增塑剂，如邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二丁酯，葵二酸二辛酯，葵二酸二丁酯，己二酸二辛酯等；优选地，所述促进剂为噻唑类、秋兰姆类、硫脲类促进剂的混合制剂，噻唑类、秋兰姆类、硫脲类促进剂的重量比为0.5-1.5：0.8-1.2：0.5-1，其中噻唑类促进剂包括2、2’-二硫代二苯并噻唑、2-硫醇基苯并噻唑或2-硫醇基苯并噻唑环己铵盐中的任意一种；秋兰姆类促进剂包括二硫化四甲基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆的任意一种；硫脲类促进剂为乙撑硫脲；所述硫化活性剂为三乙醇胺；所述硫化剂为硫磺。所述的低硬度高强度白色丁基胶布用橡胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：a：生胶塑炼：将卤化丁基橡胶投入密炼机进行塑炼，得到塑炼胶料；b：胶料混炼：在步骤a制得的塑炼胶料中按配方量加入1/2填料、钛白粉、氧化锌，进行第一次胶料混炼，再加入1/2填料、凡士林、增塑剂、硬脂酸，混炼2-3分钟，加硫化活性剂、噻唑类促进剂，进行第二次胶料混炼，待胶料压合好后，进行排胶，得到排胶后的混炼胶；c：下料：将步骤b制得的排胶后的混炼胶在开炼机上捣胶，得到捣胶后的混炼胶；d：加促进剂：在步骤c制得的捣胶后的混炼胶中按配方量加入秋兰姆类促进剂、硫脲类促进剂，后左右拉刀以使促进剂均匀混入胶料进行混炼；e：胶料薄通：待所有促进剂吃尽后，将接料盘上的胶料、促进剂用扫帚扫起倒入开炼机上，左右拉刀后下料；f：胶料停放：将步骤e制得的胶料在室温下停放8-24小时。优选地，所述步骤a中：塑炼条件为时间为1-3分钟，塑炼温度为70-80℃。所述步骤b中：第一次胶料混炼时间为1.5-2.5分钟，第二次胶料混炼时间为0.3-0.7分钟，所述排胶温度≤105℃。所述步骤d中：混炼温度为40-60℃。所述步骤e中：待所有促进剂吃尽后，将接料盘上的胶料、促进剂用扫帚扫起倒入开炼机上，左右拉刀3-4次，将辊筒辊距调至0.5-0.8mm，投入胶料薄通5次，下料，所述下料温度为50-70℃；所述步骤f中将步骤e制得的胶料在室温下停放8-24小时。所述的低硬度高强度白色丁基胶布用橡胶或所述的制备方法制备得到的低硬度高强度白色丁基胶布用橡胶可用于制作包装炸弹的弹衣。本发明有益效果如下：1、本发明中的弹衣主体是丁基胶布，是采用气密性良好的丁基胶与涤棉布硫化而成。2、由于弹衣要求为白色或浅色，因此该丁基胶布用橡胶配方不能选用补强性能好的炭黑，只能选用补强效果相对差一些的白色填料。3、本弹衣胶料要求强度高，大于等于14.7mpa；伸长率高，大于等于750％；硬度低，硬度为28-38度，这表明如果通过提高填料份数来提高胶料强度，可能会造成硬度偏高，伸长率下降，不能满足指标要求；如果降低填料份数，满足硬度要求，则可能胶料强度达不到指标要求，因此这就要求胶料中白色填料种类和份数、硫化剂种类和份数的选择和添加需要控制的非常合理，且硫化条件合适，才能满足指标要求。4、本弹衣胶料具有拉断强度高，大于等于14.7mpa；拉断伸长率高，大于等于750％；硬度低，邵尔a硬度为28-38度；老化性能好，90℃×24h下老化系数大于等于0.8；耐低温性能好，脆性温度小于等于-40℃的特点，制备的弹衣柔软且强度高，不易破损。5、采用本发明的配方制得的橡胶具有优良的气密性，氢透气量≤4l/m2，可用于包装有隔绝空气需求的产品，将本发明的胶料用于制作包装炸弹的弹衣，初始弹衣负压压差630～690pa，经三个月定期储存负压气密性试验后，弹衣内仍保持负压，满足试验要求；经500km公路运输试验后，弹衣内仍保持负压，满足试验要求。这种优良的气密性可使弹体免受潮湿、霉变等损害。该橡胶具有低硬度、高强度、拉断伸长率高、老化性能好的特点，制备的弹衣柔软且强度高，不易破损。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了得到本发明所述复合橡胶，以下举例说明其制备方法：首先叙述加工工艺：密炼机混炼：配料：按配方表要求的称量各原料。a：生胶塑炼：将称量好的卤化丁基橡胶投入密炼机进行塑炼，塑炼时间为2分钟，塑炼温度为70-80℃。b：胶料混炼：在步骤a制得的塑炼胶料中按配方量加入1/2填料、钛白粉、氧化锌，混炼2分钟后，再加入1/2填料、凡士林、增塑剂、硬脂酸，混炼2-3分钟，加硫化活性剂、噻唑类促进剂，混炼0.5分钟。待胶料压合好后，进行排胶。排胶温度不超过105℃。c：下料：将步骤b制得的混炼胶在开炼机上捣胶，准备下一步在开炼机上加硫。开炼机加硫：d：加促进剂：在步骤c制得的混炼胶中按配方量加入秋兰姆类促进剂、硫脲类促进剂，后左右拉刀以使促进剂均匀混入胶料。混炼温度为50℃。e：胶料薄通：待所有促进剂吃尽后，将接料盘上的胶料、促进剂用扫帚扫起倒入开炼机上。左右拉刀3-4次后下料。将辊筒辊距调到最小至0.7mm，投入胶料薄通5次，下料。混炼温度为60℃。f：胶料停放：将步骤e制得的胶料在室温下停放16小时。以下举例说明当采用不同质量份配方时，本发明所述一种低硬度高强度白色丁基胶布用橡胶所具有的物理特性：实施例1表1为采用上述制备方法的各组分的质量份数：表1上述表1是本实施例的材料各组分及各组分的用量情况，其中：溴化丁基橡胶2211生胶门尼粘度应为27～37，溴含量应为1.9％～2.3％，挥发物含量应不大于0.3％。溴化丁基橡胶具有非常好的低渗透性，能保证密封弹衣具有优良的气密性。相比氯化丁基橡胶，溴化丁基橡胶具有较快的硫化速度，与其他基体的粘合性能也更好，这样能保证采用溴化丁基胶料为主体胶种制备出的橡胶在后期生产工序中能与涤棉布更好地硫化在一起，得到丁基胶布，这也是本发明的弹衣主体。氧化锌是间接法氧化锌。氧化锌与硬脂酸并用可以形成可溶盐，增强对促进剂的活化作用。白炭黑在配方中作补强剂，其补强效果超过其他任何一种白色补强剂。白炭黑在胶料中易使胶料变硬，故添加软化剂，本实施例采用邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸，可改善胶料变硬情况。白炭黑硫化胶的主要特点是强力高、伸长率大、弹性和耐热性好、撕裂强度较高。由于气相法生产的白炭黑价格昂贵，在橡胶中混炼容易生热大,而沉淀法白炭黑价格相对便宜，因此本发明选用沉淀法水合二氧化硅，即透明白炭黑。钛白粉起调色作用，若胶料在生产过程中受环境影响部分污染，可改善胶料颜色。促进剂采用噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂和硫脲类促进剂并用，对橡胶具有快速促进作用，能赋予硫化胶良好的耐老化和耐磨性能。胶料的性能试验数据：拉断强度16.2mpa，拉断伸长率880％，邵尔a硬度29，拉断永久变形16％。90℃×24h下老化系数0.94，在-40℃试样无破坏，氢透气量1.064l/m2。实施例2表2为采用上述制备方法的各组分的质量份数：表2溴化丁基橡胶2244生胶门尼粘度应为41～51，溴含量应为1.9％～2.3％，挥发物含量应不大于0.3％。溴化丁基橡胶具有非常好的低渗透性，能保证密封弹衣具有优良的气密性。相比氯化丁基橡胶，溴化丁基橡胶具有较快的硫化速度，与其他基体的粘合性能也更好，这样能保证采用溴化丁基胶料为主体胶种制备出的橡胶在后期生产工序中能与涤棉布更好地硫化在一起，得到丁基胶布，这也是本发明的弹衣主体。氧化锌与硬脂酸并用可以形成可溶盐，增强对促进剂的活化作用。白炭黑在配方中作补强剂，其补强效果超过其他任何一种白色补强剂。白炭黑在胶料中易使胶料变硬，故添加软化剂，本实施例采用凡士林、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸，可改善胶料变硬情况。白炭黑硫化胶的主要特点是强力高、伸长率大、弹性和耐热性好、撕裂强度较高。由于气相法生产的白炭黑价格昂贵，在橡胶中混炼容易生热大,而沉淀法白炭黑价格相对便宜，因此本发明选用沉淀法水合二氧化硅，即透明白炭黑。钛白粉起调色作用，若胶料在生产过程中受环境影响部分污染，可改善胶料颜色。促进剂采用噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂和硫脲类促进剂并用，对橡胶具有快速促进作用，能赋予硫化胶良好的耐老化和耐磨性能。胶料的性能试验数据：拉断强度17.5mpa，拉断伸长率960％，邵尔a硬度31，拉断永久变形18％。90℃×24h下老化系数0.92，在-40℃试样无破坏，氢透气量0.936l/m2。实施例3表3为采用上述制备方法的各组分的质量份数：序号原料用量(质量份数)1氯化丁基橡胶10661002氧化锌83硬脂酸34白炭黑235凡士林36葵二酸二辛酯1.57钛白粉1.58三乙醇胺0.892-硫醇基苯并噻唑环己铵盐110二硫化四乙基秋兰姆1.111乙撑硫脲0.612硫磺1.3氯化丁基橡胶1066为埃克森美孚公司生产，生胶门尼粘度应为33～43，氯含量应为1.18％～1.34％，水含量应不大于0.3％。氯化丁基橡胶具有非常好的低渗透性，能保证密封弹衣具有优良的气密性。和溴化丁基橡胶相比，氯化丁基橡胶具有较好的耐焦烧性能，能抗硫化返原，热稳定性能好，也易加工。氧化锌与硬脂酸并用可以形成可溶盐，增强对促进剂的活化作用。白炭黑在配方中作补强剂，其补强效果超过其他任何一种白色补强剂。白炭黑在胶料中易使胶料变硬，故添加软化剂，本实施例采用凡士林、葵二酸二辛酯、硬脂酸，可改善胶料变硬情况。白炭黑硫化胶的主要特点是强力高、伸长率大、弹性和耐热性好、撕裂强度较高。由于气相法生产的白炭黑价格昂贵，在橡胶中混炼容易生热大,而沉淀法白炭黑价格相对便宜，因此本发明选用沉淀法水合二氧化硅，即透明白炭黑。钛白粉起调色作用，若胶料在生产过程中受环境影响部分污染，可改善胶料颜色。促进剂采用噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂和硫脲类促进剂并用，对橡胶具有快速促进作用，能赋予硫化胶良好的耐老化和耐磨性能。胶料的性能试验数据：拉断强度17.5mpa，拉断伸长率780％，邵尔a硬度36，拉断永久变形18％。90℃×24h下老化系数0.9，在-40℃试样无破坏，氢透气量1.181l/m2。经过上述实验发现，本发明制备的一种低硬度高强度白色丁基胶布用橡胶具有优良的气密性，可用于包装有隔绝空气需求的产品，本发明的胶料已用于包装炸弹的弹衣，可使弹体免受潮湿、霉变等损害；该橡胶具有低硬度、高强度、拉断伸长率高、老化性能好、耐低温性能好的特点，制备的弹衣柔软且强度高，不易破损。弹衣主体胶料试验:1、溴化丁基橡胶比氯化丁基橡胶、丁基橡胶的对比试验固定配方中的其它体系，只改变主体胶种，分别用丁基胶、氯化丁基胶和溴化丁基胶做实验。所得的实验结果见表1.1。表1.1不同胶种对胶料性能的影响备注：基本配方为胶种100份，氧化锌5份，硬脂酸2份，硫磺1.5份，促进剂4.5份，增塑剂6份。配方中的其它体系是一样的，只改变胶种。从表1.1结果可以看出，丁基胶比卤化丁基胶的强度低，且丁基橡胶硫化特性较差，因此后期试验中不再选用丁基橡胶。溴化丁基橡胶和氯化丁基在同样条件下强度较高，后期试验中选用卤化丁基橡胶(不同牌号)进行研究。而氯化丁基胶的强度虽然高，但是由于胶料的硬度偏大，所以溴化丁基胶比氯化丁基橡胶综合性能更优。2、biir2211和biir2244的对比试验采用溴化丁基2211和溴化丁基2244，其他组分不变，试验结果见表1.2。表1.2biir2211和biir2244对胶料的影响备注：基本配方为胶种100份，白炭黑30份，增塑剂6份。配方中的其它体系一样，只改变胶种。从表1.2结果可以看出，溴化丁基橡胶2244比溴化丁基橡胶2211强度更高。考虑到胶料硬度偏高，后期试验中调整了白炭黑份数。从实施例1和实施例2的试验结果也可看出，溴化丁基橡胶2244比溴化丁基橡胶2211综合性能相对更好。3、实施例1原料不同配比的对比试验a配方为实施例1中的配方，b配方和c配方为对比试验。不同配方见表1.3，检测结果见表1.4。表1.3不同配方的对比试验序号组分a配方b配方c配方1溴化丁基橡胶22111001001002氧化锌7573硬脂酸1.511.54白炭黑1820215邻苯二甲酸二酯1126钛白粉1.21.21.27三乙醇胺1.21.21.282-硫醇基苯并噻唑0.8119二硫化四甲基秋兰姆1.211.210乙撑硫脲0.50.50.511硫磺1.21.21.2表1.4检测结果4、填料份数的对比试验配方中其它组份不变，只改变透明白炭黑的份数，试验结果见表1.5。表1.5填料份数的对比试验备注：基本配方为biir2211为100份，氧化锌5份，硬脂酸2份，硫磺1.5份，促进剂2.8份，增塑剂2份，凡士林2份。从表1.5结果可看出，减少白炭黑的份数对胶料的扯断强度影响并不大，这是由于丁基橡胶本身强力就较高，填充剂的加入对胶料的强度影响并不大。同时由于白炭黑的减少，极大地降低了胶料的永久变形和硬度，能满足指标要求。当白炭黑的份数为15份时，胶料除扯断强度略偏低外，其它指标均能满足指标要求，尤其是胶料的永久变形降低不少。因此后期试验填料份数选择在15-25份。5、促进剂选择的对比试验配方中其它组份不变，只改变促进剂，试验结果见表1.6。表1.6不同促进剂的对比试验备注：基本配方为biir2211为100份，氧化锌5份，硬脂酸2份，硫磺1.5份，增塑剂2份，凡士林2份。从表1.6结果可以看出，硫化剂份数和种类的减少使胶料的扯断强度极大地降低，同时胶料的硬度和永久变形也降低，伸长率增大。这是由于硫化剂主要是影响胶料的交联密度，硫化剂的减少使得胶料的交联密度出现极大地降低，因此造成胶料的强度极大下降，硬度降低，同时伸长率增大。根据表1.6试验结果，在后期的试验中采用促进剂为噻唑类、秋兰姆类、硫脲类促进剂的混合制剂。当前第1页12