本发明涉及橡胶材料
技术领域：
，具体涉及一种机械设备用高弹耐压防撞橡胶。
背景技术：
天然橡胶是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。加工后的成品是具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。其主要分为天然橡胶与合成橡胶二种，天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成。合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。市场上常见的橡胶分为天然橡胶、通用橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶几类。橡胶材料用途广泛，在交通设备产业、机械工业、电力装备产业、医疗卫生产业和日化产品等行业均有应用。根据不同的工业用途，可以选择不同性能的橡胶种类。其中，丁苯橡胶的综合性能和化学稳定性好；顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性能好，易与天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。丁腈橡胶由丁二烯和丙烯腈共聚制得；耐油、耐水、耐老化性能好，可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。聚硫橡胶有优异的耐油、材料相容性和耐溶剂性，但强度不高，耐老化性、加工性不好。机械设备在使用过程中很多部件之间由于会发生撞击、摩擦的相互作用，因此需要使用橡胶材料制备的缓冲部件进行结构防护，常规的橡胶材料弹性好，耐冲击性能较强，但是材料的耐压性能普遍不足，材料在长时间承受高压变形作用后，容易导致橡胶的回弹性变差，甚至会永久变形，失去缓冲保护性能。因此，在机械设备上，对于具有更好的耐压性能和弹性的橡胶材料的需求是非常急迫的。中国发明专利申请号cn201410290309.9公开了一种耐磨耐热耐老化橡胶材料，该型橡胶使用丁苯橡胶、丁基橡胶和氯丁橡胶作为基胶，材料中添加了环保阻燃剂、三氧化二锑、纳米炭黑、白炭黑、炭黑n375和改性高岭土等组分，从而提高了橡胶材料的耐磨性能和耐老化性能。但是该型橡胶的耐压性能、拉伸性能和弹性较差，不使用用于机械缓冲结构件的制备。专利申请号cn201010285868.2公开了一种热塑性弹性体组合物，该组合物为橡胶和树脂反应生产的新型复合橡胶材料，该型材料弹性好，拉伸强度优秀、断裂伸长率高，但是材料的耐压性能较差，耐热性能和耐老化性能也相对不足。技术实现要素：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种机械设备用高弹耐压防撞橡胶，该型橡胶具有耐热、抗老化性能优秀，回弹性好，耐压性能突出的优点。为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：一种机械设备用高弹耐压防撞橡胶，按照质量份数，橡胶材料的组分包括：顺丁橡胶40-50份，丁腈橡胶15-25份，天然橡胶10-15份，金属陶瓷粉25-30份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物4-7份，有机硅油4-6份，弹性体6-8份，乙撑双硬脂酰胺2-5份，氧化锌3-7份，增韧剂5-7份，硅烷偶联剂3-5份，稳定剂1-2份。优选的，按照质量份数，橡胶材料的组分包括：顺丁橡胶44-47份，丁腈橡胶18-22份，天然橡胶12-14份，金属陶瓷粉26-27份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-7份，有机硅油4-5份，弹性体6.5-7.2份，乙撑双硬脂酰胺3-4份，氧化锌4-6份，增韧剂5-6份，硅烷偶联剂3-4份，稳定剂1.3-1.5份。进一步优选地，按照质量份数，橡胶材料的组分包括：顺丁橡胶45份，丁腈橡胶20份，天然橡胶13份，金属陶瓷粉26份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物6份，有机硅油4.5份，弹性体6.8份，乙撑双硬脂酰胺3.5份，氧化锌5份，增韧剂5.5份，硅烷偶联剂3.5份，稳定剂1.4份。本发明中，金属陶瓷粉的制备方法为：将镍基纳米氧化铝粉末加入到行星球磨机中球磨处理10-15h，然后将混合粉末在氢气还原炉中，以520℃的温度还原处理2h；得到的超细粉末，将超细粉末、碳化钛粉末和炭黑按照15:1:7的比例混合，然后按照质量份数，将30份混合物、20份无水乙醇、2份油酸和5份聚乙二醇混合均匀，使用球磨机进行球磨得到料浆，料浆过滤后，加入10wt％的糊状精淀粉，充分搅拌均匀后，在烘箱内以85-90℃的温度烘干，并粉碎成200-250目的粉末，得到所需金属陶瓷粉。优选地，糊状精淀粉是将精淀粉和乙基纤维素按照10:1的质量比混合，然后加入到10-15倍体积的沸水中搅拌3min，得到的糊状混合物。优选地，弹性体选择sebs弹性体或seps弹性体。弹性体的作用是改善橡胶材料中使用的填料对材料弹性造成的损伤，从而实现橡胶材料中弹性与耐压、耐候性能之间的平衡。优选地，增韧剂为聚酯树脂接枝聚氨酯。增韧剂在该橡胶材料中使用，可以增强材料的韧性和抗拉强度，提升无机填料和改性剂与橡胶基胶之间的结合效果，从而提升橡胶稳定性和耐老化性能。优选地，稳定剂为含硫有机锡稳定剂或复合铅盐稳定剂。该型稳定剂可以提高橡胶材料的硫化效果，避免橡胶在使用过程中热分解或热老化，提升橡胶材料的耐热性能。本发明提供的橡胶的制备方法包括如下步骤：(1)按照质量份数，将顺丁橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶和弹性体加入到密炼机中，以170-190℃的温度塑炼8-10min，冷却后排胶，得到混合胶料；(2)将混合胶料、金属陶瓷粉、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、有机硅油、乙撑双硬脂酰胺、氧化锌、增韧剂和硅烷偶联剂加入到混炼机中，以120-130℃的温度混炼4-6min，然后将稳定剂加入到混料机中，继续混炼1-3min，混炼结束后排胶，得到所需橡胶材料。该型橡胶用作机械设备的防撞缓冲类防护结构的制备。本发明具有如下的有益效果：该型橡胶材材料的胶料为顺丁橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶三者的复合物，这种复合橡胶的耐老化、耐磨性能、弹性较好，并且具有良好的相容性，可以与其它无机类填料和添加助剂进行稳定融合，加工特性非常好。其中，为了极进一步提高橡胶材料的耐候性和回弹效果，材料中添加了sebs或seps弹性体材料，这种弹性体材料与橡胶主体材料的结合效果非常优秀，能够弥补橡胶材料中添加无机填料和助剂后自身弹性性能的损失。橡胶材料中添加了以镍基氧化铝、炭黑和碳化钛复合而成的金属陶瓷粉，本发明中，利用这种陶瓷粉替代常规的高岭滑石粉等填料和补强剂成分使用，从而进一步提升橡胶的耐候性能和机械强度，该成分与普通无机填料相比，能够显著增强橡胶的耐老化性能、耐腐蚀性能以及耐压强度，提高橡胶的弹性形变限度，避免橡胶在受到较强的冲击作用后失去回弹性能而发生塑性形变。金属陶瓷粉还使用精淀粉和乙基纤维素进行表表面处理，提高与橡胶材料的相容性，使得橡胶材料的稳定性更高。具体实施方式下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。实施例1一种机械设备用高弹耐压防撞橡胶，按照质量份数，橡胶材料的组分包括：顺丁橡胶40份，丁腈橡胶15份，天然橡胶10份，金属陶瓷粉25份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物4份，有机硅油4份，弹性体6份，乙撑双硬脂酰胺2份，氧化锌3份，增韧剂5份，硅烷偶联剂3份，稳定剂1份。本实施例中，金属陶瓷粉的制备方法为：将镍基纳米氧化铝粉末加入到行星球磨机中球磨处理10h，然后将混合粉末在氢气还原炉中，以520℃的温度还原处理2h；得到的超细粉末，将超细粉末、碳化钛粉末和炭黑按照15:1:7的比例混合，然后按照质量份数，将30份混合物、20份无水乙醇、2份油酸和5份聚乙二醇混合均匀，使用球磨机进行球磨得到料浆，料浆过滤后，加入10wt％的糊状精淀粉，充分搅拌均匀后，在烘箱内以85℃的温度烘干，并粉碎成200目的粉末，得到所需金属陶瓷粉。其中，糊状精淀粉是将精淀粉和乙基纤维素按照10:1的质量比混合，然后加入到10倍体积的沸水中搅拌3min，得到的糊状混合物。弹性体选择sebs弹性体。增韧剂为聚酯树脂接枝聚氨酯。稳定剂为含硫有机锡稳定剂。本实施例提供的橡胶的制备方法包括如下步骤：(1)按照质量份数，将顺丁橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶和弹性体加入到密炼机中，以170℃的温度塑炼8min，冷却后排胶，得到混合胶料；(2)将混合胶料、金属陶瓷粉、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、有机硅油、乙撑双硬脂酰胺、氧化锌、增韧剂和硅烷偶联剂加入到混炼机中，以120℃的温度混炼4min，然后将稳定剂加入到混料机中，继续混炼1min，混炼结束后排胶，得到所需橡胶材料。该型橡胶用作机械设备的防撞缓冲类防护结构的制备。实施例2一种机械设备用高弹耐压防撞橡胶，按照质量份数，橡胶材料的组分包括：顺丁橡胶50份，丁腈橡胶25份，天然橡胶15份，金属陶瓷粉30份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7份，有机硅油6份，弹性体8份，乙撑双硬脂酰胺5份，氧化锌7份，增韧剂7份，硅烷偶联剂5份，稳定剂2份。本实施例中，金属陶瓷粉的制备方法为：将镍基纳米氧化铝粉末加入到行星球磨机中球磨处理15h，然后将混合粉末在氢气还原炉中，以520℃的温度还原处理2h；得到的超细粉末，将超细粉末、碳化钛粉末和炭黑按照15:1:7的比例混合，然后按照质量份数，将30份混合物、20份无水乙醇、2份油酸和5份聚乙二醇混合均匀，使用球磨机进行球磨得到料浆，料浆过滤后，加入10wt％的糊状精淀粉，充分搅拌均匀后，在烘箱内以90℃的温度烘干，并粉碎成250目的粉末，得到所需金属陶瓷粉。其中，糊状精淀粉是将精淀粉和乙基纤维素按照10:1的质量比混合，然后加入到15倍体积的沸水中搅拌3min，得到的糊状混合物。弹性体选择seps弹性体。增韧剂为聚酯树脂接枝聚氨酯。稳定剂为复合铅盐稳定剂。本实施例提供的橡胶的制备方法包括如下步骤：(1)按照质量份数，将顺丁橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶和弹性体加入到密炼机中，以190℃的温度塑炼10min，冷却后排胶，得到混合胶料；(2)将混合胶料、金属陶瓷粉、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、有机硅油、乙撑双硬脂酰胺、氧化锌、增韧剂和硅烷偶联剂加入到混炼机中，以130℃的温度混炼6min，然后将稳定剂加入到混料机中，继续混炼3min，混炼结束后排胶，得到所需橡胶材料。该型橡胶用作机械设备的防撞缓冲类防护结构的制备。实施例3一种机械设备用高弹耐压防撞橡胶，按照质量份数，橡胶材料的组分包括：顺丁橡胶45份，丁腈橡胶20份，天然橡胶13份，金属陶瓷粉26份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物6份，有机硅油4.5份，弹性体6.8份，乙撑双硬脂酰胺3.5份，氧化锌5份，增韧剂5.5份，硅烷偶联剂3.5份，稳定剂1.4份。本实施例中，金属陶瓷粉的制备方法为：将镍基纳米氧化铝粉末加入到行星球磨机中球磨处理13h，然后将混合粉末在氢气还原炉中，以520℃的温度还原处理2h；得到的超细粉末，将超细粉末、碳化钛粉末和炭黑按照15:1:7的比例混合，然后按照质量份数，将30份混合物、20份无水乙醇、2份油酸和5份聚乙二醇混合均匀，使用球磨机进行球磨得到料浆，料浆过滤后，加入10wt％的糊状精淀粉，充分搅拌均匀后，在烘箱内以88℃的温度烘干，并粉碎成200目的粉末，得到所需金属陶瓷粉。其中，糊状精淀粉是将精淀粉和乙基纤维素按照10:1的质量比混合，然后加入到13倍体积的沸水中搅拌3min，得到的糊状混合物。弹性体选择seps弹性体。增韧剂为聚酯树脂接枝聚氨酯。稳定剂为含硫有机锡稳定剂。本实施例提供的橡胶的制备方法包括如下步骤：(1)按照质量份数，将顺丁橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶和弹性体加入到密炼机中，以180℃的温度塑炼9min，冷却后排胶，得到混合胶料；(2)将混合胶料、金属陶瓷粉、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、有机硅油、乙撑双硬脂酰胺、氧化锌、增韧剂和硅烷偶联剂加入到混炼机中，以125℃的温度混炼5min，然后将稳定剂加入到混料机中，继续混炼2min，混炼结束后排胶，得到所需橡胶材料。该型橡胶用作机械设备的防撞缓冲类防护结构的制备。性能测试根据gb/t1681-91《硫化橡胶回弹性的测定》，gb/t1684-1985《硫化橡胶短时间静压缩试验方法》和gbt1685-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定》中的测试方法，对实施例中橡胶材料的回弹性、拉伸强度、断裂伸长率和压缩变形率等性能进行测试，其中，设置兰州石化公司生产的3305型号的丁腈橡胶制品作为对照组，进行性能对比试验，得到的测试数据如下：表1：本实施例中橡胶材料的性能测试结果测试项目对照组实施例1实施例2实施例3回弹性(％)69899192拉伸强度(mpa)7.47.87.87.9断裂伸长率(％)412586584588压缩永久变形率(％)9.52.32.42.1分析以上试验数据发现，本发明提供的橡胶材料，与市场上普通橡胶材料相比，具有更好的回弹性和拉伸强度，材料受到冲击力后的弹性恢复过程较快，不容易发生塑性形变，断裂伸长率更大，使用过程中不容易断裂；橡胶的压缩永久变形率较低，耐压性能突出。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12