一种耐寒橡胶及其制备方法与流程

本发明涉及橡胶复合材料，具体的，涉及一种耐寒橡胶及其制备方法。

背景技术：

1、橡胶材料因其优异的阻尼性能，被广泛应用于汽车、桥梁和航空航天等领域。随着科技的飞速发展，在一些特殊领域对橡胶材料的性能要求也提出了更高的要求。例如，在航空航天、极地勘探和深海勘探中，除了要求橡胶具有高强度、抗撕裂、耐老化和绝缘性能外，还要求在寒冷环境中具有良好的弹性。

2、但是，橡胶在低温下使用容易过早硬化、脆化或者老化，失去使用价值。为了提高橡胶材料的耐寒性，科研工作者进行了大量的研究。

3、比如通过引入大侧基的单体破坏橡胶分子链的规整性，同时降低tg，进而提高橡胶材料的耐寒性能，具体的可以通过引入具有柔性结构的单体进行共聚，提高耐寒性。又如可以通过化学接枝、环氧化、异构化等对橡胶进行化学改性。但是这些方法主要是通过在制备橡胶的原料的过程中通过共聚等化学反应增加橡胶的耐寒性，较为复杂，不适用于生产型企业。尽管对原料橡胶改性能够改善耐寒性，但是在实际生产应用中常将橡胶与填料混合使用，这可能会导致橡胶制品的耐寒性降低。如何通过简单的方法制备出一种具有优异抗寒性的橡胶复合材料就成为了一个亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明提出一种耐寒橡胶及其制备方法，解决了相关技术中橡胶复合材料的耐寒性较差的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种耐寒橡胶，包括以下质量份组分：氢化丁腈橡胶45-60份、丙烯酸酯橡胶10-15份、氟橡胶10-15份、填料20-30份、硫化剂1-2份、硫化助剂2-3份、耐寒增塑剂2-4份；所述耐寒增塑剂包括双(2-乙基己基)癸二酸酯和/或鲸蜡硬脂醇聚醚-4磷酸酯。

4、作为进一步的技术方案，所述丙烯酸酯橡胶为zeon nipol ar54。

5、作为进一步的技术方案，所述氢化丁腈橡胶为zeon zetpol 2010l。

6、作为进一步的技术方案，所述氟橡胶为fx-13，购于北京航宇双兴科技有限公司。

7、作为进一步的技术方案，所述氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯弹性体、氟橡胶的质量比为5:1:1。

8、作为进一步的技术方案，所述耐寒增塑剂包括双(2-乙基己基)癸二酸酯和鲸蜡硬脂醇聚醚-4磷酸酯，双(2-乙基己基)癸二酸酯和鲸蜡硬脂醇聚醚-4磷酸酯的质量比为1-2:3。

9、作为进一步的技术方案，所述双(2-乙基己基)癸二酸酯和鲸蜡硬脂醇聚醚-4磷酸酯的质量比为2:3。

10、作为进一步的技术方案，所述硫化剂包括过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物中的一种或两种。

11、作为进一步的技术方案，所述硫化助剂包括硫磺、促进剂taic、促进剂tac中的一种或多种。

12、作为进一步的技术方案，所述填料包括炭黑、滑石粉、碳酸钙中的一种或多种。

13、本发明还提出一种所述的耐寒橡胶的制备方法，包括以下步骤：

14、s1、将氢化丁腈橡胶进行塑炼；

15、s2、将塑炼后的氢化丁腈橡胶与丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、耐寒增塑剂、填料进行混炼；

16、s3、继续加入硫化剂和硫化助剂，进行硫化，得到耐寒橡胶。

17、作为进一步的技术方案，混炼结束16h后进行硫化。

18、作为进一步的技术方案，所述硫化温度160-165℃，硫化压力为15mpa。

19、本发明的工作原理及有益效果为：

20、1、本发明中采用氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶三种橡胶复配作为基料，添加填料提高力学性能，加入耐寒增塑剂改变橡胶的脆性温度，得到的橡胶耐低温性优异，拉伸强度高。

21、2、本发明中三种橡胶相互配合，能够在保证拉伸强度的同时，还有较好的耐低温性，而氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶任意两种组合得到的耐寒橡胶的脆性温度都比本发明的三种橡胶组合使用高，拉伸强度也有所降低。

22、3、本发明中使用双(2-乙基己基)癸二酸酯和/或鲸蜡硬脂醇聚醚-4磷酸酯作为耐寒增塑剂，减小橡胶大分子间的作用力，提高大分子链的活动能力。另外使用两种耐寒增塑剂效果更好，两种耐寒增塑剂协同增效作用，对橡胶的低温性能改性效果更佳。

技术特征：

1.一种耐寒橡胶，其特征在于，包括以下质量份组分：氢化丁腈橡胶45-60份、丙烯酸酯橡胶10-15份、氟橡胶10-15份、填料20-30份、硫化剂1-2份、硫化助剂2-3份、耐寒增塑剂2-4份；所述耐寒增塑剂包括双(2-乙基己基)癸二酸酯和/或鲸蜡硬脂醇聚醚-4磷酸酯。

2.根据权利要求1所述的一种耐寒橡胶，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯弹性体、氟橡胶的质量比为5:1:1。

3.根据权利要求1所述的一种耐寒橡胶，其特征在于，所述耐寒增塑剂包括双(2-乙基己基)癸二酸酯和鲸蜡硬脂醇聚醚-4磷酸酯，双(2-乙基己基)癸二酸酯和鲸蜡硬脂醇聚醚-4磷酸酯的质量比为1-2:3。

4.根据权利要求3所述的一种耐寒橡胶，其特征在于，所述双(2-乙基己基)癸二酸酯和鲸蜡硬脂醇聚醚-4磷酸酯的质量比为2:3。

5.根据权利要求1所述的一种耐寒橡胶，其特征在于，所述硫化剂包括过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的一种耐寒橡胶，其特征在于，所述硫化助剂包括硫磺、促进剂taic、促进剂tac中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种耐寒橡胶，其特征在于，所述填料包括炭黑、滑石粉、碳酸钙中的一种或多种。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的耐寒橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种耐寒橡胶的制备方法，其特征在于，混炼结束16h后进行硫化。

10.根据权利要求8所述的一种耐寒橡胶的制备方法，其特征在于，所述硫化温度160-165℃，硫化压力为15mpa。

技术总结
本发明涉及橡胶复合材料技术领域，提出了一种耐寒橡胶及其制备方法，耐寒橡胶的原料包括以下质量份组分：氢化丁腈橡胶50‑60份、丙烯酸酯橡胶10‑15份、氟橡胶10‑15份、填料20‑30份、硫化剂1‑3份、硫化助剂2‑4份、耐寒增塑剂2‑4份；所述耐寒增塑剂包括双(2‑乙基己基)癸二酸酯和/或鲸蜡硬脂醇聚醚‑4磷酸酯；耐寒橡胶的制备方法包括以下步骤：S1、将氢化丁腈橡胶进行塑炼；S2、将塑炼后的氢化丁腈橡胶与丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、增塑剂、填料进行混炼；S3、继续加入硫化剂和硫化助剂，进行硫化，得到耐寒橡胶。通过上述技术方案，解决了现有技术中的橡胶复合材料的耐寒性较差的问题。

技术研发人员：张伟,李伟,李肖建,刘楠,菅灵辉
受保护的技术使用者：河北华密新材科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11