[发明专利]一种高性能磁性橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能磁性橡胶及其制备方法，属于橡胶技术领域。

背景技术

目前，汽车减振系统及减振元器件大多是橡胶类产品，其中由于天然橡胶的弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐寒性良好，加工性佳，易与其它材料粘合等特点，在综合物理机械性能方面优于大多数的合成橡胶，所以减振系统使用天然橡胶的居多。但是，单一组分的天然橡胶在耐磨性和抗老化性能、耐臭氧、耐低温脆性方面也存在着缺陷，且随着汽车工作及行驶路面泥沙、灰尘的侵入，橡胶体本身会造成永久性变形和磨损，产品整体使用性能会随之降低，由其引发的摩擦噪音和减振系统的失效，将是车辆使用过程中的常见问题，存在着较大的安全隐患。由此，国内外很多学者和专家对天然橡胶的合成工艺和组成成分进行了改良，以获得减振性能更好的橡胶，开发出了不同种类的磁性橡胶、磁流变橡胶和金属橡胶。目前，在磁性材料的研究中，研究人员大都是将提高阻尼特性和温度阈为目的，基本上是将各种磁粉糅合入橡胶本体，虽然使得各类橡胶在力学性能上得到大幅度提高，但成本太高、药品配方复杂，在工程上不能得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的之一，是解决现有技术中天然橡胶在长时间减振性能方面的不足，以及前人研究只注重提高阻尼特性的不足，提供一种成本低廉、复合物理机械性能更优的高性能磁性橡胶材料。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高性能磁性橡胶，包括如下重量百分数的原料：天然橡胶41.225％、SrO·6Fe₂O₃5.154％、过氧化物硫化剂1.296％、氧化锌2.945％、硬脂酸0.353％、促进剂0.294％、防老剂0.353％、炭黑47.114％、增塑剂0.353％、石蜡0.471％和脂肪酸0.442％。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述过氧化物硫化剂为异丙苯过氧化氢，所述硬脂酸为十八碳烷酸，所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆，所述防老剂的型号为4010NA，所述炭黑的型号为N330，粒径为26～30nm，所述增塑剂的型号为Plasthall7050，所述石蜡为工业用的普通石蜡，所述脂肪酸为不饱和脂肪酸。

本发明所采用的原料的作用为：

异丙苯过氧化氢是目前橡胶工业使用的主要过氧化物硫化剂之一，主要作用是将橡胶分子链起交联反应，增强橡胶的物理力学性能；氧化锌是一种促硫剂，可以缩短硫化时间；促进剂可以降低硫化温度，缩短硫化时间，改善橡胶力学性能；硬脂酸主要是软化和增塑的作用，使得炭黑和氧化锌充分扩散；防老剂、石蜡具有延缓橡胶老化和延长橡胶制品使用寿命的作用；炭黑是橡胶工业重要的补强剂，可以提高橡胶拉伸强度、弹性、抗撕裂强度和耐热性；增塑剂起润滑作用；脂肪酸是一种表面活性剂，具有降低橡胶门尼粘度，改善橡胶加工工艺的作用。

本发明的目的之二，是提供上述高性能磁性橡胶的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高性能磁性橡胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将SrCl与Fe₂Cl₃溶液，按摩尔比1:6混合均匀，再经过沉淀、水洗、过滤、烘干，然后反复焙烧制得磁性填充剂SrO·6Fe₂O₃；

(2)称取重量百分数为41.225％的天然橡胶，再称取重量百分数为5.154％的步骤(1)所得磁性填充剂SrO·6Fe₂O₃，混合均匀后，放入密炼机中混炼15～20min，得到混合物A；

(3)称取重量百分数为47.114％的炭黑，加到步骤(2)所得混合物A中，放入密炼机中混炼10～15min，得到混合物B；

(4)称取重量百分数为0.353％的增塑剂、0.353％的硬脂酸、0.294％的促进剂、0.353％的防老剂、0.471％的石蜡和0.442％的脂肪酸，加到步骤(3)所得混合物B中，放入密炼机中混炼12～16min，得到混合物C；

(5)称取重量百分数为2.945％的氧化锌和重量百分数为1.296％的过氧化物硫化剂，加到步骤(4)得到的混合物C中，充分混匀后，放入密炼机中混炼3～5min，得到混合物D；

(6)将步骤(5)得到的混合物D放入炼胶机中，辊压3min，得到橡胶体；