[发明专利]一种防焦烧的高硬度丁腈橡胶材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防焦烧的高硬度丁腈橡胶材料及其制备方法，属于橡胶技术领域。本发明的橡胶材料由以下组份组成：100份丁腈橡胶生胶，5份氧化锌，1份硬脂酸，40～60份N330炭黑，20～40份混气炭黑，2份防老剂RD，1份防老剂ZMMBI，2份流动分散剂WB222，0.8～1.2份促进剂NOBS，1份促进剂DM，3.0～3.5份硫磺粉。本发明通过对配方及制备方法的改进，使得制备高硬度丁腈橡胶过程中不添加防焦剂也能够实现防焦烧目的。本发明制备的防焦烧的高硬度丁腈橡胶材料硬度均在85邵尔A以上，断裂伸长率≥250％，制得的丁腈橡胶材料无焦烧现象且工艺性能良好。

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，更具体地说，涉及一种防焦烧的高硬度丁腈橡胶材料及其制备方法。

背景技术

在橡胶工业化生产中为了提高生产效率并保持橡胶具有较好的物理性能，缩短硫化时间，往往使用高补强性能的炭黑和能起到快速硫化作用的硫化交联剂，会使橡胶在加工过程中因生热量增大而出现早期硫化(交联)并使流动性和再加工变差的焦烧问题。特别是在现代特征的高温、快速、高效加工工艺中和配用容易引起焦烧的配合剂(如补强树脂、间甲白体系黏合剂、细粒子高结构炭黑等)，焦烧问题更容易发生。焦烧是胶料在制备(密炼、二段加硫、预成型)的过程中出现的一种早期硫化现象，特别是硬度在80度以上的高硬度胶料在加硫过程中易出现焦烧现象，原因是相对于硬度低于80度的胶料来说，高硬度胶料填充的补强填充剂高补强炭黑等填料较多，在密炼、二段加硫或预成型的过程中需要的剪切力较大，产生的生热也较大。焦烧可以通过调整硫化体系解决，但要小心引起胶料性能的改变；可以通过冷却来改善胶料贮存或加工条件，但需要复杂的装备。现在广泛认为，配用防焦剂(或称焦烧防止剂、阻滞剂)是最为简单易行的防止焦烧的方法，在工艺加工过程中添加少量的防焦剂，来避免加工过程的焦烧问题，增加胶料或胶浆的贮存寿命。当调整硫化体系难以达到需要的操作安全时，加入防焦剂往往可以很简便地满足对胶料焦烧性能的要求。然而尽管防焦剂配用量极少，但配入胶料后，对胶料性能或多或少有一些不良影响，因此一般尽可能不用。

中国专利申请号CN201610610650.7，公开号CN107663295A公开了一种能防止焦烧的注压法耐油鞋用大底胶，按照重量份计算，包括丁苯橡胶90、丁腈橡胶10、硫磺2、促进剂M0.4-0.6、促进剂D 0.1-0.3、促进剂DM 0.9-1.1、促进剂TMTD 0.1-0.2、氧化锌5、硬脂酸1、防老剂A 0.8-1.2、防老剂D 0.8-1.2、碳酸钙65、陶土15、液体古马隆10、二丁酯25、炭黑20、防焦剂YG-1 0.2-0.4、防焦剂PVI 0.1-0.5。用该配方生产的大底胶其耐油性能较好，成本较低，能适应接触油类的操作环境，适用于油类作业的防护，且加工过程不易发生焦烧现象，能大幅提高胶料加工的安全性，但是该现有技术采用加入防焦剂来避免丁腈橡胶的早期焦烧问题，同时还需要添加软化增塑剂配合防焦剂使用，通常会对其橡胶性能造成一定影响。具体实施例中采用将配方量的橡胶加入密炼机中混炼完全，然后加入硬脂酸、炭黑、促进剂在开炼机中混炼完全，再加入配方量的防老剂、增塑剂、填充剂、防焦剂继续混炼完全，最后加入硫磺混炼完全。该炼胶过程首先在密炼机中进行，待加入促进剂等以后再在开炼机中于开放环境下混炼以防止焦烧，最后再加入防焦剂和增塑剂以及硫磺混炼防止硫化过程中的焦烧，且在开炼机中混匀耗时更长。

中国专利申请号CN201410231568.4的现有技术公开了一种防焦烧橡胶材料，该材料包括如下组分：标胶30～50份；顺丁橡胶30～50份；丁苯橡胶15～25份；白油20～30份；古马隆5～15份；氧化锌3～7份；硬脂酸1～2份；促进剂CZ1.5～2.5份；促进剂NS1～2份；防老剂MB0.5～1.5份；防老剂SP1～1.4份；硫磺1.5～2.5份；促进剂TT0.03～0.07份以重量份计。该防焦烧橡胶材料是在胶料中加入防焦剂和多种后效性促进剂使胶料的诱导期变长，硫化曲线平坦，使橡胶在高温环境下，不容易引起自硫焦烧。而该现有技术中即采用添加防焦剂和多种后效性促进剂的方法实现防焦烧的目的，其制备方法中也采用了先密炼、开练、冷却后硫化的较为复杂且耗时的过程。