一种丁腈橡胶基减震复合材料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种丁腈橡胶基减震复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

目前，应用于汽车、摩托车、园林机械等减震装置的基础材料主要包括NR(天然橡胶)、PU(聚氨酯橡胶)、HNBR(氢化丁晴橡胶)等橡胶材料。在实际应用过程中，NR和PU虽然有着一定的减震性能，但其都有着不耐高温的致命弱点，在一些使用温度相对较高的部位很难满足实际需要。现有技术中，一般在高强度高抗冲以及能够耐温120度左右以及接触到石油基润滑油的使用工况条件下选择HNBR。但是，市场上HNBR材料基本依赖进口，成本过高。

因此，如何提供一种成本低，且性能优异的减震材料是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种丁腈橡胶基减震复合材料及其制备方法与应用，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种丁腈橡胶基减震复合材料，包括以下重量份数的原料：

丁腈橡胶70-95份、氢化丁腈橡胶5-30份、防老剂1-5份、碳黑40-100份，增塑剂0-30份、硫磺0.1-2.5份、双马来酰亚胺0.1-2.5份和次磺酰胺硫化促进剂0-3.0份。

优选的，所述防老剂为N-苯基-1-萘胺、N，N-二丁基二硫代氨基甲酸镍、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、2-硫醇基苯并咪唑、N-异丙基-N，-苯基对苯二胺中的一种或任意几种。

优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯、己二酸二丁氧基乙氧基乙酯中的一种或任意几种。

优选的，所述次磺酰胺硫化促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-氧二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种或任意几种。

本发明中的防老剂、增塑剂以及促进剂能够有效减缓橡胶的老化时间，同时提高产品塑性，延长产品的使用寿命。

一种丁腈橡胶基减震复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将所述防老剂，碳黑和增塑剂混合均匀，得到配合剂；

(2)将所述硫磺、双马来酰亚胺和次磺酰胺硫化促进剂混合均匀，得到硫化体系材料；

(3)将所述氢化丁腈橡胶与丁腈橡胶混合后进行密炼，然后加入所述配合剂继续密炼，最后加入所述硫化体系进行硫化，模压后，得到所述丁腈橡胶基减震复合材料。

优选的，步骤(3)中所述密炼温度为40-60℃，时间为20-120秒，压力为0.4-0.6MPa。

优选的，步骤(3)中所述继续密炼温度为90-140℃，时间为60-240s。

优选的，步骤(3)中所述硫化温度为120-150℃，时间为3-6min；所述模压温度为150℃-200℃，时间为300-1200s，压力为5-18MPa。

有益效果：本发明通过调整原料添加量，同时在各种助剂的同时存在下，使得硫化温度在120-150℃之间，硫化3-6min即能够得到具有良好减震效果及力学性能的丁腈基复合橡胶，进而降低了制备过程中的能耗，降低了生产成本。

一种丁腈橡胶基减震复合材料在建筑、桥梁中的应用。

本发明公开了一种丁腈橡胶基减震复合材料及其制备方法与应用。本发明通过NBR与HNBR并用，选用合适的硫化体系，同时添加防老剂和增塑剂等助剂，使产品既可以满足高温抗冲减震使用要求，又能大大降低成本，具有较高的经济实用性。并且本发明能够满足所制造减震产品在高标准要求的建筑、桥梁等使用性能的迫切需求，使得减震产品的综合性能得到显著改善。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明中的原料均通过市售购买获得。

实施例1

一种丁腈橡胶基减震复合材料，包括以下重量份数的原料：

丁腈橡胶85份、氢化丁腈橡胶20份、防老剂3份、碳黑70份，增塑剂15份、硫磺1.5份、双马来酰亚胺1.3份、次磺酰胺硫化促进剂1.5份。

其中，防老剂为N-苯基-1-萘胺。

增塑剂为癸二酸二辛酯。

次磺酰胺硫化促进剂为N-氧二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺。

一种丁腈橡胶基减震复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将防老剂，碳黑和增塑剂混合均匀，得到配合剂；

(2)将硫磺、双马来酰亚胺和次磺酰胺硫化促进剂混合均匀，得到硫化体系；

(3)将氢化丁腈橡胶与丁腈橡胶混合后在50℃、0.5MPa下密炼70s，然后加入配合剂，在110℃下继续密炼150s，得到混炼胶，将混炼胶投入开炼机并形成光滑的包辊胶后，均匀加入复合硫化体系，在135℃下左右割刀，再由1.0mm辊距薄通3次，然后由3mm辊距出片得到硫化混炼胶，最后经平板硫化机在180℃、12MPa条件下模压700s后，得到丁腈橡胶基减震复合材料。

实施例2

一种丁腈橡胶基减震复合材料，包括以下重量份数的原料：

丁腈橡胶95份、氢化丁腈橡胶5份、防老剂5份、碳黑40份，增塑剂5份、硫磺0.2份、双马来酰亚胺2.5份、次磺酰胺硫化促进剂3份。

其中，防老剂为等比例混合的N-苯基-1-萘胺、2-硫醇基苯并咪唑、N-异丙基-N-苯基对苯二胺。

增塑剂为等比例混合的邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯。

次磺酰胺硫化促进剂为等比例混合的N，N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-氧二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺。

一种丁腈橡胶基减震复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将防老剂，碳黑和增塑剂混合均匀，得到配合剂；

(2)将硫磺、双马来酰亚胺和次磺酰胺硫化促进剂混合均匀，得到硫化体系；

(3)将氢化丁腈橡胶与丁腈橡胶混合后在40℃、0.6MPa下密炼120s，然后加入配合剂，在140℃下继续密炼240s，得到混炼胶，将混炼胶投入开炼机并形成光滑的包辊胶后，均匀加入复合硫化体系，在150℃下左右割刀，由1.0mm辊距薄通5次，然后由3mm辊距出片得到硫化混炼胶，最后经平板硫化机在150℃、18MPa条件下模压1200s后，得到丁腈橡胶基减震复合材料。

实施例3

一种丁腈橡胶基减震复合材料，包括以下重量份数的原料：

丁腈橡胶70份、氢化丁腈橡胶30份、防老剂1份、碳黑100份，增塑剂30份、硫磺2.5份、双马来酰亚胺0.2份、次磺酰胺硫化促进剂0.5份。

其中，防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉。

增塑剂为己二酸二丁氧基乙氧基乙酯。

次磺酰胺硫化促进剂为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺。

一种丁腈橡胶基减震复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将防老剂，碳黑和增塑剂混合均匀，得到配合剂；

(2)将硫磺、双马来酰亚胺和次磺酰胺硫化促进剂混合均匀，得到硫化体系；

(3)将氢化丁腈橡胶与丁腈橡胶混合后在60℃、0.4MPa下密炼20s，然后加入配合剂，在90℃下继续密炼60s，得到混炼胶，将混炼胶投入开炼机并形成光滑的包辊胶后，均匀加入复合硫化体系，在120℃下左右割刀，由1.0mm辊距薄通4次，然后由3mm辊距出片得到硫化混炼胶，最后经平板硫化机在200℃、5MPa条件下模压380s后，得到丁腈橡胶基减震复合材料。

对比例1

一种丁腈橡胶基减震复合材料，与实施例1的不同之处在于：不包括防老剂，其余工艺参数与步骤均与实施例1相同。

对比例2

一种丁腈橡胶基减震复合材料，与实施例1的不同之处在于：不包括增塑剂，其余工艺参数与步骤均与实施例1相同。

对比例3

一种丁腈橡胶基减震复合材料，与实施例1的不同之处在于：不包括防老剂和增塑剂，其余工艺参数与步骤均与实施例1相同。

技术效果：

对实施例1-3和对比例1-2中所得产品的性能进行检测，其中，产品力学性能测试具体采用XL-250A型拉力试验机，按照GB/T528-2009进行测试，结果如下表1所示：

表1

对产品的冲击寿命进行检测，其中冲击压力为20MPa，冲击频率为50-60Hz，结果如表2所示：

由以上试验结果可以得知，本发明提供的丁腈橡胶基减震复合材料具有良好的力学性能及减震效果，其中，本发明所得产品在110万次冲击次数下，依然完好无龟裂，可见其减震效果远远优于对比例1-3中所得产品。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。