新型水下吸聲橡膠製品及製備方法
2023-04-23 22:04:56 1
專利名稱：新型水下吸聲橡膠製品及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種水下吸聲橡膠製品及製備方法。特別是一種新型水下吸聲橡膠製品及製備方法。
背景技術：
消聲水池是在實驗室內創建的自由聲場，它可以模擬海洋環境，對水聲儀器進行鑑定、校正以及進行聲導航試驗，是研究與發展水聲科學以及水聲測試儀器生產必不可少的設備之一。而水下吸聲橡膠製品是消聲水池的敷設材料，其特殊的水下吸聲性能使消聲水池類似於消聲室，是消聲水池中的主要部件。
由於水下吸聲橡膠製品長期浸泡在消聲水池中，因此，應具有長期浸泡在消聲水池中工作時，該消聲水池的吸聲係數穩定不變、水質穩定清潔的特性，而且還應滿足橡膠製品本身的物理和化學性能穩定的要求。
目前，國內一些消聲水池敷設的水下吸聲橡膠製品多採用表1中所列傳統配方。
表1
其中，比較例1和比較例2的配方為硫磺硫化體系；含有硫磺類促進劑TMTD(二硫化四甲基秋蘭姆)和S(硫磺)，由於硫的存在致使該配方製成的橡膠製品在消聲水池中長期浸泡後，消聲水池往往因含硫化物過量而水質發臭。
因此，為解決水中含硫化物的問題，在橡膠製品配方中避免使用硫磺類促進劑；比較例3、比較例4採用了無硫硫化體系；但是，比較例3的配方中，硫化劑採用對醌二肟，以該配方製作的橡膠製品在水中長期浸泡後，浸泡水會變為深褐色。比較例4的配方中，含有溶水成份(鄰苯二甲酸二丁酯)，以該配方製作的橡膠製品長期浸水後，橡膠製品會有析出物析出而汙染水質。因此，比較例3和比較例4雖然配方組份中沒有硫的存在，當經過多年的水中浸泡後，仍然存在水質變色、發臭的缺陷，使消聲水池的工作環境變劣。
為保持水質清潔，水池必須定期換水，因此，使用成本加大，工作效率降低。
發明內容
本發明旨在提供一種新型水下吸聲橡膠製品及製備方法。以本發明的製備方法製備的水下吸聲橡膠製品用於消聲水池時，可以使聲學性能在聲音頻率2～80KHz時，吸聲係數達到99％；並且，其低滲出、低揮發的特性，可以使將其長期浸泡在水中時，仍保持水質清潔，無色，無臭味。避免了目前消聲水池所敷設的水下吸聲橡膠製品使水質變臭變色，汙染工作環境，水池必須定期換水的缺陷。
本發明的技術方案本發明的組份包括合成橡膠，配合劑，阻尼吸聲填料；其中，各組份的重量比是(1)合成橡膠以100份為配方基礎，其中丁基橡膠 80-100份，氯丁膠 0-10份，氯化丁基膠 0-20份；(2)配合劑活性劑 氧化鋅 1-10份，分散劑 硬脂酸 1-5份，防老劑 防老劑2640.5-2份，補強劑 高耐磨炭黑N330 30-45份，填充劑 輕質碳酸鈣 0-90份，填充劑 滑石粉 0-50份，增塑劑 芳烴油 1-30份，增塑劑 環烷油 0-20份，增塑劑 石蠟 1-10份，樹脂硫化劑 HY-2056樹脂 15-40份，促進劑Na22 0-3份，促進劑DM 0-5份；(3)阻尼吸聲填料雲母粉 50-100份，100目的蛭石粉8-15份，20目的蛭石粉 8-15份。
其中；防老劑264為2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚；HY-2056樹脂為溴化對-特辛基苯酚甲醛樹脂；促進劑Na22為1，-2亞乙基硫脲；促進劑DM為二硫化二苯並噻唑。
製備方法1，混煉
加料順序合成膠塑煉後，加入分散劑硬脂酸、活性劑氧化鋅、防老劑264，再加入補強劑高耐磨炭黑N330、雲母粉、輕質碳酸鈣、滑石粉各組分總量的1/2，再加入增塑劑芳烴油、環烷油、石蠟，再加入100目蛭石粉、剩餘的補強劑高耐磨炭黑N330、雲母粉及輕質碳酸鈣及滑石粉，以上組分混煉時間約16分鐘，排膠溫度為120～140℃。
2，將冷卻後的混煉膠在煉膠機上加入硫化劑、促進劑，混煉均勻，薄通四遍下片待用。
3，加入蛭石粉將煉膠機輥距放厚8mm，把混煉膠搗煉均勻，使混煉膠升溫至≥65℃，將20目的蛭石粉快速加入混煉膠中，搗煉均勻下片。
4，成型用花輥成型機或裁剪出半成品；經165℃×35～50分鐘，壓力5～20MPa硫化成型。
由於本發明加入了具有特殊阻尼吸聲特性的填充劑-雲母粉、增塑劑-芳烴油，採用特殊的蛭石粉混合工藝等步驟，因此，其製品具有低頻吸聲特性。經檢測，當工作頻率在2～80KHz時，吸聲係數達99％。
由於本發明以合成橡膠為基料，採用丁基膠或丁基膠與氯丁膠並用或丁基膠與氯化丁膠並用，採用樹脂硫化劑HY-2056樹脂作為硫化劑，採用Na22和MD作為促進劑，構成無硫硫化體系及無硫促進體系，組分中不含有硫，避免了由於硫的汙染使得水質發臭的弊病。由於樹脂硫化劑HY-2056樹脂有較高軟化點(或熔點)，常溫下為結晶狀，不溶於水，使得製品具有低滲出、低揮發的性能；並且製品緻密性好，可以保持消聲水池內水質的清潔。
本發明的製品在消聲水池中長期使用時，不僅具有良好的水下吸聲效果，並且可以保持消聲水池水質的清潔，無臭無味，提高了製品使用壽命，改善了水池工作環境。
綜上所述，本發明旨在提供一種新型水下吸聲橡膠製品及製備方法。以本發明的製備方法製備的水下吸聲橡膠製品用於消聲水池時，可以使聲學性能在工作頻率2～80KHz時，吸聲係數達到99％；並且，其低滲出、低揮發的特性，可以使將其長期浸泡在水中時，仍保持水質清潔，無色，無臭味。避免了目前消聲水池所敷設的水下吸聲橡膠製品使水質變臭變色，汙染工作環境，水池必須定期換水的缺陷。
具體實施例方式實施例1；各組分的重量比為(1)合成橡膠丁基橡膠(牌號268或301)1000g100份，(2)配合劑氧化鋅50g 5份，硬脂酸25g 2.5份，防老劑264 10g 1份，高耐磨炭黑N330350g 35份，芳烴油250g 25份，石蠟 60g 6份，HY-2056樹脂 280g 28份，共計 1025g， 102.5份；(3)阻尼吸聲填料100目的蛭石粉 100g 10份，20目的蛭石粉 110g 11份，100目的雲母 750g 75份，共計 960g 96份；總計 2985g298.5份。
製備方法是1，混煉混煉採用X(s)N-75型密煉機，加料順序合成膠塑煉後，加入分散劑硬脂酸、活性劑氧化鋅、防老劑264，再加入補強劑高耐磨炭黑N330、雲母粉、輕質碳酸鈣、滑石粉各組分總量的1/2，再加入增塑劑芳烴油、環烷油、石蠟，再加入100目蛭石粉、剩餘的補強劑高耐磨炭黑N330、雲母粉及輕質碳酸鈣及滑石粉，以上組分混煉時間約16分鐘，排膠溫度為120～140℃。
2，將冷卻後的混煉膠在煉膠機上加入硫化劑、促進劑，混煉均勻，薄通四遍，下片待用。
3，加入蛭石粉將開煉機輥距放厚至8mm，把混煉膠搗煉均勻，使膠料升溫至≥65℃，將20目的蛭石粉快速加入混煉膠中，搗煉三遍下片，將蛭石粉快速加入混煉膠中，搗煉三遍下片；4，成型用花輥成型機(或裁剪)出半成品。經165℃×35～50分鐘，壓力5～20MPa硫化成型，製成本發明的產品新型水下吸聲橡膠製品。
實施例2；各組分的重量比(1)合成橡膠基本量100％丁基膠(牌號268) 900g90份，氯丁膠(牌號230) 100g10份，共計1000g 100份；(2)配合劑氧化鋅 50g 5份，硬脂酸 40g 4份，防老劑(264) 10g 1份，高耐磨炭黑N330 350g35份，芳烴油 150g15份，環烷油 100g10份，石蠟60g 6份，HY-2056樹脂 250g25份，共計1010g 101份；(3)阻尼吸聲填料雲母(100目) 750g75份，100目的蛭石粉 100g10份，20目的蛭石粉120g12份，共計970g97份，總計2980g 298份；採用實施例1的製備方法，製成本實施例的產品新型水下吸聲橡膠製品。
實施例3各組分的重量比(1)合成橡膠 基本量100％丁基膠(牌號268) 900g90份，
氯化丁基膠(牌號1068) 100g10份，共計 1000g 100份，(2)配合劑氧化鋅50g 5份，硬脂酸30g 3份，防老劑(264) 10g 1份，高耐磨炭黑N330350g35份，滑石粉100g10份，芳烴油120g12份，石蠟 60g 6份，HY-2056樹脂 220g22份，促進劑Na222g 0.2份，促進劑DM 2g 0.2份，共計 944g94.4份；(3)阻尼吸聲填料雲母 700g70份，100目的蛭石粉 100g10份，20目的蛭石粉 100g10份，共計 900g90份；總計 2844g 284.4份。
採用實施例1的製備方法，製成本實施例的產品新型水下吸聲橡膠製品。
實施例4各組分的重量比(1)合成橡膠丁基膠(牌號268) 800g80份，氯化丁基膠(牌號1068) 200g20份，共計 1000g 100份；(2)配合劑氧化鋅50g 5份，硬脂酸30g 3份，防老劑(264) 10g 1份，高耐磨炭黑N330300g30份，
輕質碳酸鈣100g10份，芳烴油120g12份，環烷油80g 8份，石蠟 60g 6份，HY-2056樹脂 200g20份，促進劑Na224.5g0.45份，促進劑DM 4.5g0.45份，二丁酯80g 8份，共計 1039g 103.9份；(3)阻尼吸聲填料雲母(100目) 700g70份，蛭石粉(100目) 100g10份，蛭石粉(100目) 105g10.5份，共計 905g90.5份總計 2944g 294.4份。
採用實施例1的製備方法，製成本實施例的產品新型水下吸聲橡膠製品。
以上實施例1-4的配方均適用於各種形狀和規格新型水下吸聲橡膠製品。
採用本發明方法所製備的新型水下吸聲橡膠製品浸水使用13年後，經環境監測站對浸泡本發明的新型水下吸聲橡膠製品的2#水池的南口和北口分別取樣，進行廢水檢測，其結果如下2#水池的南口和北口取樣檢測平均值為；PH值7.415，懸浮物15.5Mg/L，氨氮0.0355 Mg/L，總磷0.01Mg/L，硫化物0.005Mg/L，化學需氧量13Mg/L，揮發酚0.002Mg/L，總大腸菌群6.45×104個/L，石油類0.1Mg/L。
檢測結果證明，浸泡本發明的新型水下吸聲橡膠製品的2#水池的水質基本無汙染。
權利要求
1，一種新型水下吸聲橡膠製品，包括合成橡膠，配合劑，阻尼吸聲填料；其特徵在於各組份的重量比是(1)合成橡膠以100份為配方基礎，其中丁基橡膠 80-100份，氯丁膠0-10份，氯化丁基膠0-20份；(2)配合劑活性劑 氧化鋅1-10份，分散劑 硬脂酸1-5份，防老劑 防老劑264 0.5-2份，補強劑 高耐磨炭黑N33030-45份，填充劑 輕質碳酸鈣0-90份，填充劑 滑石粉0-50份，增塑劑 芳烴油1-30份，增塑劑 環烷油0-20份，增塑劑 石蠟 1-10份，樹脂硫化劑 HY-2056樹脂 15-40份，促進劑Na220-3份，促進劑DM 0-5份；(3)阻尼吸聲填料雲母粉50-100份，100目的蛭石粉 8-15份，20目的蛭石粉 8-15份。
2，根據權利要求1所述新型水下吸聲橡膠製品的製備方法，其特徵在於按照以下重量比進行各組份配料各組份的重量比是(1)合成橡膠以100份為配方基礎，其中丁基橡膠80-100份，氯丁膠 0-10份，氯化丁基膠0-20份；(2)配合劑活性劑 氧化鋅1-10份，分散劑 硬脂酸1-5份，防老劑 防老劑264 0.5-2份，補強劑 高耐磨炭黑N33030-45份，填充劑 輕質碳酸鈣0-90份，填充劑 滑石粉0-50份，增塑劑 芳烴油1-30份，增塑劑 環烷油0-20份，增塑劑 石蠟 1-10份，樹脂硫化劑 HY-2056樹脂 15-40份，促進劑Na220-3份，促進劑DM 0-5份；(3)阻尼吸聲填料雲母粉50-100份，100目的蛭石粉 8-15份，20目的蛭石粉 8-15份；製備方法(1)混煉將以上各組分按照以下順序加料混煉合成膠塑煉後，加入分散劑硬脂酸、活性劑氧化鋅、防老劑264，再加入補強劑高耐磨炭黑N330、雲母粉、輕質碳酸鈣、滑石粉各組分總量的1/2，再加入增塑劑芳烴油、環烷油、石蠟，再加入100目蛭石粉、剩餘的補強劑高耐磨炭黑N330、雲母粉及輕質碳酸鈣及滑石粉，以上組分混煉時間約16分鐘，排膠溫度為120～140℃；(2)將冷卻後的混煉膠在煉膠機上加入硫化劑、促進劑，混煉均勻，薄通四遍下片待用；(3)加入蛭石粉將煉膠機輥距放厚8mm，把混煉膠搗煉均勻，使混煉膠升溫至≥65℃，將20目的蛭石粉快速加入混煉膠中，搗煉均勻下片；(4)成型用花輥成型機或裁剪出半成品；經165℃×35～50分鐘，壓力5～20MPa硫化成型。
3，根據權利要求1所述一種新型水下吸聲橡膠製品，包括合成橡膠，配合劑，阻尼吸聲填料；其特徵在於各組份的重量比是(1)合成橡膠丁基橡膠(牌號268或301)100份，；(2)配合劑氧化鋅5份，硬脂酸2.5份，防老劑264 1份，高耐磨炭黑N33035份，芳烴油25份，石蠟 6份，HY-2056樹脂 28份，共計 102.5份；(3)阻尼吸聲填料100目的蛭石粉 10份，20目的蛭石粉 11份，100目的雲母 75份，共計 96份；總計 298.5份。
4，根據權利要求1所述一種新型水下吸聲橡膠製品，包括合成橡膠，配合劑，阻尼吸聲填料；其特徵在於各組份的重量比是(1)合成橡膠基本量100％丁基膠(牌號268) 90份，氯丁膠(牌號230) 10份，共計 100份；(2)配合劑氧化鋅5份，硬脂酸4份，防老劑(264) 1份，高耐磨炭黑N33035份，芳烴油15份，環烷油10份，石蠟 6份，HY-2056樹脂25份，共計 101份；(3)阻尼吸聲填料雲母(100目)75份，100目的蛭石粉 10份，20目的蛭石粉 12份，共計 97份，總計 298份。
5，根據權利要求1所述一種新型水下吸聲橡膠製品，包括合成橡膠，配合劑，阻尼吸聲填料；其特徵在於各組份的重量比是(1)合成橡膠基本量100％丁基膠(牌號268)90份，氯化丁基膠(牌號1068) 10份，共計 100份，(2)配合劑氧化鋅 5份，硬脂酸 3份，防老劑(264)1份，高耐磨炭黑N330 35份，滑石粉 10份，芳烴油 12份，石蠟 6份，HY-2056樹脂22份，促進劑Na22 0.2份，促進劑DM 0.2份，共計 94.4份；(3)阻尼吸聲填料雲母 70份，100目的蛭石粉 10份，20目的蛭石粉 10份，共計 90份；總計 284.4份。
6，根據權利要求1所述一種新型水下吸聲橡膠製品，包括合成橡膠，配合劑，阻尼吸聲填料；其特徵在於各組份的重量比是(1)合成橡膠丁基膠(牌號268)80份，氯化丁基膠(牌號1068) 20份，共計 100份；(2)配合劑氧化鋅 5份，硬脂酸 3份，防老劑(264)1份，高耐磨炭黑N330 30份，輕質碳酸鈣 10份，芳烴油 12份，環烷油 8份，石蠟 6份，HY-2056樹脂20份，促進劑Na22 0.45份，促進劑DM 0.45份，二丁酯 8份，共計 103.9份；(3)阻尼吸聲填料雲母(100目)70份，蛭石粉(100目) 10份，蛭石粉(100目) 10.5份，共計 90.5份，總計 294.4份。
全文摘要
一種新型水下吸聲橡膠製品及製備方法。涉及水下吸聲橡膠製品及製備方法。當聲音頻率在2～80KHz時，吸聲係數達到99％，長期浸泡在水中仍保持水質清潔。各組份為合成橡膠100份，氧化鋅1－10份，硬脂酸1－5份，防老劑264 0.5－2份，高耐磨炭黑N330 30－45份，輕質碳酸鈣0－90份，滑石粉0－50份，芳烴油1－30份，環烷油0－20份，石蠟1－10份，HY－2056樹脂15－40份，Na220－3份，DM0－5份；雲母粉50－100份，100目的蛭石粉8－15份，20目的蛭石粉8－15份。按照合成膠塑煉；配合劑的順序加料混煉；冷卻後加入硫化劑、促進劑混煉均勻；輥距8mm，≥65℃時，快速加入20目蛭石粉，下片後硫化成型。適用於各種形狀和規格的水下吸聲橡膠製品。
文檔編號C08L91/00GK101041730SQ200610013358
公開日2007年9月26日 申請日期2006年3月23日 優先權日2006年3月23日
發明者張景亮, 張立俠, 鄭秀琴 申請人:天津市橡膠工業研究所