一種用於製造低硬度橡膠材料的組合物的製作方法
2023-12-09 03:14:26 1
專利名稱：：一種用於製造低硬度橡膠材料的組合物的製作方法
技術領域：
：本發明涉及化學工業領域的橡膠加工工業，具體地說，涉及一種橡膠組合物的配合技術，也就是提供一種用於製造低硬度高阻尼橡膠材料的組合物。
背景技術：
：隨著當今科學技術的迅猛發展，許多設備儀器都裝備了高靈敏高精度的儀器儀表，它們對於控制設備的正確運行、保持正常生產具有重要意義。但是隨著設備的運行速度越來越快，不可避免會有振動產生，對於這類精密儀器來講，即使是輕微的高頻振動也會造成儀器精度的偏差甚至影響它的正常使用。這會給科學實驗數據和生產工藝控制造成不良的後果。消除這類輕微高頻振動最有效的方法是採用對於小幅高頻振動具有高效阻尼能力的低硬度(邵爾A硬度《10)彈性減振材料來吸收、阻隔，屏蔽這類振動，而且為了使設備能夠長期穩定運行，還要求這類阻尼材料具有耐老化、耐臭氧、耐熱、耐低溫等附加特性。現有的用於減振的橡膠材料大多硬度在邵爾A4060之間，不能滿足上述精密儀表所需要的以低硬度橡膠材料來減振的要求(參見《橡膠製品實用配方大全》，謝忠麟、楊敏芳編，化學工業出版社，2004年2月第二版，P181)。為了追求低硬度而採用摻加大量油類軟化劑的方法，則會造成油噴出到表面，形成汙染，並導致橡膠材料的物理機械性能降低，失去實用性。以往為了能製成低硬度橡膠材料，一般是採用矽橡膠或特殊的聚氨酯為原料，但是，一則它們價格昂貴，二則這類低硬度材料大多呈凝膠狀，缺乏足夠的彈性和形狀穩定性，不適宜用作減振製品(支座、襯墊等)。
發明內容鑑於現有用於減振的橡膠材料在性能上存在的上述欠缺，本發明的旨在提供一種在一般橡膠加工廠都能方便地製備的硫化後呈現低硬度高阻尼特性的橡膠組合物。可藉以製備適合於與各種精密儀器儀表配套的減振襯墊、支座等橡膠製品。本發明是這樣實現的，它所提供的是一種適用於製造低硬度橡膠材料的組合物，其特徵是，這種組合物以三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠的並用為基礎，以環烷烴油為軟化劑，以二硫化二嗎啉為硫化劑。這兒，所以要以三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠的並用為基礎，首先是因為這兩種橡膠具有一個共同的特徵，是允許填充多量的軟化劑而不會導致軟化劑向表面噴出和所得的橡膠材料性能大幅降低。聚降冰片烯橡膠(PNR)是近年來開發的一種特殊橡膠，它是一種以降冰片烯單元結構為主鏈的高分子彈性體formulaseeoriginaldocumentpage4這種橡膠材料的特徵是，分子量大(相對分子質量達到3000000以上)，密度低，可以製成能與海綿橡膠相比擬的極低硬度的實心橡膠材料，這是因為它對增塑劑有很高的吸收能力，而不會引起增塑劑噴出，並仍有很高的機械強度。但是，這種橡膠與天然橡膠相似，耐氧化和耐臭氧性能較差，不過通過與乙丙橡膠並用可以獲得明顯改善，所以有人把乙丙橡膠稱作為聚降冰片烯橡膠的抗臭氧劑。此外，這種橡膠價格相對較貴，並用乙丙橡膠，有助於降低成本。眾所周知，乙丙橡膠是乙烯和丙烯單體在齊格勒_納塔催化劑引發下經溶液聚合而成，其中丙稀單體的含量會對橡膠的彈性、強度等產生影響，對於本發明，丙稀單體在共聚物中的含量宜為2030質量％。由於其分子主鏈不含雙鍵，使得它具有優異的耐臭氧性、耐熱性和耐低溫，在低溫-5(TC下仍保持較好的彈性和較小的壓縮變形，但是不能用橡膠工業常用的硫化劑(硫黃或硫給予體)硫化，因此，人們在共聚反應時加入了少量能作為硫化反應活性點的非共軛二烯烴作為第三單體，形成三元共聚物，故稱作為三元乙丙橡膠(EPDM)。其化學結構如下formulaseeoriginaldocumentpage4式中，R為第三單體，常見的第三單體有5-乙叉-2-降冰片烯(ENB)和二環戊二烯(DCPD)兩種:formulaseeoriginaldocumentpage5就與聚降冰片烯橡膠並用時的相容性而論，當然以選用含有5-乙叉_2-降冰片烯(ENB)第三單體的三元乙丙橡膠更加適宜。還要指出的是乙丙橡膠同樣具有能夠大量填充軟化劑的能力，不過它與環烷烴類軟化劑的相容性特別好，故本發明選用環烷烴油作為軟化增塑劑。試驗證明，為了使得到的低硬度橡膠材料具有能滿足使用要求的耐臭氧性、耐熱、彈性好、耐低溫等性能，三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠並用比，以質量計宜在2535/7565範圍內。若三元乙丙橡膠的並用量低於25質量％，則會影響製得的低硬度橡膠材料得耐臭氧等性能。若三元乙丙橡膠的並用量高於35質量％，則可能難以達到理想的高充油程度，以致得到的橡膠材料的硬度不能達到預效果。用於調節硬度而填充的環烷烴油，其用量以三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠合在一起為100質量份計，宜為300350質量份。若用量過低，則不能達到低硬度的目的。若用量過高，則對所得橡膠材料的力學性能(如拉伸強度等)不利。為了獲得耐熱、耐老化、優良的壓縮永久變形和較好的應力鬆弛等綜合性能，本發明組合物採用二硫化二嗎啉作為硫化劑，這種硫化劑是一種硫給予體，不但能同時使聚降冰片烯橡膠和三元乙丙橡膠硫化，而且所形成的硫化結構以單硫鍵為主，有助於提高耐熱、耐老化性能。其適宜用量以三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠合在一起為ioo質量份計，宜為12質量份。當然，對於本發明組合物來講，並不限制在其中添加其它配合劑，也就是說，可以按照製品的使用條件和工程設計要求，在其中添加必要的諸如補強填充劑、抗靜電劑、防老劑、發泡劑等配合劑。本發明組合物的加工方法與一般橡膠加工企業通用的方法沒有什麼區別，故配製十分方便。如上所述，本發明與現有技術相比，具有明顯的進步，它可以將輕質量的設備儀器所產生的或承受的小幅高頻振動通過低硬度的高靈敏的阻尼橡膠材料來吸收，有效地把振動機械能轉化為熱能。保證設備能夠正常而持久地運行。曾以本發明組合物製成的低硬度橡膠支座用於科學試驗設備儀器上，藉以消除設備中產生的小幅高頻震動，經過用戶實際使用檢測，達到很好效果，受到用戶好評。具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步具體說明，但本發明絕不局限於這些實施例，實施例中所述的性能測試結果，均指採用相應的國家標準規定的方法測得的數據。並用母膠的製備為了便於說明本發明的效果，首先按照表1所示配方分別製備以三元乙丙橡膠為基礎和以聚降冰片烯橡膠為基礎的兩種母膠，所用的三元乙丙橡膠(EPDM)為日本合成橡膠株式會社出品的JSREP51，並把用該種橡膠製備的母膠稱為母膠A;所用的聚降冰片烯橡膠(PNR)為日本瑞翁公司出品的產品，並把用該種橡膠製備的母膠稱為母膠B，在下面的實施例中，除特別註明者外，"份"均為"質量份"。表1tableseeoriginaldocumentpage6表1所列各組份在密煉機中混合均勻，排膠溫度控制在12013(TC，製得母膠A(以三元乙丙橡膠為基礎)和母膠B(以聚降冰片烯橡膠為基礎)。實施例1和比較例13按照表1所列配方，在母膠A和母膠B中分別加入環烷烴油330份和硫化劑二硫化二嗎啉1.5份，兩種母膠以不同的比例並用，其中母膠A中的三元乙丙橡膠的第三單體分別為5-乙叉_2-降冰片烯(ENB)和二環戊二烯(DCPD)，用量列於表2，以160°CX30min硫化製成測試用標準試片，得到的測試結果如表2所示。表2tableseeoriginaldocumentpage7實施例2與比較例46實施例2是將實施例1中的環烷烴油330份、硫化劑二硫化二嗎啉1.5份，改為環烷烴油310份、硫化劑二硫化二嗎啉2份。比較例4是將實施例1中的硫化劑二硫化二嗎啉改為1.5份硫黃。比較例5是將實施例1中的三元乙丙橡膠改用丙烯含量為45質量％的品種。在母膠A中加入環烷烴油310份和硫化劑二硫化二嗎啉1.5份為比較例6。測試結果如表3所示。表3tableseeoriginaldocumentpage8權利要求一種用於製造低硬度橡膠材料的組合物，其特徵是，該組合物以三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠的並用為基礎，以環烷烴油為軟化劑，以二硫化二嗎啉為硫化劑。2.根據權利要求1所述的用於製造低硬度橡膠材料的組合物，其特徵是，所述的三元乙丙橡膠含有第三單體的乙烯_丙稀三元共聚物，其第三單體為乙叉降冰片烯，丙稀含量為2030質量％。3.根據權利要求1所述的用於製造低硬度橡膠材料的組合物，其特徵是，所述的三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠的並用比，以質量計為2535/7565。4.根據權利要求1所述的用於製造低硬度橡膠材料的組合物，其特徵是，所述的軟化劑環烷烴油在組合物中的用量，以三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠合在一起為100質量份計，為300350質量份。5.根據權利要求1所述的用於製造低硬度橡膠材料的組合物，其特徵是，所述的硫化劑二硫化二嗎啉在組合物中的用量，以三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠合在一起為100質量份計，為12質量份。全文摘要一種用於製造低硬度橡膠材料的組合物，其特徵是，該組合物，以三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠以25-35/75-65的質量比並用，以環烷烴油為軟化劑，以二硫化二嗎啉為硫化劑。所用三無乙丙橡膠的第三單體為乙叉降冰片烯(ENB)，丙烯含量宜在20-30質量％之間。文檔編號C08L23/16GK101747595SQ20081023320公開日2010年6月23日申請日期2008年12月3日優先權日2008年12月3日發明者婁穎申請人:婁穎