一种无铅、无镍氯醚橡胶胶料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200810010681.4

申请日:

20080317

公开号:

CN101245180B

公开日:

20121017

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

C08L71/03,C08K13/02,C08K5/3492,C08K5/18,C08K3/04,B29C35/02

主分类号:

C08L71/03,C08K13/02,C08K5/3492,C08K5/18,C08K3/04,B29C35/02

申请人:

沈阳化工学院

发明人:

陈尔凡

地址:

110142 辽宁省沈阳市经济技术开发区11号

优先权:

CN200810010681A

专利代理机构:

沈阳技联专利代理有限公司

代理人:

张志刚

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内容摘要

一种无铅、无镍氯醚橡胶胶料,涉及一种橡胶,该橡胶胶料由下列组成按质量份数混合、加工而成:氯醚橡胶用量100质量份;硫化剂TCY用量0.5~2质量份;促进剂TMTD用量0.2~1质量份;防老剂445用量0.5~2质量份;氧化镁用量1~7质量份;CaCO3用量2~8质量份;碳黑用量20~60质量份;增塑剂硬脂酸锌用量1~6质量份;防粘剂R-300用量0.5~3质量份。所制得的氯醚橡胶胶料无铅和镍毒害,有利于环境友好,同时具有很好的防老化性能和力学性能及耐臭氧性、耐热性、耐寒性、耐油性、耐燃性、耐溶剂性等优点。

权利要求书

1.一种无铅、无镍氯醚橡胶胶料,其特征在于,该橡胶胶料由下列组成按质量份数混合而成:氯醚橡胶用量100质量份;硫化剂TCY用量0.5~2质量份;促进剂TMTD用量0.2~1质量份;防老剂445用量0.5~2质量份;氧化镁用量1~7质量份;碳酸钙用量2~8质量份;碳黑用量20~60质量份;增塑剂硬脂酸锌用量1~6质量份;防粘剂R-300用量0.5~3质量份。

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶,特别是涉及一种无铅、无镍氯醚橡胶胶 料。

背景技术

氯醚橡胶(ECO)是主链由C-O和C-C组成、侧链含有氯原子 且主链无双键的饱和橡胶。分子的高度饱和使其具有良好的耐臭氧 性、耐热性、耐寒性、耐油性、耐燃性、耐溶剂性和耐气透性等优点, 这些综合优点是其他橡胶所不能比拟的,广泛应用于汽车工业、纺织 业、化工化学等领域。

氯醚橡胶的硫化体系不同于其它橡胶。由于它含有氯甲基,因此 必须在硫化体系中加入酸吸收剂—含铅化合物,如:四氧化三铅 (Pb3O4)、磷酸铅和邻苯二甲酸铅等。在含铅硫化体系中通常使用乙 基硫脲(ETU)作交联剂,ETU具有很高的交联效率和优异的综合性, 在橡胶工业中已经得到广泛使用。铅化合物除了有毒以外,还会致癌、 导致胎儿畸形。

依照欧盟“汽车报废”政策2000P53PEC(2002年6月28日生 效)的规定,在汽车上禁止使用重金属。ETU虽然未被禁止,但是 不鼓励使用。

为上述缺点,德国一橡胶有限公司提出了无铅无乙基硫脲的硫化 体系“特殊化合物”(世界橡胶工业,2007,34(1):4~10),但没有 具体化学名称及化学组成。在Non-lead ECO elastomer compounds论 文中(Rubber World 2003,227(5):25~31)使用了不含这类有毒物质的 TCY(2,4,6-trimercapto-s-triazine,三聚三嗪)硫化体系代替,得到了 很好的效果。但是,防老化体系仍含有铅、镍重金属,最常用的是 NBC(N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍)。因此,研发出无铅、无镍氯 醚橡胶胶料已成为当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无铅、无镍氯醚橡胶胶料,该胶料采 用无铅、无镍的TCY硫化体系和无铅、无镍的防老剂445(对.对‘- 二异丙苯基二苯胺,4,4’-Bis(alpha,alpha-dimethylbenzyl) diphenylamine),其有利于环境友好,同时具有很好的防老化性能和 力学性能及耐臭氧性、耐热性、耐寒性、耐油性、耐燃性、耐溶剂性 等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

一种无铅、无镍氯醚橡胶胶料,该橡胶胶料由下列组成按质量 份数混合、加工而成:氯醚橡胶用量100质量份;硫化剂TCY(三 聚三嗪)用量0.5~2质量份;促进剂TMTD(二硫化四甲基秋兰姆) 用量0.2~1质量份;防老剂445(对.对‘-二异丙苯基二苯胺)用量0.5~2 质量份;氧化镁用量1~7质量份;碳酸钙用量2~8质量份;碳黑用量 20~60质量份;增塑剂硬脂酸锌用量1~6质量份;防粘剂R-300(山 梨糖醇酐硬脂酸脂)用量0.5~3质量份。

如上所述的一种无铅、无镍氯醚橡胶胶料,其所述无铅、无镍 氯醚橡胶胶料由下列组成按质量份数混合、加工而成:氯醚橡胶用量 100质量份;硫化剂TCY用量1.2质量份;促进剂TMTD用量0.6 质量份;氧化镁用量4质量份;碳酸钙用量5质量份;增塑剂硬脂酸 锌用量2质量份;防粘剂R-300用量1.5质量份。

如上所述的一种无铅、无镍氯醚橡胶胶料,该橡胶胶料的制作 方法为:先将氯醚橡胶在开炼机上塑炼数分钟,待包辊后依次加入防 粘剂、防老剂445、小料、炉法碳黑、增塑剂,待混炼均匀后加入硫 化剂TCY和促进剂TMTD,混炼均匀打三角包并下片;混炼胶停放24 小时后进行返炼,再用平板硫化机硫化,硫化条件为 180℃/10MPa×Tc90。

本发明的优点与效果是:

本发明采用无铅、无镍防老剂445和硫化剂TCY及炉法碳黑,所 制得的ECO胶料无铅和镍毒害,有利于环境友好,同时具有很好的防 老化性能和力学性能及耐臭氧性、耐热性、耐寒性、耐油性、耐燃性、 耐溶剂性等优点。

具体实施方式

本发明将ECO在开炼机上塑炼数分钟,待包辊后依次加入防粘 剂、防老剂445、小料、炉法碳黑、增塑剂,待混炼均匀后加入硫化 剂TCY和促进剂TMTD(二硫化四甲基秋兰姆),混炼均匀打三角包 并下片。混炼胶停放24小时后进行返炼,后用平板硫化机硫化,硫化 条件为180℃/10MPa×Tc90。

测试方法:硫化胶的性能-硫化特性、拉伸强度和伸长率、硬度、 耐热空气老化性能、脆性温度、压缩永久变形率、耐臭氧及耐油性分 别按国家标准GB/T 16584-1996、GB/T 528-1998、GB/T 531-1999、 GB/T 3512-2001、GB/T 1682-1994、GB/T 7759-1996、GB/T 7762-200X 和GB/T 1690-1992进行,其中老化实验条件为150℃×48h,压缩永久 变形率实验条件为常压,100℃×22h。

比较例1、2和实施例1~6的ECO胶料性能如表1所示。

从表1的比较例1中看出:ECO胶料不用防老剂经150℃×48h的老 化后,材料的力学性能完全丧失。实施例1、2、3与比较例2相比较, 除本发明所用防老剂445不含镍之优点外,其拉伸强度和伸长率均好 与通用的防老剂NBC的硫化胶。在防老剂用量及碳黑使用相同的情况 下(实施例2与比较例2),防老剂445的防老效果明显好于NBC的效果。

从表1可看出:本发明之胶料的硫化性能有所改善,即正硫时间 略有缩短,有利于大型制品的生产。

从表1可看出:本发明的胶料的其它性能,如:脆性温度、压缩 永久变形率、耐臭氧及耐油性与通用的防老剂NBC的硫化胶的性能箱 比没有变化。

表1  比较例1、2和实施例1~6的ECO胶料性能

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1、(10)授权公告号 CN 101245180 B (45)授权公告日 2012.10.17 CN 101245180 B *CN101245180B* (21)申请号 200810010681.4 (22)申请日 2008.03.17 C08L 71/03(2006.01) C08K 13/02(2006.01) C08K 5/3492(2006.01) C08K 5/18(2006.01) C08K 3/04(2006.01) B29C 35/02(2006.01) (73)专利权人 沈阳化工学院 地址 110142 辽宁省沈阳市经济技术开发区 11 号 (72)发明人 陈尔凡 (74)专利。

2、代理机构 沈阳技联专利代理有限公司 21205 代理人 张志刚 US 6072970 A,2000.06.06, 全文 . JP 11272043 A,1999.10.08, 全文 . CN 101081916 A,2007.12.05, 全文 . JP 2007314588 A,2007.12.06, 全文 . CN 1305970 C,2007.03.21, 全文 . JP 2007310230 A,2007.11.29, 全文 . (54) 发明名称 一种无铅、 无镍氯醚橡胶胶料 (57) 摘要 一种无铅、 无镍氯醚橡胶胶料, 涉及一种橡 胶, 该橡胶胶料由下列组成按质量份数混合、 加工。

3、 而成 : 氯醚橡胶用量 100 质量份 ; 硫化剂 TCY 用量 0.5 2 质量份 ; 促进剂 TMTD 用量 0.2 1 质量 份 ; 防老剂 445 用量 0.5 2 质量份 ; 氧化镁用量 1 7 质量份 ; CaCO3 用量 2 8 质量份 ; 碳黑用 量2060质量份 ; 增塑剂硬脂酸锌用量16质 量份 ; 防粘剂R-300用量0.53质量份。 所制得 的氯醚橡胶胶料无铅和镍毒害, 有利于环境友好, 同时具有很好的防老化性能和力学性能及耐臭氧 性、 耐热性、 耐寒性、 耐油性、 耐燃性、 耐溶剂性等 优点。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 李丽 权利要求书 1 。

4、页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 1. 一种无铅、 无镍氯醚橡胶胶料, 其特征在于, 该橡胶胶料由下列组成按质量份数混合 而成 : 氯醚橡胶用量100质量份 ; 硫化剂TCY用量0.52质量份 ; 促进剂TMTD用量0.21质 量份 ; 防老剂 445 用量 0.52 质量份 ; 氧化镁用量 17 质量份 ; 碳酸钙用量 28 质量份 ; 碳 黑用量 2060 质量份 ; 增塑剂硬脂酸锌用量 16 质量份 ; 防粘剂 R-300 用量 0.53 质量份。 权 利 要 求 书 CN 101245180 。

5、B 2 1/3 页 3 一种无铅、 无镍氯醚橡胶胶料 技术领域 0001 本发明涉及一种橡胶, 特别是涉及一种无铅、 无镍氯醚橡胶胶料。 背景技术 0002 氯醚橡胶 (ECO) 是主链由 C-O 和 C-C 组成、 侧链含有氯原子且主链无双键的饱和 橡胶。分子的高度饱和使其具有良好的耐臭氧性、 耐热性、 耐寒性、 耐油性、 耐燃性、 耐溶剂 性和耐气透性等优点, 这些综合优点是其他橡胶所不能比拟的, 广泛应用于汽车工业、 纺织 业、 化工化学等领域。 0003 氯醚橡胶的硫化体系不同于其它橡胶。由于它含有氯甲基, 因此必须在硫化体系 中加入酸吸收剂含铅化合物, 如 : 四氧化三铅 (Pb3O。

6、4)、 磷酸铅和邻苯二甲酸铅等。在含铅 硫化体系中通常使用乙基硫脲 (ETU) 作交联剂, ETU 具有很高的交联效率和优异的综合性, 在橡胶工业中已经得到广泛使用。铅化合物除了有毒以外, 还会致癌、 导致胎儿畸形。 0004 依照欧盟 “汽车报废” 政策 2000P53PEC(2002 年 6 月 28 日生效 ) 的规定, 在汽车 上禁止使用重金属。ETU 虽然未被禁止, 但是不鼓励使用。 0005 为上述缺点, 德国一橡胶有限公司提出了无铅无乙基硫脲的硫化体系 “特殊化合 物” ( 世界橡胶工业, 2007, 34(1) : 4 10), 但没有具体化学名称及化学组成。在 Non-lea。

7、d ECO elastomer compounds 论文中 (Rubber World 2003, 227(5) : 25 31) 使用了不含这 类有毒物质的 TCY(2, 4, 6-trimercapto-s-triazine, 三聚三嗪 ) 硫化体系代替, 得到了很 好的效果。但是, 防老化体系仍含有铅、 镍重金属, 最常用的是 NBC(N, N- 二丁基二硫代氨基 甲酸镍 )。因此, 研发出无铅、 无镍氯醚橡胶胶料已成为当务之急。 发明内容 0006 本发明的目的在于提供一种无铅、 无镍氯醚橡胶胶料, 该胶料采用无铅、 无镍的 TCY 硫化体系和无铅、 无镍的防老剂 445( 对 . 对。

8、 - 二异丙苯基二苯胺, 4, 4 -Bis(alpha, alpha-dimethylbenzyl)diphenylamine), 其有利于环境友好, 同时具有很好的防老化性能 和力学性能及耐臭氧性、 耐热性、 耐寒性、 耐油性、 耐燃性、 耐溶剂性等优点。 0007 本发明的目的是通过以下技术方案实现的 : 0008 一种无铅、 无镍氯醚橡胶胶料, 该橡胶胶料由下列组成按质量份数混合、 加工 而成 : 氯醚橡胶用量 100 质量份 ; 硫化剂 TCY( 三聚三嗪 ) 用量 0.5 2 质量份 ; 促进剂 TMTD( 二硫化四甲基秋兰姆 ) 用量 0.2 1 质量份 ; 防老剂 445( 对。

9、 . 对 - 二异丙苯基二 苯胺 ) 用量 0.5 2 质量份 ; 氧化镁用量 1 7 质量份 ; 碳酸钙用量 2 8 质量份 ; 碳黑用 量 20 60 质量份 ; 增塑剂硬脂酸锌用量 1 6 质量份 ; 防粘剂 R-300( 山梨糖醇酐硬脂酸 脂 ) 用量 0.5 3 质量份。 0009 如上所述的一种无铅、 无镍氯醚橡胶胶料, 其所述无铅、 无镍氯醚橡胶胶料由下列 组成按质量份数混合、 加工而成 : 氯醚橡胶用量 100 质量份 ; 硫化剂 TCY 用量 1.2 质量份 ; 促进剂 TMTD 用量 0.6 质量份 ; 氧化镁用量 4 质量份 ; 碳酸钙用量 5 质量份 ; 增塑剂硬脂酸 。

10、说 明 书 CN 101245180 B 3 2/3 页 4 锌用量 2 质量份 ; 防粘剂 R-300 用量 1.5 质量份。 0010 如上所述的一种无铅、 无镍氯醚橡胶胶料, 该橡胶胶料的制作方法为 : 先将氯醚橡 胶在开炼机上塑炼数分钟, 待包辊后依次加入防粘剂、 防老剂 445、 小料、 炉法碳黑、 增塑剂, 待混炼均匀后加入硫化剂 TCY 和促进剂 TMTD, 混炼均匀打三角包并下片 ; 混炼胶停放 24 小 时后进行返炼, 再用平板硫化机硫化, 硫化条件为 180 /10MPaTc90。 0011 本发明的优点与效果是 : 0012 本发明采用无铅、 无镍防老剂 445 和硫化剂。

11、 TCY 及炉法碳黑, 所制得的 ECO 胶料 无铅和镍毒害, 有利于环境友好, 同时具有很好的防老化性能和力学性能及耐臭氧性、 耐热 性、 耐寒性、 耐油性、 耐燃性、 耐溶剂性等优点。 具体实施方式 0013 本发明将 ECO 在开炼机上塑炼数分钟, 待包辊后依次加入防粘剂、 防老剂 445、 小 料、 炉法碳黑、 增塑剂, 待混炼均匀后加入硫化剂 TCY 和促进剂 TMTD( 二硫化四甲基秋兰 姆 ), 混炼均匀打三角包并下片。混炼胶停放 24 小时后进行返炼, 后用平板硫化机硫化, 硫 化条件为 180 /10MPaTc90。 0014 测试方法 : 硫化胶的性能 - 硫化特性、 拉伸。

12、强度和伸长率、 硬度、 耐热空气老化性 能、 脆性温度、 压缩永久变形率、 耐臭氧及耐油性分别按国家标准 GB/T 16584-1996、 GB/ T 528-1998、 GB/T 531-1999、 GB/T 3512-2001、 GB/T 1682-1994、 GB/T 7759-1996、 GB/T 7762-200X 和 GB/T 1690-1992 进行, 其中老化实验条件为 150 48h, 压缩永久变形率实 验条件为常压, 100 22h。 0015 比较例 1、 2 和实施例 1 6 的 ECO 胶料性能如表 1 所示。 0016 从表 1 的比较例 1 中看出 : ECO 胶。

13、料不用防老剂经 150 48h 的老化后, 材料的 力学性能完全丧失。实施例 1、 2、 3 与比较例 2 相比较, 除本发明所用防老剂 445 不含镍之 优点外, 其拉伸强度和伸长率均好与通用的防老剂 NBC 的硫化胶。在防老剂用量及碳黑使 用相同的情况下 ( 实施例 2 与比较例 2), 防老剂 445 的防老效果明显好于 NBC 的效果。 0017 从表 1 可看出 : 本发明之胶料的硫化性能有所改善, 即正硫时间略有缩短, 有利于 大型制品的生产。 0018 从表 1 可看出 : 本发明的胶料的其它性能, 如 : 脆性温度、 压缩永久变形率、 耐臭氧 及耐油性与通用的防老剂 NBC 的硫化胶的性能箱比没有变化。 0019 表 1 比较例 1、 2 和实施例 1 6 的 ECO 胶料性能 0020 说 明 书 CN 101245180 B 4 3/3 页 5 0021 说 明 书 CN 101245180 B 5 。

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