本發明涉及電力發電機減震墊技術領域,尤其是涉及一種電力發電機減震橡膠及其制備方法。
背景技術:
目前廣泛使用的發電機減震墊材料是利用橡膠材料與骨架材料(如金屬、纖維、工程塑料等)復合制成的減震器或特殊的橡膠粘彈性高阻尼材料來消除振動源的振動沖擊和吸收噪音,發電機由于長期工作產生大量熱量,要求發電機的減震墊用橡膠極具有高強度、高伸長率、高耐磨性、耐高溫,避免發生熱老化,但目前減震橡膠的性能仍不能滿足發電機的需求,致使每年膠耗量巨大。
中國專利公開號cn103627043a公開了一種發電機減震墊用高性能橡膠及其制備工藝,該橡膠所用原料包括:天然橡膠、dbd、100目氧化鋅、硬脂酸、ctp、噴霧炭黑、dcp、bmi、tmtd和cz、間苯二胺、雙酚a型環氧樹脂;所述制備工藝包括預混、混煉、硫化,本發明通過混煉充分活化膠料,提高膠料的耐熱耐老化和抗變形能力,硫化前先預混間苯二胺與bmi,增加bmi的韌性,再用雙酚a型環氧樹脂與間苯二胺加成,三者相容貫穿,提高橡膠的抗剪切強度和抗老化性能,再加入cz和tmtd進一步提高硫化速度和抗焦燒性能。但是該發明基料為天然橡膠,通過添加各種助劑改善橡膠的性能,相容性較差,制備的產品使用壽命短。
中國專利公開號cn105924703公開了一種電力用發電機減震墊,減震墊的原料組分如下,均為重量份:丁苯橡膠40-60份,氯丁橡膠20-40份,氟醚橡膠23-26份,石墨烯0.1-15份,酚醛樹脂13-15份,硅烷偶聯劑1-10份,半補強爐黑12-15份,鍛燒陶土10-12份,經表面處理的凱夫拉短切纖維6-12份,炭黑1-10份,納米二硫化鉑5-7份,防老劑1-10份,氧化鋅4-8份,促進劑1-5份。本發明的發電機減震墊以丁苯橡膠、順丁橡膠、氟醚橡膠作為主料,制得的減震墊具備耐磨損、耐高溫、低噪音和優異的抗沖擊、耐磨性。該發明通過石墨烯和二硫化鉬配合來增加產品的耐磨性,成本比較高。
技術實現要素:
有鑒于此,本發明的目的是針對現有技術的不足,提供一種電力發電機減震橡膠,該橡膠耐磨、耐老化性能以及綜合性能優異,使用壽命長,成本低。
為達到上述目的,本發明采用以下技術方案:
一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠30-40份、氯丁橡膠30-40份、聚氯乙烯20-30份、氧化鎂3-5份、硬脂酸1-2份、玻璃纖維8-12份、微晶纖維素6-9份、阻燃劑6-9份、炭黑9-12份、石蠟2-4份、防老劑1-2份和硫化劑4-7份。
進一步的,所述電力發電機減震橡膠由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠35份、氯丁橡膠35份、聚氯乙烯25份、氧化鎂4份、硬脂酸1.5份、玻璃纖維11份、微晶纖維素7.5份、阻燃劑7份、炭黑10份、石蠟3份、防老劑mb1.5份和硫化劑5份。
進一步的,所述氧化鎂的粒徑為100-200nm。
進一步的,所述硫化劑為過氧化二異丙苯與二硫化二苯并噻唑按重量比1-2:1混合而成。
進一步的,所述玻璃纖維的直徑為5-10μm。
進一步的,所述阻燃劑為三氧化二銻和氫氧化鎂按重量比1:1混合而成。
一種電力發電機減震橡膠的制備方法,包括以下步驟:
(1)預混:將氧化鎂、玻璃纖維、微晶纖維素、阻燃劑和炭黑混合均勻后,加入到1-2倍重量質量分數為1-3%的硅烷偶聯劑中,攪拌20-35min,干燥,得改性助劑;
(2)混煉:將丁腈橡膠、氯丁橡膠和聚氯乙烯混合后,加入防老劑,在密煉機中混煉5-8min,然后加入改性助劑、硬脂酸和石蠟,混煉3-5min,得混煉料;所述混煉料加入到開煉機中在60℃溫度下熱煉3-5min,下料出片;
(3)硫化:將混煉制得的膠片放入真空平板硫化機,加入硫化劑,在160℃-175℃溫度下、12-15mpa壓力下硫化20-30min,得產品。
進一步的,所述步驟(1)中硅烷偶聯劑為kh-550、kh-560和kh-570中的一種。
本發明的有益效果是:
1、本發明為了改進電力發電機減震橡膠的性能,從原料和制備方法上進行改進,最終制備的產品邵氏硬度為66-69度,拉伸強度為20-27mpa,拉斷伸長率為545-570%,耐磨性磨耗值為0.06-0.1cm3/1.61km,而經過150℃×500h后,拉斷伸長率和拉伸強度變化較少,說明本發明制備的產品耐磨、耐老化性能優異,綜合性能優異,使用壽命長。
2、該發電機減震橡膠以丁腈橡膠、氯丁橡膠和聚氯乙烯為基料,其中丁腈橡膠耐化學穩定性好,耐油、耐磨、耐熱性,氣密性好,而且具有優良的機械性能和加工性能,是作為發電機減震橡膠的很好的選擇,但是丁腈橡膠耐候性差;而氯丁橡膠具有良好的物理機械性能,耐油、耐熱、耐燃、耐日光、耐臭氧、耐酸堿,且耐化學試劑,與丁腈橡膠混合使用,能達到提高橡膠的耐候性和綜合性能。而聚氯乙烯與丁腈橡膠具有良好的相容性,在丁腈橡膠中添加聚氯乙烯能大大增強丁腈橡膠的耐老化、耐磨、以及耐陽關龜裂等性能。
3、為了進一步改善發電機減震橡膠的綜合性能,在基料中添加玻璃纖維,其中玻璃纖維的作用是當橡膠受到外來的負荷或能量時,負載沿著玻璃纖維向四周傳遞,應力被迅速地擴散了,從而阻止了裂紋的增長,具有增韌和抗沖擊的作用。另外以微晶纖維素和炭黑作為補強材料,炭黑作為丁腈橡膠的補強材料,能夠在基材中形成炭黑網絡,大大增強基材的機械性能,納米微晶纖維素是一種具有納米尺寸和棒狀幾何結構的天然高分子材料,具有較大的長徑比和比表面積,對丁腈橡膠具有很強的補強效果,少量的納米微晶纖維素能提高炭黑網絡的致密性,從而提高基材機械性能。
4、另外在橡膠原料中添加硬脂酸做活化劑,以確保組分分散均勻,而添加石蠟作為軟化劑,可顯著增加膠料的加工性能,使膠料不易粘輥及焦燒。以三氧化二銻和氫氧化鎂協同作為阻燃劑,來提高橡膠護套料的阻燃性能,阻燃效果好。
5、另外本發明的原料中添加有氧化鎂,可以促進橡膠的硫化,具體機理為橡膠在硫化的過程中,過氧化物分解產生自由基,可與橡膠形成熱穩定性更高的交聯結構,因而能大大增加產品的耐熱和耐老化性能。
6、本發明在制備產品時,采用硅烷偶聯劑對氧化鎂、玻璃纖維、微晶纖維素和阻燃劑進行改性處理,以增加增強填料與基材的相容性,以增強產品的機械性能。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步描述。
實施例1
一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠30份、氯丁橡膠40份、聚氯乙烯20份、氧化鎂3份、硬脂酸1份、玻璃纖維8份、微晶纖維素6份、阻燃劑9份、炭黑9份、石蠟2份、防老劑mb1份和硫化劑7份。
其中氧化鎂的平均粒徑為100-200nm;硫化劑為過氧化二異丙苯與二硫化二苯并噻唑按重量比1:1混合而成;玻璃纖維的直徑為5-10μm;阻燃劑為三氧化二銻和氫氧化鎂按重量比1:1混合而成。
一種電力發電機減震橡膠的制備方法,包括以下步驟:
(1)預混:將氧化鎂、玻璃纖維、微晶纖維素、阻燃劑和炭黑混合均勻后,加入1倍重量質量分數為1%的硅烷偶聯劑kh-550中,攪拌20min,干燥,得改性助劑;
(2)混煉:將丁腈橡膠、氯丁橡膠和聚氯乙烯混合后,加入防老劑mb,在密煉機中混煉8min,然后加入改性助劑、硬脂酸和石蠟,混煉3min,得混煉料;所述混煉料加入開煉機中在60℃溫度下熱煉5min,下料出片;
(3)硫化:將混煉制得的膠片放入真空平板硫化機,加入硫化劑,在160℃溫度下、12mpa壓力下硫化20min,得產品。
實施例2
一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠32份、氯丁橡膠38份、聚氯乙烯22份、氧化鎂4份、硬脂酸1.2份、玻璃纖維9份、微晶纖維素6.5份、阻燃劑8份、炭黑10份、石蠟3份、防老劑rd1.2份和硫化劑6份。
其中氧化鎂的平均粒徑為100-200nm;硫化劑為過氧化二異丙苯與二硫化二苯并噻唑按重量比1.5:1混合而成;玻璃纖維的直徑為5-10μm;阻燃劑為三氧化二銻和氫氧化鎂按重量比1:1混合而成。
一種電力發電機減震橡膠的制備方法,包括以下步驟:
(1)預混:將氧化鎂、玻璃纖維、微晶纖維素、阻燃劑和炭黑混合均勻后,加入1.5倍重量質量分數為2%的硅烷偶聯劑kh-560中,攪拌22min,干燥,得改性助劑;
(2)混煉:將丁腈橡膠、氯丁橡膠和聚氯乙烯混合后,加入防老劑rd,在密煉機中混煉7min,然后加入改性助劑、硬脂酸和石蠟,繼續混煉4min,得混煉料;所述混煉料加入開煉機中在60℃溫度下熱煉3-5min,下料出片;
(3)硫化:將混煉制得的膠片放入真空平板硫化機,加入硫化劑,在165℃溫度下、13mpa壓力下硫化22min,得產品。
實施例3
一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠34份、氯丁橡膠36份、聚氯乙烯24份、氧化鎂5份、硬脂酸1.4份、玻璃纖維10份、微晶纖維素7份、阻燃劑7份、炭黑11份、石蠟4份、防老劑h1.4份和硫化劑5份。
其中氧化鎂的平均粒徑為100-200nm;硫化劑為過氧化二異丙苯與二硫化二苯并噻唑按重量比2:1混合而成;玻璃纖維的直徑為5-10μm;阻燃劑為三氧化二銻和氫氧化鎂按重量比1:1混合而成。
一種電力發電機減震橡膠的制備方法,包括以下步驟:
(1)預混:將氧化鎂、玻璃纖維、微晶纖維素、阻燃劑和炭黑混合均勻后,加入2倍重量質量分數為3%的硅烷偶聯劑kh-570中,攪拌25min,干燥,得改性助劑;
(2)混煉:將丁腈橡膠、氯丁橡膠和聚氯乙烯混合后,加入防老劑h,在密煉機中混煉6min,然后加入改性助劑、硬脂酸和石蠟,繼續混煉5min,得混煉料;所述混煉料加入開煉機中在60℃溫度下熱煉3min,下料出片;
(3)硫化:將混煉制得的膠片放入真空平板硫化機,加入硫化劑,在170℃溫度下、14mpa壓力下硫化24min,得產品。
實施例4
一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠35份、氯丁橡膠35份、聚氯乙烯25份、氧化鎂4份、硬脂酸1.5份、玻璃纖維11份、微晶纖維素7.5份、阻燃劑7份、炭黑10份、石蠟3份、防老劑mb1.5份和硫化劑5份。
其中氧化鎂的平均粒徑為100-200nm;硫化劑為過氧化二異丙苯與二硫化二苯并噻唑按重量比1:1混合而成;玻璃纖維的直徑為5-10μm;阻燃劑為三氧化二銻和氫氧化鎂按重量比1:1混合而成。
一種電力發電機減震橡膠的制備方法,包括以下步驟:
(1)預混:將氧化鎂、玻璃纖維、微晶纖維素、阻燃劑和炭黑混合均勻后,加入1.5倍重量質量分數為2%的硅烷偶聯劑kh-550中,攪拌30min,干燥,得改性助劑;
(2)混煉:將丁腈橡膠、氯丁橡膠和聚氯乙烯混合后,加入防老劑mb,在密煉機中混煉5min,然后加入改性助劑、硬脂酸和石蠟,繼續混煉4min,得混煉料;所述混煉料加入開煉機中在60℃溫度下熱煉4min,下料出片;
(3)硫化:將混煉制得的膠片放入真空平板硫化機,加入硫化劑,在170℃溫度下、14mpa壓力下硫化25min,得產品。
實施例5
一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠36份、氯丁橡膠34份、聚氯乙烯26份、氧化鎂3份、硬脂酸1.6份、玻璃纖維12份、微晶纖維素8份、阻燃劑6份、炭黑12份、石蠟2份、防老劑mb1.6份和硫化劑4份。
其中氧化鎂的平均粒徑為100-200nm;硫化劑為過氧化二異丙苯與二硫化二苯并噻唑按重量比1.5:1混合而成;玻璃纖維的直徑為5-10μm;阻燃劑為三氧化二銻和氫氧化鎂按重量比1:1混合而成。
一種電力發電機減震橡膠的制備方法,包括以下步驟:
(1)預混:將氧化鎂、玻璃纖維、微晶纖維素、阻燃劑和炭黑混合均勻后,加入1倍重量質量分數為1%的硅烷偶聯劑kh-550中,攪拌32min,干燥,得改性助劑;
(2)混煉:將丁腈橡膠、氯丁橡膠和聚氯乙烯混合后,加入防老劑mb,在密煉機中混煉7min,然后加入改性助劑、硬脂酸和石蠟,繼續混煉3min,得混煉料;所述混煉料加入開煉機中在60℃溫度下熱煉5min,下料出片;
(3)硫化:將混煉制得的膠片放入真空平板硫化機,加入硫化劑,在175℃溫度下、15mpa壓力下硫化28min,得產品。
實施例6
一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠38份、氯丁橡膠32份、聚氯乙烯28份、氧化鎂4份、硬脂酸1.8份、玻璃纖維8份、微晶纖維素8.5份、阻燃劑9份、炭黑9份、石蠟3份、防老劑rd1.8份和硫化劑7份。
其中氧化鎂的平均粒徑為100-200nm;硫化劑為過氧化二異丙苯與二硫化二苯并噻唑按重量比1:1混合而成;玻璃纖維的直徑為5-10μm;阻燃劑為三氧化二銻和氫氧化鎂按重量比1:1混合而成。
一種電力發電機減震橡膠的制備方法,包括以下步驟:
(1)預混:將氧化鎂、玻璃纖維、微晶纖維素、阻燃劑和炭黑混合均勻后,加入1.5倍重量質量分數為2%的硅烷偶聯劑kh-560中,攪拌28min,干燥,得改性助劑;
(2)混煉:將丁腈橡膠、氯丁橡膠和聚氯乙烯混合后,加入防老劑rd,在密煉機中混煉8min,然后加入改性助劑、硬脂酸和石蠟,繼續混煉4min,得混煉料;所述混煉料加入開煉機中在60℃溫度下熱煉4min,下料出片;
(3)硫化:將混煉制得的膠片放入真空平板硫化機,加入硫化劑,在160℃溫度下、12mpa壓力下硫化25min,得產品。
實施例7
一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠40份、氯丁橡膠32份、聚氯乙烯29份、氧化鎂4份、硬脂酸2份、玻璃纖維9份、微晶纖維素9份、阻燃劑8份、炭黑10份、石蠟4份、防老劑h1.9份和硫化劑6份。
其中氧化鎂的平均粒徑為100-200nm;硫化劑為過氧化二異丙苯與二硫化二苯并噻唑按重量比1:1混合而成;玻璃纖維的直徑為5-10μm;阻燃劑為三氧化二銻和氫氧化鎂按重量比1:1混合而成。
一種電力發電機減震橡膠的制備方法,包括以下步驟:
(1)預混:將氧化鎂、玻璃纖維、微晶纖維素、阻燃劑和炭黑混合均勻后,加入2倍重量質量分數為3%的硅烷偶聯劑kh-570中,攪拌26min,干燥,得改性助劑;
(2)混煉:將丁腈橡膠、氯丁橡膠和聚氯乙烯混合后,加入防老劑h,在密煉機中混煉5min,然后加入改性助劑、硬脂酸和石蠟,繼續混煉4min,得混煉料;所述混煉料加入開煉機中在60℃溫度下熱煉5min,下料出片;
(3)硫化:將混煉制得的膠片放入真空平板硫化機,加入硫化劑,在160℃溫度下、12mpa壓力下硫化25min,得產品。
實施例8
一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠35份、氯丁橡膠30份、聚氯乙烯30份、氧化鎂5份、硬脂酸2份、玻璃纖維10份、微晶纖維素9份、阻燃劑7份、炭黑11份、石蠟2份、防老劑h2份和硫化劑5份。
其中氧化鎂的平均粒徑為100-200nm;硫化劑為過氧化二異丙苯與二硫化二苯并噻唑按重量比2:1混合而成;玻璃纖維的直徑為5-10μm;阻燃劑為三氧化二銻和氫氧化鎂按重量比1:1混合而成。
一種電力發電機減震橡膠的制備方法,包括以下步驟:
(1)預混:將氧化鎂、玻璃纖維、微晶纖維素、阻燃劑和炭黑混合均勻后,加入1倍重量質量分數為1%的硅烷偶聯劑kh-560中,攪拌35min,干燥,得改性助劑;
(2)混煉:將丁腈橡膠、氯丁橡膠和聚氯乙烯混合后,加入防老劑h,在密煉機中混煉6min,然后加入改性助劑、硬脂酸和石蠟,繼續混煉5min,得混煉料;所述混煉料加入開煉機中在60℃溫度下熱煉3min,下料出片;
(3)硫化:將混煉制得的膠片放入真空平板硫化機,加入硫化劑,在165℃溫度下、13mpa壓力下硫化30min,得產品。
對比例1
對比例1與實施例8基本相同,不同之處在于:去掉原料氧化鎂,具體如下:一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠35份、氯丁橡膠30份、聚氯乙烯30份、硬脂酸2份、玻璃纖維10份、微晶纖維素9份、阻燃劑7份、炭黑11份、石蠟2份、防老劑h2份和硫化劑5份。
其他原料以及制備方法與實施例8相同。
對比例2
對比例1與實施例8基本相同,不同之處在于:去掉原料微晶纖維素,具體如下:
一種電力發電機減震橡膠,由以下重量份數的原料制成:丁腈橡膠35份、氯丁橡膠30份、聚氯乙烯30份、氧化鎂5份、硬脂酸2份、玻璃纖維10份、阻燃劑7份、炭黑11份、石蠟2份、防老劑h2份和硫化劑5份。
其他原料以及制備方法與實施例8相同。
性能測試
檢測實施例1-8以及對比例1-2制備的產品的性能,具體包括常溫下拉伸強度、相對伸長率、邵氏硬度,在150℃×500h后,拉伸強度、斷裂伸長率以及硬度的變化量,具體參見表1。
由表1可知,本發明實施例1-8制備的產品的邵氏硬度為66-69度,拉伸強度為20-27mpa,拉斷伸長率為545-570%,耐磨性磨耗值為0.06-0.1cm3/1.61km,而經過150℃×500h后,拉斷伸長率和拉伸強度變化較少,說明本發明制備的產品耐磨、耐老化性能優異。
而對比例1去掉原料氧化鎂,對比例2去掉微晶纖維素,耐磨性與實施例8相比,相差較大,且其他性能也有所降低,說明納米微晶纖維素能提高炭黑網絡的致密性,從而提高基材機械性能。而氧化鎂能大大增加產品的耐熱和耐老化性能。
最后說明的是,以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換,只要不脫離本發明技術方案的精神和范圍,均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。