一种PU树脂型耐磨丁腈橡胶及制备方法
技术领域
本发明属于丁腈橡胶技术领域，特别涉及一种PU树脂型耐磨丁腈橡胶及制备方法。
背景技术
提高橡胶胶辊的耐磨性，是橡胶胶辊工业追求的目标。这取决于对产品的要求，以及产品在实际生产中使用的周期。
丁腈橡胶是由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，绝缘性能低劣，弹性稍低。广泛用于制造各种耐油橡胶制品、耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。
PU树脂，代号UR，是由聚酯（或聚醚）与二异氰胺脂类化合物聚合而成的。它的化学结构比一般弹性聚合物复杂，除反复出现的氨基甲酸酯基团外，分子链中往往还含有酯基、醚基、芳香基等基团。UR分子主链之间由于存在氢键的作用力，因而具有硬度高、强度好、高弹性、高耐磨性、耐撕裂、耐老化、耐臭氧、耐辐射及良好的导电性等优点，是一般橡胶所不能比的。
发明内容
本发明的目的是为了进一步提高丁腈橡胶的耐磨性能，提供了一种PU树脂型耐磨丁腈橡胶及制备方法。本发明是在通用的丁腈橡胶配方基础上加入PU树脂，通过合理的配比改变了丁腈橡胶的硫化体系，使PU树脂分子链与丁腈橡胶的分子链发生共聚反应，从而提高了丁腈橡胶的耐磨性。
本发明的技术方案之一为，一种PU树脂型耐磨丁腈橡胶，各原料组份的质量份数如下：
丁腈橡胶 100份
氧化锌 22~27份
PU树脂 10~20份
炭黑N220 22~27份
炭黑N550 18~23份
1,4-丁二醇 8~13份
增塑剂 6~10份
防老剂 MBZ 0.7~1.2份
硫化剂DCP1.2~1.8份。
其中，所述丁腈橡胶为丁腈橡胶6280；
所述PU树脂为聚氨酯树脂D3145；硫化后PU树脂的物理机械性能检测结果：硬度为90-92度（邵氏硬度）；拉伸强度50-55MPa；撕裂强度90-100KN/M；扯断伸长率200-260%，阿克隆磨耗0.08cm3/1.6km；
所述增塑剂为对苯二甲酸二辛酯；加入增塑剂后使半成品胶料质地柔软，加工性能良好，挤出的胶条光滑，二次加工后能够重复利用使产品成材率有所提高。
本发明的技术方案之二为，上述PU树脂型耐磨丁腈橡胶的制备方法，步骤如下：
按照配方的比例配制各种原料，用密炼机混合炼制成胶料，再经过开炼机薄通数遍，然后压成胶片停放36~48小时即可。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、本发明通过各原料合理的配比改变了丁腈橡胶的硫化体系，使PU树脂分子链与丁腈橡胶的分子链发生共聚反应；
2、本发明所使用的原料中，采用的丁腈橡胶在硫化过程中能够在温度120℃以下短时间使线形分子链形成立体网状的分子链，经硫化后产品交联密度增加，产品各项性能指标优于通用型硫化体系的产品；加入PU树脂制得的丁腈橡胶不仅具有较高的耐磨性，而且PU树脂在胶料中还能起操作助剂的作用，使混炼胶便于加工；1,4-丁二醇在加工过程中起临时增塑剂作用，而在硫化过程中又参与硫化效应，能赋予硫化胶较高的交联密度，因此应用1,4-丁二醇不但能够提高丁腈橡胶的加工性能和产品的质量，同时还减少或替代其他助剂材料，如：软化剂、促进剂、及炭黑的使用量，这样就在原材料的使用上大大地降低成本；
3、本发明的丁腈橡胶在耐磨程度上有了较大的提高。
具体实施方式
以下实施例中的丁腈橡胶6280购自韩国LG；聚氨酯树脂D3145购自山东一诺威聚氨酯股份有限公司；增塑剂为对苯二甲酸二辛酯（环保型LF-30）。
实施例1
1.1.准备原料，各原料按质量份数为：丁腈橡胶 100份，氧化锌 25份，PU树脂20份，1,4-丁二醇 10份，炭黑N220 25份，炭黑N550 20份，增塑剂 8份，防老剂MBZ 1份，硫化剂DCP1.5份。
1.2制备方法：取丁腈橡胶 1000g，氧化锌 250g，PU树脂 200g，1,4-丁二醇 100g，炭黑N220 250g，炭黑N550 200g，增塑剂 80g，防老剂MBZ 10g，硫化剂DCP 15g，用密炼机进行混合炼制成胶料，再经过开炼机薄通4遍，然后压成胶片停放48小时即可获得丁腈橡胶胶料。
1.3检测结果：按照国家标准“橡胶试验胶料.配料.混炼和硫化设备及操作程序”制备出橡胶式样进行检测。橡胶物理机械性能：拉伸强度17-20MPa，撕裂强度45-50KN/M，扯断伸长率250-300%，邵氏硬度78-85HA，阿克隆磨耗0.14cm3/1.6km。
实施例2
1.1.准备原料，各原料按质量份数为：丁腈橡胶 100份，氧化锌 25份，PU树脂 15份，1,4-丁二醇 10份，炭黑N220 25份，炭黑N550 20份，增塑剂 8份，防老剂MBZ 1份，硫化剂DCP1.5份。
1.2制备方法：取丁腈橡胶 1000g，氧化锌 250g，PU树脂 150g，1,4-丁二醇 100g，炭黑N220 250g，炭黑N550 200g，增塑剂 80g，防老剂MBZ 10g，硫化剂DCP 15g，用密炼机进行混合炼制成胶料，再经过开炼机薄通4遍，然后压成胶片停放48小时即可获得丁腈橡胶胶料。
1.3检测结果：按照国家标准“橡胶试验胶料.配料.混炼和硫化设备及操作程序”制备出橡胶式样进行检测；橡胶物理机械性能：拉伸强度17-20MPa，撕裂强度45-50KN/M，扯断伸长率250-300%，邵氏硬度75-80HA，阿克隆磨耗0.15cm3/1.6km。
对比例1
1.1.准备原料，各原料按质量份数为：丁腈橡胶 115份，氧化锌 25份，PU树脂 15份，1,4-丁二醇 10份，炭黑N220 25份，炭黑N550 20份，增塑剂 8份，防老剂MBZ 1份，硫化剂DCP1.5份。
制备方法同实施例2。
将实施例2和对比例1的产品制成胶辊使用，实施例2制成的胶辊在耐磨性能方面有了较大的提高，在使用周期上比对比例1的胶辊提高了20-30%。
对比例2
1.1.准备原料，各原料按质量份数为：丁腈橡胶 100份，氧化锌 25份，PU树脂25份，1,4-丁二醇 10份，炭黑N220 25份，炭黑N550 20份，增塑剂 8份，防老剂MBZ 1份，硫化剂DCP1.5份。
制备方法同实施例2。
该配方得到的胶料各项物理机械性能均下降，如果PU树脂加入量继续增大甚至破坏橡胶硫化体系。
实施例3
1.1.准备原料，各原料按质量份数为：丁腈橡胶 100份，氧化锌 25份，PU树脂 10份；1,4-丁二醇 10份；炭黑N220 25份；炭黑N550 20份；增塑剂 8份；防老剂MBZ 1份；硫化剂DCP1.5份。
1.2制备方法：取丁腈橡胶 1000g，氧化锌 250g，PU树脂 100g，1,4-丁二醇 100g，炭黑N220 250g，炭黑N550 200g，增塑剂 80g，防老剂MBZ 10g，硫化剂DCP 15g，用密炼机进行混合炼制成胶料，再经过开炼机薄通4遍，然后压成胶片停放48小时即可获得丁腈橡胶胶料。
1.3检测结果：按照国家标准“橡胶试验胶料.配料.混炼和硫化设备及操作程序”制备出橡胶式样进行检测；橡胶物理机械性能：拉伸强度17-20MPa，撕裂强度45-50KN/M，扯断伸长率250-300%，邵氏硬度75-80HA，阿克隆磨耗0.18cm3/1.6km。
实施例4
1.1.准备原料，各原料按质量份数为：丁腈橡胶 100份，氧化锌 22份，PU树脂 10份；1,4-丁二醇 8份；炭黑N220 22份；炭黑N550 18份；增塑剂 6份；防老剂MBZ 0.7份；硫化剂DCP1.2份。
1.2制备方法：取丁腈橡胶 1000g，氧化锌 220g，PU树脂 100g，1,4-丁二醇 80g，炭黑N220 220g，炭黑N550 180g，增塑剂 60g，防老剂MBZ 7g，硫化剂DCP 12g，用密炼机进行混合炼制成胶料，再经过开炼机薄通3遍，然后压成胶片停放36小时即可获得丁腈橡胶胶料。
实施例5
1.1.准备原料，各原料按质量份数为：丁腈橡胶 100份，氧化锌 27份，PU树脂 20份；1,4-丁二醇 13份；炭黑N220 27份；炭黑N550 23份；增塑剂 10份；防老剂MBZ 1.2份；硫化剂DCP 1.8份。
1.2制备方法：取丁腈橡胶 1000g，氧化锌 270g，PU树脂 200g，1,4-丁二醇 130g，炭黑N220 270g，炭黑N550 230g，增塑剂 100g，防老剂MBZ 12g，硫化剂DCP 18g，用密炼机进行混合炼制成胶料，再经过开炼机薄通3遍，然后压成胶片停放36小时即可获得丁腈橡胶胶料。
