一种耐疲劳辐照膜片胶料及其制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810139076.0 (22)申请日 2018.02.11 (71)申请人 江苏神通阀门股份有限公司 地址 226232 江苏省南通市启东市南阳镇 协兴街88号 (72)发明人 徐春安万美含 (51)Int.Cl. C08L 23/16(2006.01) C08L 9/02(2006.01) C08L 91/06(2006.01) C08K 13/04(2006.01) C08K 7/24(2006.01) C08K 3/04(2006.01) C08K 3/36(200。

2、6.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 5/09(2006.01) (54)发明名称 一种耐疲劳辐照膜片胶料及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种耐疲劳辐照膜片胶料， 由 三元乙丙橡胶、 丁腈橡胶、 补强填充剂、 硫化剂、 硫化促进剂， 活性剂、 增塑剂、 防老剂、 抗辐照助 剂、 粘合剂、 抗疲劳剂经塑炼以及混炼制成， 本发 明所制成的膜片胶料， 具有优良耐疲劳性能， 曲 挠次数可达25万次以上； 本发明通过简单的塑炼 和混炼工艺制成耐疲劳辐照膜片胶料， 经935KGy 辐照之后拉伸强度、 断裂伸长率以及硬度变化率 均有大幅度的减小， 提升了膜片胶料的耐辐照性 能，。

3、 可用于生产各种耐辐照橡胶制品， 广泛应用 于航空航天、 核工业、 电子通讯、 化工、 医学、 船舶 等多种领域中的有高能辐射的环境中， 具有很好 的社会效益和经济效益。 权利要求书2页 说明书4页 CN 108239346 A 2018.07.03 CN 108239346 A 1.一种耐疲劳辐照膜片胶料， 由三元乙丙橡胶、 丁腈橡胶、 补强填充剂、 硫化剂、 硫化促 进剂， 活性剂、 增塑剂、 防老剂、 抗辐照助剂、 粘合剂、 抗疲劳剂经塑炼以及混炼制成， 其特征 在于： 配方比例按重量份计为三元乙丙橡胶40-100份、 丁腈橡胶0-60份、 补强填充剂25-120 份、 硫化剂0.3-5。

4、份、 硫化促进剂0-5份， 活性剂1-15份、 增塑剂5-30份、 防老剂1-5份、 抗辐照 助剂1-50份、 粘合剂1-6份、 抗疲劳剂1-10份。 2.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述补强填充剂为白炭黑、 炭黑N115、 炭黑N220、 炭黑N330、 炭黑N550、 炭黑N770或炭黑N990。 3.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述补强填充剂为白炭黑、 炭黑N115、 炭黑N220、 炭黑N330、 炭黑N550、 炭黑N770或炭黑N990之间按任一比混合。 4.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述硫化剂为硫磺、。

5、 DCP或 TAIC。 5.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述硫化剂为硫磺、 DCP或 TAIC中之间按任一比混合。 6.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述硫化促进剂为秋兰姆类 促进剂TMTD、 噻唑类促进剂DM、 次磺酰胺类促进剂CZ或次磺酰胺类促进剂NS。 7.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述硫化促进剂为秋兰姆类 促进剂TMTD、 噻唑类促进剂DM、 次磺酰胺类促进剂CZ或次磺酰胺类促进剂NS之间按任一比 混合。 8.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述硫化活性剂为氧化锌或 硬脂酸。 9.如权利。

6、要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述硫化活性剂为氧化锌和 硬脂酸按任一比混合。 10.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述增塑剂为石蜡油、 芳烃 油、 古马隆、 C5树脂、 C9树脂、 邻苯二甲酸二辛酯、 液体丁二烯。 11.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述增塑剂为石蜡油、 芳烃 油、 古马隆、 C5树脂、 C9树脂、 邻苯二甲酸二辛酯、 液体丁二烯之间按任一比混合。 12.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述防老剂为防老剂RD、 防 老剂4020、 防老剂MC、 防老剂MB、 防老剂BLE或者微晶蜡。 13。

7、.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述防老剂为防老剂RD、 防 老剂4020、 防老剂MC、 防老剂MB、 防老剂BLE或者微晶蜡之间按任一比混合。 14.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述抗辐照助剂为四氧化 三铅、 氧化镝、 氧化铈、 氧化钇、 氧化硼、 碳化硼或氮化硼。 15.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述抗辐照助剂为四氧化 三铅、 氧化镝、 氧化铈、 氧化钇、 氧化硼、 碳化硼或氮化硼之间按任一比混合。 16.如权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述粘合剂为粘合剂A和粘 合剂RS。 17.如权利要。

8、求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料， 其特征在于： 所述抗疲劳剂为碳纳米管。 18.根据权利要求1所述的耐疲劳辐照膜片胶料的制备方法， 其特征在于： 步骤1， 塑炼： 取三元乙丙橡胶40-100份、 丁腈橡胶0-60份于开炼机上塑炼， 调整辊距至 权利要求书 1/2 页 2 CN 108239346 A 2 1.5-4mm， 控制辊温在40-50， 塑炼8-15min得到塑炼胶； 步骤2， 混炼： 混炼采用两段混炼工艺， 一段混炼先将步骤1中制得的塑炼胶投入密炼机 中， 压紧上顶栓混炼0.5-1.5min； 然后加入补强填充剂25-120份、 活性剂1-15份、 增塑剂5- 30份、 防老剂1-5份。

9、、 抗辐照助剂1-50份、 粘合剂1-6份， 抗疲劳剂1-10份混炼3-5min， 控制排 胶温度在140-160， 经开炼机翻炼， 按厚度8-12mm出片,常温冷却,得到一段混炼胶， 停放 4-12h； 随后进行二段混炼， 将一段混炼制取的混炼胶、 硫化剂0.3-5份、 硫化促进剂0-5份和 粘合剂1-6份加入密炼机中， 混炼3-4min， 控制排胶温度在80-110， 经开炼机翻炼， 按厚度 8-12mm出片， 常温冷却， 即可制得耐疲劳辐照膜片胶料。 19.根据权利要求18所述的耐疲劳辐照膜片胶料的制备方法， 其特征在于： 所述一段混 炼时使用的粘合剂为粘合剂RS， 所述二段混炼中使用的。

10、粘合剂为粘合剂A。 权利要求书 2/2 页 3 CN 108239346 A 3 一种耐疲劳辐照膜片胶料及其制备方法 所属技术领域 0001 本发明涉及一种新型胶料及其制备工艺， 尤其涉及一种耐疲劳辐照膜片胶料及其 制备方法。 背景技术 0002 近些年来， 中国经济的迅猛发展促进了核电行业的快速成长， 核电站运行的机组 不断增加。 气动调节阀是一种重要的核电阀门， 而膜片是决定调节阀寿命的关键部件。 0003 目前， 核电行业气动调节阀膜片在使用过程中经常出现因膜片疲劳撕裂与辐照老 化而导致泄露问题， 对核电站的稳定运行构成影响， 严重时会发生跳堆现象。 发明内容 0004 本发明的目的在于。

11、克服现有技术的不足， 提供一种耐疲劳辐照膜片胶料， 由三元 乙丙橡胶、 丁腈橡胶、 补强填充剂、 硫化剂、 硫化促进剂， 活性剂、 增塑剂、 防老剂、 抗辐照助 剂、 粘合剂、 抗疲劳剂经塑炼以及混炼制成； 配方比例按重量份计为三元乙丙橡胶40-100 份、 丁腈橡胶0-60份、 补强填充剂25-120份、 硫化剂0.3-5份、 硫化促进剂0-5份， 活性剂1-15 份、 增塑剂5-30份、 防老剂1-5份、 抗辐照助剂1-50份、 粘合剂1-6份、 抗疲劳剂1-10份。 0005 进一步的补强填充剂为白炭黑、 炭黑N115、 炭黑N220、 炭黑N330、 炭黑N550、 炭黑 N770或炭。

12、黑N990。 0006 进一步的补强填充剂为白炭黑、 炭黑N115、 炭黑N220、 炭黑N330、 炭黑N550、 炭黑 N770或炭黑N990之间按任一比混合。 0007 进一步的硫化剂为硫磺、 DCP或TAIC。 0008 进一步的硫化剂为硫磺、 DCP或TAIC中之间按任一比混合。 0009 进一步的硫化促进剂为秋兰姆类促进剂TMTD、 噻唑类促进剂DM、 次磺酰胺类促进 剂CZ或次磺酰胺类促进剂NS。 0010 进一步的硫化促进剂为秋兰姆类促进剂TMTD、 噻唑类促进剂DM、 次磺酰胺类促进 剂CZ或次磺酰胺类促进剂NS之间按任一比混合。 0011 进一步的硫化活性剂为氧化锌或硬脂酸。

13、。 0012 进一步的硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸按任一比混合。 0013 进一步的增塑剂为石蜡油、 芳烃油、 古马隆、 C5树脂、 C9树脂、 邻苯二甲酸二辛酯、 液体丁二烯。 0014 进一步的增塑剂为石蜡油、 芳烃油、 古马隆、 C5树脂、 C9树脂、 邻苯二甲酸二辛酯、 液体丁二烯之间按任一比混合。 0015 进一步的防老剂为防老剂RD、 防老剂4020、 防老剂MC、 防老剂MB、 防老剂BLE或者微 晶蜡。 0016 进一步的防老剂为防老剂RD、 防老剂4020、 防老剂MC、 防老剂MB、 防老剂BLE或者微 晶蜡之间按任一比混合。 说明书 1/4 页 4 CN 108239346。

14、 A 4 0017 进一步的抗辐照助剂为四氧化三铅、 氧化镝、 氧化铈、 氧化钇、 氧化硼、 碳化硼或氮 化硼。 0018 进一步的抗辐照助剂为四氧化三铅、 氧化镝、 氧化铈、 氧化钇、 氧化硼、 碳化硼或氮 化硼之间按任一比混合。 0019 进一步的粘合剂为粘合剂A和粘合剂RS。 0020 进一步的抗疲劳剂为碳纳米管。 0021 本发明所述的耐疲劳辐照膜片胶料的制备方法， 步骤1， 塑炼： 取三元乙丙橡胶40-100份、 丁腈橡胶0-60份于开炼机上塑炼， 调整辊距至 1.5-4mm， 控制辊温在40-50， 塑炼8-15min得到塑炼胶； 步骤2， 混炼： 混炼采用两段混炼工艺， 一段混炼。

15、先将步骤1中制得的塑炼胶投入密炼机 中， 压紧上顶栓混炼0.5-1.5min； 然后加入补强填充剂25-120份、 活性剂1-15份、 增塑剂5- 30份、 防老剂1-5份、 抗辐照助剂1-50份、 粘合剂1-6份， 抗疲劳剂1-10份混炼3-5min， 控制排 胶温度在140-160， 经开炼机翻炼， 按厚度8-12mm出片,常温冷却,得到一段混炼胶， 停放 4-12h； 随后进行二段混炼， 将一段混炼制取的混炼胶、 硫化剂0.3-5份、 硫化促进剂0-5份和 粘合剂1-6份加入密炼机中， 混炼3-4min， 控制排胶温度在80-110， 经开炼机翻炼， 按厚度 8-12mm出片， 常温冷却。

16、， 即可制得耐疲劳辐照膜片胶料。 0022 进一步的， 所述一段混炼时使用的粘合剂为粘合剂RS， 所述二段混炼中使用的粘 合剂为粘合剂A。 0023 本发明所制成的膜片胶料， 具有优良耐疲劳性能， 曲挠次数可达25万次以上； 本发 明通过简单的塑炼和混炼工艺制成耐疲劳辐照膜片胶料， 经935KGy辐照之后拉伸强度、 断 裂伸长率以及硬度变化率均有大幅度的减小， 提升了膜片胶料的耐辐照性能， 可用于生产 各种耐辐照橡胶制品， 广泛应用于航空航天、 核工业、 电子通讯、 化工、 医学、 船舶等多种领 域中的有高能辐射的环境中， 具有很好的社会效益和经济效益。 具体实施方式 0024 实施例1 配方。

17、比例按重量份计： 三元乙丙橡胶70份， 丁腈橡胶30份， 炭黑N330为55份， 白炭黑5 份， DCP 2.5份， TAIC 0.5份， 硫磺0.3份， 促进剂CZ 0.5份， 氧化锌 5份， 硬脂酸2份， 邻苯二 甲酸二辛酯12份， 防老剂RD 1.5份， 防老剂4020为1份， 防老剂MB 1份， 四氧化三铅25份， 氧 化铈5份， 粘合剂RS 2.5份， 粘合剂A 1.5份， 碳纳米管3份。 0025 所述的耐疲劳耐辐照膜片胶料制备方法， 具体步骤如下： （1） 塑炼： 将三元乙丙橡胶70份和丁腈橡胶30份在开炼机上塑炼， 调整辊距1.5-4mm， 辊 温控制在40-50， 塑炼15m。

18、in制成塑炼胶。 0026 （2） 混炼： 混炼采用两段混炼工艺， 一段混炼时先将塑炼胶投入到密炼机中压紧上 顶栓， 密炼1min， 然后开上顶栓， 加入炭黑N330为55份， 白炭黑5份， 氧化锌5份， 硬脂酸2份， 邻苯二甲酸二辛酯12份， 防老剂RD 1.5份， 防老剂4020为1份， 防老剂MB1份， 四氧化三铅25 份， 氧化铈5份， 粘合剂RS2.5份以及碳纳米管3份， 混炼4min， 控制排胶温度在140-160， 经 开炼机翻炼， 按厚度8-12mm出片， 常温冷却， 得到一段混炼胶， 停放8h； 二段混炼， 将一段制 说明书 2/4 页 5 CN 108239346 A 5 。

19、取的混炼胶与DCP2.5份， TAIC0.5份， 硫磺0.3份， 促进剂CZ 0.5份以及粘合剂A1.5份加入密 炼机中， 混炼3min， 控制排胶温度在80-110， 经开炼机翻炼， 按厚度8-12mm出片， 常温冷 却， 即可制得耐疲劳耐辐照膜片胶料。 0027 实施例2 配方比例按重量份计： 三元乙丙橡胶40份， 丁腈橡胶60份， 炭黑N550为25份， 炭黑N770 为20份， 白炭黑8份， DCP 2份， TAIC 0.3份， 硫磺1份， 促进剂NS 0.8份， 氧化锌 5份， 硬脂酸3 份， 石蜡油8份， 液体丁二烯5份， 防老剂RD 1份， 防老剂4020为1份， 防老剂BLE 。

20、1份， 微晶蜡1 份， 四氧化三铅40份， 碳化硼2.5份， 粘合剂RS 2.5份， 粘合剂A 1.5份， 碳纳米管2份。 0028 所述的耐疲劳耐辐照膜片胶料制备方法， 具体步骤如下： （1） 塑炼： 将三元乙丙橡胶40份和丁腈橡胶60份在开炼机上塑炼， 调整辊距1.5-4mm， 辊 温控制在40-50， 塑炼10min制成塑炼胶。 0029 （2） 混炼： 混炼采用两段混炼工艺， 一段混炼时先将塑炼胶投入到密炼机中， 压紧 上顶栓， 密炼0.5min， 然后开上顶栓， 加入炭黑N550共25份， 炭黑N770共20份， 白炭黑8份， 氧 化锌5份， 硬脂酸3份， 石蜡油8份， 液体丁二烯5。

21、份， 防老剂RD1份， 防老剂4020共1份， 防老剂 BLE1份， 微晶蜡蜡1份， 四氧化三铅40份， 碳化硼2.5份， 粘合剂RS2.5份以及碳纳米管2份， 混 炼3min， 控制排胶温度在140-160， 经开炼机翻炼， 按厚度8-12mm出片， 常温冷却， 得到一 段混炼胶， 停放6h； 二段混炼， 将一段制取的混炼胶与DCP2份， TAIC0.3份， 1份硫磺， 促进剂 NS0.8份以及粘合剂A1.5份加入密炼机中， 混炼4min， 控制排胶温度在80-110， 经开炼机 翻炼， 按厚度8-12mm出片， 常温冷却， 即可制得耐疲劳耐辐照胶料。 0030 实施例3 配方比例按重量份计。

22、： 三元乙丙橡胶100份， 炭黑N330为30份， 炭黑N990为30份， 白炭黑 5份， DCP 3份， 硫磺0.3份， TMTD 0.3份， 氧化锌8份， 硬脂酸3份， 石蜡油18份， 防老剂RD 1份， 防老剂BLE 1份， 防老剂MC 1份， 氧化铈5份， 氧化镝3份， 氮化硼2.5份， 粘合剂RS 2.8份， 粘 合剂A 1.6份， 碳纳米管5份。 0031 所述的耐疲劳耐辐照膜片胶料制备方法， 具体步骤如下： （1） 塑炼： 将三元乙丙橡胶100份， 在开炼机上塑炼， 调整辊距1.5-4mm， 辊温控制在40- 50， 塑炼12min制成塑炼胶。 0032 （2） 混炼： 混炼采用。

23、两段混炼工艺， 一段混炼时先将塑炼胶投入到密炼机中， 压紧 上顶栓， 密炼1.5min， 然后开上顶栓， 加入炭黑N330以及炭黑N990各30份， 白炭黑5份， 氧化 锌8份， 硬脂酸3份， 石蜡油18份， 防老剂RD1份， 防老剂BLE1份， 防老剂MC 1份， 氧化铈5份， 氧 化镝3份， 氮化硼2.5份， 粘合剂RS2.8份以及碳纳米管5份， 密炼4min， 控制排胶温度在140- 160， 经开炼机翻炼， 按厚度8-12mm出片， 常温冷却， 得到一段混炼胶， 停放12h； 二段混炼， 将一段制取的混炼胶与DCP3份， 硫磺0.3份， TMTD0.3份以及粘合剂A1.6份加入密炼机中。

24、， 混 炼3min， 控制排胶温度在80-110， 经开炼机翻炼， 按厚度8-12mm出片， 常温冷却， 即可制得 耐疲劳耐辐照胶料。 0033 对比例1 配方比例按重量份计： 三元乙丙橡胶40份， 丁腈橡胶60份， 炭黑N550为30份， 炭黑N770 为20份， 白炭黑8份， DCP 2份， TAIC 0.3份， 硫磺1份， 促进剂NS 0.8份， 氧化锌 5份， 硬脂酸3 份， 石蜡油8份， 液体丁二烯5份， 防老剂RD 1份， 防老剂4020为1份， 防老剂BLE 1份， 微晶蜡1 说明书 3/4 页 6 CN 108239346 A 6 份， 粘合剂RS 2.5份， 粘合剂A 1.5。

25、份。 0034 所述膜片胶料制备方法， 具体步骤如下： （1） 塑炼： 将三元乙丙橡胶40份和丁腈橡胶60份在开炼机上塑炼， 调整辊距1.5-4mm， 辊 温控制在40-50， 塑炼10min制成塑炼胶。 0035 （2） 混炼： 混炼采用两段混炼工艺， 一段混炼时先将塑炼胶投入到密炼机中， 压紧 上顶栓， 密炼0.5min， 然后开上顶栓， 加入炭黑N550为30份， 炭黑N770为20份， 白炭黑8份， 氧 化锌5份， 硬脂酸3份， 石蜡油8份， 液体丁二烯5份， 防老剂RD1份， 防老剂4020为1份， 防老剂 BLE1份， 微晶蜡1份以及粘合剂RS2.5份混炼3min， 控制排胶温度在。

26、140-160， 经开炼机翻 炼， 按厚度8-12mm出片， 常温冷却， 得到一段混炼胶， 停放6h； 二段混炼， 将一段制取的混炼 胶与DCP 2份， TAIC 0.3份， 硫磺1份， 促进剂NS0.8份以及粘合剂A 1.5份加入密炼机中， 混 炼4min， 控制排胶温度在80-110， 经开炼机翻炼， 按厚度8-12mm出片， 常温冷却， 即可制得 普通胶料。 0036 对上述实施例1、 2、 3制得耐疲劳耐辐照膜片胶料， 以及对比例1制得的普通胶料， 在15520min的条件下进行硫化后， 得到试验样品， 并进行性能测试。 0037 1、 耐疲劳性能测试， 结果如表1： 表1： 测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1 曲挠次数/万次25252515 2、 辐照后力学性能测试， 样品在空气中接受累计辐照剂量为935KGy， 结果如表2： 表2： 说明书 4/4 页 7 CN 108239346 A 7 。