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CN108329604B - 一种液体弹用橡胶气囊配方及其制备方法 - Google Patents

一种液体弹用橡胶气囊配方及其制备方法 Download PDF

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CN108329604B CN201810085233.4A CN201810085233A CN108329604B CN 108329604 B CN108329604 B CN 108329604B CN 201810085233 A CN201810085233 A CN 201810085233A CN 108329604 B CN108329604 B CN 108329604B
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Abstract

本发明公开了一种液体弹用橡胶气囊配方及其制备方法，属于橡胶工业领域。其配方组成按质量份为：三元乙丙100份，交联剂1～5份，硫磺0.2～3份，ZnO 3‑8份，SA 1～3份，防老剂0.5~2份，软化剂A 30‑40份，增粘剂A 5‑10份，炭黑45～60份，陶土25‑35份。本发明的气囊可压缩容积应≥0.9L，受2.5MPa的压力试验，可保压5min，‑10℃～+60℃的条件下正常工作，完全满足液体弹对气囊的要求。

Description

一种液体弹用橡胶气囊配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种液体弹用橡胶气囊配方及其制备方法，属于橡胶胶囊制造技术领域。
背景技术
液体弹中装满液体炸药，在运输、碰撞、高温等情况下，液体炸药体积易膨胀，引起爆炸。橡胶材料本身具有较强的弹性，制作成气囊后具有伸缩性强、耐高压的性能，放到液体弹中有效缓解液体炸药由于体积膨胀导致的爆炸风险。
公告号CN104177739B的专利文献公开了一种垂直钻井工具用橡胶油囊的制备方法，该油囊采用氟橡胶，将油囊金属嘴端，油囊橡胶端分段硫化，然后将金属嘴端 与橡胶端两端对接，涂刷粘接剂粘合粘合，再充气在硫化机上进行一次硫化，烘箱二次硫化。
公告号CN104097696A的专利文献公开了装甲车辆动力舱口充气密封带制备方法。它采用天然橡胶，将内胶层、缓冲增强层、外胶层等采取预成型后置入专用模具中，在硫化罐中整体充气硫化制成。
经查询发现，现有的关于囊的专利，一般是分段硫化，再进行对接结合，未涉及整体硫化的硫化方式。可参考的整体硫化生产方式的其他产品的专利采用硫化罐硫化，未采用硫化机台进行压铸生产。现有专利一般是氟橡胶在囊上的应用，较少有涉及囊相关的三元乙丙橡胶配方的专利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液体弹用橡胶气囊配方及其制备方法，其配方包括如下质量份的原料：
三元乙丙橡胶100份，交联剂1～5份，硫磺0.2～3份，ZnO 3-8份，硬脂酸 1～3份，防老剂0.5~2份，软化剂A 30-40份，增粘剂A 5-10份，炭黑45～60份，陶土25-35份。
所述三元乙丙橡胶为三元乙丙4046。
所述交联剂为过氧化物交联剂。
所述软化剂A为石蜡油。
所述增粘剂A为萜烯树脂。
所述炭黑为高耐磨炭黑，其粒径为26～30nm，比表面积80～110m2/g，氧含量0.5%～1.0%，氢含量0.27%～0.34%，密度1.7-2.0g/cm3。
所述防老剂为防老剂MB。
本发明所述的液体弹用橡胶气囊的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：混炼胶的制作
生胶塑炼，加入增粘剂A、氧化锌、硬脂酸、防老剂，一半质量的陶土、炭黑及软化剂A进行翻炼，再加入剩余陶土、炭黑及软化剂A、再加入硫磺及交联剂，进行翻炼，混炼均匀；
步骤2：裁片
出片，出片厚度严格控制在：9±0.5㎜，裁片，胶片大小应控制在半径135mm；
步骤3：预成型
把两片胶片分别放到上下模具中，用上下两种木模压，保证余胶高度高出模具2mm，取出木模；
步骤4：刷粘接剂
在胶的连接面上刷上开姆洛克粘接剂，将模具的中间芯上装上胶片；
步骤5：硫化
合模，向气囊中充入高压气，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35 min，压力12～15 MPa，空气压4～5 MPa；
步骤6；补胶硫化
在气嘴处补胶，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35 min，压力3～5Mpa；
所述步骤3中，用木模预成型，胶片上撒隔离剂滑石粉。
本发明的技术方案采用所述的液体弹用橡胶气囊配方及制备得到的液体弹用橡胶气囊在火箭炮用气囊上的应用。
本发明的有益效果是：本发明应用到一种液体弹中，压缩容积≥0.9L，受2.5MPa的压力试验，可保压5min，-10℃～+60℃的条件下正常工作，完全满足此种液体弹对气囊的要求。
附图说明
图1是本发明的橡胶气囊产品结构示意图。
图2是本发明的模具结构示意图。
图3是本发明的木模结构示意图。
1—橡胶气囊，2—气嘴，3—垫板，4—下模板，5—上模板，6—导柱，7—木模1，8—木模2。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1-3所示，其配方包括如下质量份的原料：
三元乙丙橡胶100份，交联剂1～5份，硫磺0.2～3份，ZnO 3-8份，SA 1～3份，防老剂0.5~2份，软化剂A 30-40份，增粘剂A 5-10份，炭黑45～60份，陶土25-35份。
所述三元乙丙橡胶为三元乙丙4046。
所述交联剂为过氧化物交联剂。
所述软化剂A为石蜡油。
所述增粘剂A为萜烯树脂。
所述炭黑为高耐磨炭黑。
所述防老剂为防老剂MB。
所述液体弹用橡胶气囊其制备方法，包括以下步骤：
步骤1：混炼胶的制作
生胶塑炼，加入增粘剂A、加入氧化锌、硬脂酸、再加入防老剂，一半质量的陶土、炭黑及软化剂A进行翻炼，再加入剩余陶土、炭黑及软化剂A、再加入硫磺及交联剂，进行翻炼，混炼均匀。
步骤2：裁片
出片，出片厚度严格控制在：9±0.5㎜。裁片，胶片大小应控制在半径135mm。
步骤3：预成型
把两片胶片分别放到上下模具中，用上下两种木模压。保证余胶高度高出模具2mm为宜，取出木模。
步骤4：刷粘接剂
在胶的连接面上刷上开姆洛克粘接剂。将模具的中间芯上装上胶片。
步骤5：硫化
合模，在气嘴处向气囊中充入高压气，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35min，压力12～15Mpa，空气压4～5Mpa。
步骤6；补胶硫化
在气嘴处补胶，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35 min，压力3～5Mpa。
液体弹用橡胶气囊，存放于液体炸药中，考虑到液体炸药特殊的工作环境，需要胶料具有较强的耐化学药品性能，较高的热稳定性能，具有较强的弹力，耐压性能以及较好的加工性能，综合考虑选用三元乙丙橡胶。选择了增粘剂A，增强三元乙丙橡胶的自粘性。选择了相容性较好的软化剂A，增强胶料的流动性能。加入了高耐磨炭黑增强胶料的强力，增强产品耐压性能。加入防老剂MB增强胶料的耐热氧老化。采用胶料预成型，再充高压气硫化的方式，对比于分部分硫化再结合，减少了分型面的缺陷。
所述三元乙丙橡胶为三元乙丙4046，所述交联剂为过氧化物交联剂，所述软化剂A为石蜡油，所述增粘剂A为萜烯树脂，所述炭黑为高耐磨炭黑， 所述防老剂为防老剂MB。
具体地说，其制备步骤如下：
步骤1：混炼胶的制作
生胶塑炼，加入增粘剂A、加入氧化锌、硬脂酸、再加入防老剂，一半陶土、炭黑及软化剂A进行翻炼，再加入剩余陶土、炭黑及软化剂A、再加入硫磺及交联剂，进行翻炼，混炼均匀。
混炼工艺见表1。
表1 混炼工艺
序号 加料顺序 辊距：㎜ 时间：min
1 生胶塑炼 1 8
2 增粘剂A 6 3
3 氧化锌、硬脂酸 6 2
4 防老剂MB 6 2
5 加1/2陶土、炭黑、软化剂A 6 6
6 另1/2陶土、炭黑、软化剂A 6 6
7 硫磺 6 2
8 交联剂 6 4
9 混合八把刀 6 8
10 薄通三次 1 6
11 放厚压合下片 9 3
注：①混炼辊温：前辊50±5℃；后辊55±5℃。
②冷却用碳酸钙冷却水，浸泡不少于15min，挂架风干。
③胶料停放不超过2个月。
步骤2：裁片
出片，出片厚度严格控制在：9±0.5㎜。裁片，胶片大小应控制在半径135mm。
步骤3：预成型
把两片胶片分别放到上下模具中，放入600×600平板硫化机上，用上下两种木模压。保证余胶高度高出模具2mm为宜，取出木模。
步骤4：刷粘接剂
在胶的连接面上刷上开姆洛克220粘接剂。将模具的中间芯上装上胶片。
步骤5：硫化
合模，在气嘴处向气囊中充入高压气，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35min，压力13MPa，空气压4.5MPa。
步骤6；补胶硫化
在气嘴处补胶，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35 min，压力3～5Mpa。
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
实施例1-3胶料配方表见表2。
表2 胶料配方表
序号 材料名称 实施例1 实施例2 实施例3
1 三元乙丙4046 100 100 100
2 交联剂 5 2 2
3 硫磺 0.6 3 3
4 ZnO 5 5 5
5 SA 1 1 1
6 防老剂MB 1 1 1
7 石蜡油300# 35 35 35
8 萜烯树脂 8 8 8
9 炭黑 65 65 50
10 陶土 30 30 30
11 合计 250.6 250 235
注：1三元乙丙为武汉世纪君悦橡胶有限公司4046；2陶土为宜都市三沐高岭土有限公司生产的，级别XT-（D）0。
实施例1：
步骤1：混炼胶的制作
按实施例1配方，先将生胶塑炼，加入增粘剂A、加入氧化锌、硬脂酸、再加入防老剂，一半陶土、炭黑及软化剂A进行翻炼，再加入剩余陶土、炭黑及软化剂A、再加入硫磺及交联剂，进行翻炼，混炼均匀。
混炼工艺
序号 加料顺序 辊距：㎜ 时间：min
1 生胶塑炼 1 8
2 增粘剂A 6 3
3 氧化锌、硬脂酸 6 2
4 防老剂MB 6 2
5 加1/2陶土、炭黑、软化剂A 6 6
6 另1/2陶土、炭黑、软化剂A 6 6
7 硫磺 6 2
8 交联剂 6 4
9 混合八把刀 6 8
10 薄通三次 1 6
11 放厚压合下片 9 3
注：①混炼辊温：前辊50±5℃；后辊55±5℃。
②冷却用碳酸钙冷却水，浸泡不少于15min，挂架风干。
③胶料停放不超过2个月。
步骤2：裁片
出片，出片厚度严格控制在：9±0.5㎜。裁片，胶片大小应控制在半径135mm。
步骤3：预成型
把一片胶片分别放到上模具中（图2），胶上撒上隔离剂滑石粉，用木模1压（图3）。把一片胶片分别放到下模具中（图2），胶上撒上隔离剂滑石粉用木模2（图3）压。保证余胶高度高出模具2mm为宜，取出木模。
步骤4：刷粘接剂
在胶的连接面上刷上开姆洛克220粘接剂。将模具的中间芯上装上胶片。
步骤5：硫化
合模，在气嘴处向气囊中充入高压气，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35min，压力13Mpa，空气压4.5Mpa。
步骤6；补胶硫化
把混炼胶在90℃的烘箱中烘10min软化，将此胶在气嘴处补胶，然后放到模具2中硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35 min，压力3～5 MPa。
实施例2：
步骤1：混炼胶的制作
按实施例2配方，先将生胶塑炼，加入增粘剂A、加入氧化锌、硬脂酸、再加入防老剂，一半陶土、炭黑及软化剂A进行翻炼，再加入剩余陶土、炭黑及软化剂A、再加入硫磺及交联剂，进行翻炼，混炼均匀。
混炼工艺
序号 加料顺序 辊距：㎜ 时间：min
1 生胶塑炼 1 8
2 增粘剂A 6 3
3 氧化锌、硬脂酸 6 2
4 防老剂MB 6 2
5 加1/2陶土、炭黑、软化剂A 6 6
6 另1/2陶土、炭黑、软化剂A 6 6
7 硫磺 6 2
8 交联剂 6 4
9 混合八把刀 6 8
10 薄通三次 1 6
11 放厚压合下片 9 3
注：①混炼辊温：前辊50±5℃；后辊55±5℃。
②冷却用碳酸钙冷却水，浸泡不少于15min，挂架风干。
③胶料停放不超过2个月。
步骤2：裁片
出片，出片厚度严格控制在：9±0.5㎜。裁片，胶片大小应控制在半径135mm。
步骤3：预成型
把一片胶片分别放到上模具中（图2），胶上撒上隔离剂滑石粉，用木模1压（图3）。把一片胶片分别放到下模具中（图2），胶上撒上隔离剂滑石粉用木模2（图3）压。保证余胶高度高出模具2mm为宜，取出木模。
步骤4：刷粘接剂
在胶的连接面上刷上开姆洛克220粘接剂。将模具的中间芯上装上胶片。
步骤5：硫化
合模，在气嘴处向气囊中充入高压气，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35min，压力13 MPa，空气压4.5 MPa。
步骤6；补胶硫化
把混炼胶在90℃的烘箱中烘10min软化，将此胶在气嘴处补胶，然后放到模具2中硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35 min，压力3～5 MPa。
实施例3：
步骤1：混炼胶的制作
按实施例3配方，先将生胶塑炼，加入增粘剂A、加入氧化锌、硬脂酸、再加入防老剂，一半陶土、炭黑及软化剂A进行翻炼，再加入剩余陶土、炭黑及软化剂A、再加入硫磺及交联剂，进行翻炼，混炼均匀。
混炼工艺
序号 加料顺序 辊距：㎜ 时间：min
1 生胶塑炼 1 8
2 增粘剂A 6 3
3 氧化锌、硬脂酸 6 2
4 防老剂MB 6 2
5 加1/2陶土、炭黑、软化剂A 6 6
6 另1/2陶土、炭黑、软化剂A 6 6
7 硫磺 6 2
8 交联剂 6 4
9 混合八把刀 6 8
10 薄通三次 1 6
11 放厚压合下片 9 3
注：①混炼辊温：前辊50±5℃；后辊55±5℃。
②冷却用碳酸钙冷却水，浸泡不少于15min，挂架风干。
③胶料停放不超过2个月。
步骤2：裁片
出片，出片厚度严格控制在：9±0.5㎜。裁片，胶片大小应控制在半径135mm。
步骤3：预成型
把一片胶片分别放到上模具中（图2），胶上撒上隔离剂滑石粉，用木模1压（图3）。把一片胶片分别放到下模具中（图2），胶上撒上隔离剂滑石粉用木模2（图3）压。保证余胶高度高出模具2mm为宜，取出木模。
步骤4：刷粘接剂
在胶的连接面上刷上开姆洛克220粘接剂。将模具的中间芯上装上胶片。
步骤5：硫化
合模，在气嘴处向气囊中充入高压气，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35min，压力13MPa，空气压4.5MPa。
步骤6；补胶硫化
把混炼胶在90℃的烘箱中烘10min软化，将此胶在气嘴处补胶，然后放到模具2中硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35 min，压力3～5 MPa。
经试验实施例1—3液体弹用橡胶气囊性能见表3。
表3 液体弹用橡胶气囊性能
序号 试验名称 指标要求 实施例1 实施例2 实施例3
1 拉伸强度/MPa ≥5 9 9 10
2 拉断伸长率/% ≥600 650 630 650
3 拉断永久变形/% ≤20 12 12 12
4 硬度（邵氏A型）/shore A 50±5 53 50 52
5 老化系数（90℃×24h） ≥0.80 0.90 0.85 0.86
6 可压缩容积/L ≥0.9 0.95 0.98 0.97
7 压力试验 2.5MPa的压力试验，可保压5min 符合要求 符合要求 符合要求
8 高低温试验 -10℃～+60℃的条件下正常工作 符合要求 符合要求 符合要求
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何变化、添加、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种液体弹用橡胶气囊的制备方法，其特征在于，其配方质量份为：
三元乙丙橡胶100份，过氧化物交联剂1～5份，硫磺0.2～3份，ZnO 3-8份，硬脂酸 1～3份，防老剂0.5~2份，软化剂A 30-40份，增粘剂A 萜烯树脂 5-10份，炭黑45～60份，陶土25-35份，所述炭黑为高耐磨炭黑，其粒径为26～30nm，比表面积80～110m2/g，氧含量0.5%～1.0%，氢含量0.27%～0.34%，密度1.7-2.0g/cm3，其制备方法包括以下步骤：
步骤1：混炼胶的制作
生胶塑炼，加入增粘剂A、氧化锌、硬脂酸、防老剂，一半质量的陶土、炭黑及软化剂A进行翻炼，再加入剩余陶土、炭黑及软化剂A、再加入硫磺及交联剂，进行翻炼，混炼均匀；
步骤2：裁片出片，出片厚度严格控制在：9±0.5㎜，裁片，胶片大小控制在半径135mm；
步骤3：预成型
把两片胶片分别放到上下模具中，用上下两种木模压，保证余胶高度高出模具2mm，取出木模；
步骤4：刷粘接剂
在胶的连接面上刷上开姆洛克粘接剂，将模具的中间芯上装上胶片；
步骤5：硫化
合模，向气囊中充入高压气，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35 min，压力12～15MPa，空气压4～5MPa；
步骤6：补胶硫化
在气嘴处补胶，硫化，硫化条件：温度160±2℃，时间35 min，压力3～5MPa。
2.根据权利要求1所述的液体弹用橡胶气囊的制备方法，其特征在于，所述三元乙丙橡胶为三元乙丙4046。
3.根据权利要求1所述的液体弹用橡胶气囊的制备方法，其特征在于，所述软化剂A为石蜡油。
4.根据权利要求1所述的液体弹用橡胶气囊的制备方法，其特征在于，所述防老剂为防老剂MB。
5.根据权利要求1所述的液体弹用橡胶气囊的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，用木模预成型，胶片上撒隔离剂滑石粉。
6.采用权利要求1-5任一项所述的液体弹用橡胶气囊的制备方法制备得到的液体弹用橡胶气囊在火箭炮用气囊上的应用。
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