一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料及其制备方法与流程

专利2026-08-27  7


本发明属于橡胶密封材料,具体涉及一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料及其制备方法。


背景技术:

1、随着我国轨道交通及汽车工业的发展,对高铁及汽车非轮胎用高分子橡胶制品的超高低温及化学介质的要求亦越来越苛刻,高铁及汽车非轮胎用高分子橡胶制品所选用的高性能橡塑新材料亦由传统的橡塑品种向更高性能的特种合成材料过渡,特别是许多高级材料的应用已逐步发展,如饱和丁腈橡胶在高性能汽车用橡塑零部件中的应用,以及如丙烯酸酯橡胶(aem)、氟橡胶(fkm),乙丙橡胶(epdm)、饱和丁腈橡胶(hnbr)、氟硅橡胶(fvmq)工业自动化控制领域。国内高性能密封制品8/129及管路的高分子原材料都严重依赖进口,近10年国内在高性能高分子材料等特种合成橡塑材料亦广泛应用汽车密封系统,石油钻探及高端产品有了长足发展,如氟橡胶、芳纶线及氢化丁腈橡胶等已逐步实现了商业化。工艺装备方面民族企业近几年已经有长足进步;配先进高分子材料是高铁及汽车制造技术发展的基础,如何将先进高分子材料领域的新成果快速的应用到高铁及汽车制造行业是首先要考虑的问题,先进高分子材料汽车零部件领域的技术发展趋势主要表现在以下几个方面:橡胶材料在汽车领域除了用于轮胎制品外,还广泛用于制造胶管、胶带、密封制品(油封、o型圈及各类衬垫)、密封条、减震器、皮碗、皮膜、防尘罩等。据统计,在汽车的底盘、发动机、车身、燃油供给、冷却及制动、变速等系统装有数百种橡胶部件,约占汽车自重的3%-6%,在汽车用非金属材料中橡胶占有重要的地位。

2、橡胶材料在高铁上的应用也很广泛,如:减震支撑、弹性悬挂、阻燃护套、密封制品(车窗、车门、各种阀的密封圈及胶垫)等。这些橡胶制品在高铁减震、密封上起到至关重要的作用。

3、橡胶部件在工作状态下除受应力作用外,还要接触燃油、液压油、润滑油、lng、甲烷等各种介质,经受高低温、天候老化和震动的考验。随着汽车工业技术水平的不断提高,尤其是随着汽车向高性能、低油耗、低排放与低噪音、超长使用寿命方向的发展,汽车上增加了多种新的装置,如排气净化装置、燃油喷射装置、涡轮增压装置等。因而使发动机的输出扭矩进一步提高,发动机罩内温度也随之提高,致使橡胶部件的工作温度提高、工作环境更加苛刻,要求橡胶部件能够在-50~150℃的空气中或介质油中长期使用,同时,为了适应汽车高性能、低能耗、低排放、低噪音与超长使用寿命的要求,汽车燃料油、润滑油、制冷剂也在不断改进,其添加剂成分也随之改变,特别是随着燃料油的多样化发展,因此对汽车用橡胶材料也提出了新的究课题。为了满足汽车工业的发展和需求,开展对汽车用特种橡胶的研究与应用具有十分重大的意义。

4、然而,在使用过程中,随着时间的不断延长,由于现今的橡胶密封材料耐油性和耐腐蚀性能一般,因此不能长时间在油性或腐蚀环境中使用,使用寿命短。基于此,我们提出了一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料及其制备方法,希冀解决现有技术中的不足之处。


技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料及其制备方法。

2、本发明是通过以下技术方案实现的:

3、一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料,含以下重量份的组分:

4、丁腈橡胶50~70份、氯丁橡胶20~30份、氧化锌3~4份、改性复合填料20~30份、白炭黑6~8份、促进剂3~5份、防老剂2~3份、硫化剂2~3份、硬脂酸2~4份、增塑剂6~10份。

5、优选的,含以下重量份的组分:

6、丁腈橡胶60份、氯丁橡胶25份、氧化锌3.5份、改性复合填料25份、白炭黑7份、促进剂4份、防老剂2.5份、硫化剂2.5份、硬脂酸3份、增塑剂8份。

7、进一步地,所述促进剂为四甲基二硫化秋兰姆、防老剂为防老剂4010,增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯,硫化剂为硫磺。

8、进一步地,所述改性复合填料的制备,包括如下步骤:

9、1)将去离子水和乙醇按照体积比为1:8~12的比例加入到烧杯中混匀,然后向烧杯中添加kh-570,搅拌处理30~40min后,将经过火焰处理后的纳米二氧化硅加入到烧杯中,并进行恒温搅拌处理1~2h;

10、2)将步骤1)中处理后的纳米二氧化硅用乙醇进行离心洗涤,洗涤3~5次后,离心去除乙醇后置于真空干燥箱内进行低温真空干燥处理,得改性纳米二氧化硅备用;

11、3)将蒙脱土置于低温等离子体表面处理机中进行低温等离子体处理,然后取出备用;

12、4)将步骤2)中所得的改性纳米二氧化硅和步骤3)中处理后的蒙脱土按照重量比为10~14:1加入到珠磨机中,进行变速研磨处理,完成后加入到处理液中进行恒温搅拌处理,完成后用乙醇进行离心洗涤,洗涤3~5次后,离心去除乙醇后置于真空干燥箱内进行低温真空干燥处理,即得改性复合填料。

13、进一步地,步骤1)中所述的搅拌处理时控制搅拌速度为2000~4000rpm,恒温搅拌处理时温度为50~70℃,转速为6000~9000rpm。

14、进一步地,步骤2)中所述的离心洗涤时离心机的转速为5000~7000rpm,每次离心洗涤的时间为16~20min;所述的低温真空干燥处理时控制温度为30~40℃。

15、进一步地,步骤3)中所述的低温等离子体处理时产生等离子体时的气压为70~100pa,工作电压为300~400v,频率为50~70hz,功率为600~800w,处理时间为7~10min。

16、进一步地,步骤4)中所述的变速研磨处理具体为先3000~5000rpm研磨10~30min,然后6000~8000rpm研磨6~10min;所述处理液中各成分及对应重量百分比为:kh-57012~15%、富里酸2~3%、单宁酸2~3%、大豆卵磷脂10~14%、余量为去离子水;离心洗涤时离心机的转速为5000~7000rpm,每次离心洗涤的时间为16~20min;所述的低温真空干燥处理时控制温度为30~40℃。

17、一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料的制备方法,包括如下步骤:

18、(1)按重量份称取各组分原料:丁腈橡胶、氯丁橡胶、氧化锌、改性复合填料、白炭黑、促进剂、防老剂、硫化剂、硬脂酸、增塑剂;

19、(2)将丁腈橡胶、氯丁橡胶加入密炼机中,再加入氧化锌、改性复合填料、硬脂酸,在120~130℃下进行混炼8~12min,然后加入白炭黑、促进剂、防老剂、硫化剂、增塑剂继续混炼50~60min,出料,再经双辊开炼机,在68℃下进行薄通4-5次,最后进行硫化8min,冷却脱模即可。

20、进一步地,步骤(2)中所述的硫化温度为160℃。

21、本发明相比现有技术具有以下优点:

22、本发明在现今橡胶密封材料的原料配比及制备方法上进行了很大程度的改善,不仅提高了密封性能,还具有优异的耐油耐腐蚀性能,从而提升了橡胶密封材料的价值,拓宽了橡胶密封材料的应用范围。特别是添加了一种特制的改性复合填料,经过处理后的蒙脱土和纳米二氧化硅具有均质、高活性的特点,将其加入到橡胶密封材料的加工种,能够均匀分散,显著提高橡胶密封材料各原料之间的交联,不仅能显著提升橡胶密封材料的性能,还能有效的避免了无机填料容易分散不均,易团聚的弊端。另外,本发明旨在致力于强化我国高铁及汽车制造产业技术原始创新能力,突破高铁及汽车非轮胎用高分子材料的配方设计以及关键的加工成型工艺难点,有利于打破日、美、德等发达国家对我国汽车产业的技术壁垒,降低我国中高端汽车对国外汽车密封用零部件的依赖,进一步稳固我国在高铁技术领域的国际领先地位,有效提升我国高铁及汽车制造产业的核心竞争能力。


技术特征:

1.一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料,其特征在于,含以下重量份的组分:

2.根据权利要求1所述一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料,其特征在于,含以下重量份的组分:

3.根据权利要求1或2所述一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料,其特征在于,所述促进剂为四甲基二硫化秋兰姆、防老剂为防老剂4010,增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯,硫化剂为硫磺。

4.根据权利要求1或2所述一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料,其特征在于,所述改性复合填料的制备,包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料,其特征在于,步骤1)中所述的搅拌处理时控制搅拌速度为2000~4000rpm,恒温搅拌处理时温度为50~70℃,转速为6000~9000rpm。

6.根据权利要求4所述一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料,其特征在于,步骤2)中所述的离心洗涤时离心机的转速为5000~7000rpm,每次离心洗涤的时间为16~20min;所述的低温真空干燥处理时控制温度为30~40℃。

7.根据权利要求4所述一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料,其特征在于,步骤3)中所述的低温等离子体处理时产生等离子体时的气压为70~100pa,工作电压为300~400v,频率为50~70hz,功率为600~800w,处理时间为7~10min。

8.根据权利要求4所述一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料,其特征在于,步骤4)中所述的变速研磨处理具体为先3000~5000rpm研磨10~30min,然后6000~8000rpm研磨6~10min;所述处理液中各成分及对应重量百分比为:kh-57012~15%、富里酸2~3%、单宁酸2~3%、大豆卵磷脂10~14%、余量为去离子水;离心洗涤时离心机的转速为5000~7000rpm,每次离心洗涤的时间为16~20min;所述的低温真空干燥处理时控制温度为30~40℃。

9.一种制备如权利要求1~8任一项所述的耐油耐腐蚀的橡胶密封材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:

10.根据权利要求9所述一种制备耐油耐腐蚀的橡胶密封材料的方法,其特征在于,步骤(2)中所述的硫化温度为160℃。


技术总结
本发明公开了一种耐油耐腐蚀的橡胶密封材料及其制备方法,涉及橡胶密封材料技术领域,由以下成分制成:丁腈橡胶、氯丁橡胶、氧化锌、改性复合填料、白炭黑、促进剂、防老剂、硫化剂、硬脂酸、增塑剂;本发明在现今橡胶密封材料的原料配比及制备方法上进行了很大程度的改善,不仅提高了密封性能,还具有优异的耐油耐腐蚀性能,从而提升了橡胶密封材料的价值,拓宽了橡胶密封材料的应用范围。特别是添加了一种特制的改性复合填料,将其加入到橡胶密封材料的加工种,能够均匀分散,显著提高橡胶密封材料各原料之间的交联,不仅能显著提升橡胶密封材料的性能,还能有效的避免了无机填料容易分散不均,易团聚的弊端。

技术研发人员:杨珂,项凯,丁燕
受保护的技术使用者:安徽同丰橡塑工业有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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