本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高韌性抗龜裂密封圈用橡膠材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
橡膠作為一種在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和日常生活中不可缺少的重要高分子材料，具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、彈性和加工性能，在汽車(chē)運(yùn)輸、礦山、化工等多種重要領(lǐng)域具有其它材料難以替代的作用。摩擦學(xué)性能是橡膠材料的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，涉及到橡膠輪胎制品的耐磨性能、密封件的耐磨性等。改善橡膠材料的耐磨性有利于提高其使用壽命，并能在節(jié)約能源、材料、潤(rùn)滑劑等方面帶來(lái)相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
目前，改善橡膠材料耐磨性能較為有效的方法之一就是在橡膠中加入潤(rùn)滑填料，以降低橡膠材料的摩擦因數(shù)。其中石墨作為一種固體潤(rùn)滑劑，具有環(huán)保、性能穩(wěn)定、潤(rùn)滑性能優(yōu)良的特點(diǎn)，受到研究者的青睞。CN101463149通過(guò)將納米石墨片層懸浮體系與橡膠膠乳或者溶液相混合制得石墨/橡膠復(fù)合材料，有效降低了摩擦系數(shù)，并且大大提高材料的抗磨損性能。然而石墨的硬度較低，容易損耗，僅采用石墨作為潤(rùn)滑組分不利于維持長(zhǎng)期的潤(rùn)滑減摩性能，延長(zhǎng)橡膠制品使用壽命的效果有限，有必要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種減摩性能持久、耐磨效果好、使用壽命長(zhǎng)的高韌性抗龜裂密封圈用橡膠材料及其制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種高韌性抗龜裂密封圈用橡膠材料，其是由下述重量份的原料制得：
三元乙丙橡膠100-120，甲基乙烯基硅橡膠5-10，白炭黑60-80，氧化鋅2-4，過(guò)氧化二苯甲酰0.15-0.25，硫磺S80 1.5-2.5，防老劑MB 1.5-2.5，促進(jìn)劑TMTD 0.3-0.5，乙基纖維素1-2，甲基三甲氧基硅烷2-4，鈦酸四丁酯0.5-1，鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401 0.15-0.25，納米石墨粉6-8，蓖麻油4-6，甲基丙烯酸縮水甘油酯0.5-1。
一種高韌性抗龜裂密封圈用橡膠材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）按重量稱(chēng)取原料，先將白炭黑按重量比1:1-1:2加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4-6%的醋酸溶液中攪拌0.5-1h得組分1，再將甲基三甲氧基硅烷按重量比1:5-1:10與無(wú)水乙醇混合均勻得組分2，將組分1與組分2混合后于40-60℃攪拌2-4h，冷卻、過(guò)濾、干燥后加入甲基丙烯酸縮水甘油酯攪拌均勻，然后加入三元乙丙橡膠、甲基乙烯基硅橡膠高速共混10-15min；
（2）將納米石墨粉按重量比1:3-1:4加入無(wú)水乙醇中攪拌均勻，再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401并超聲分散10-15min得混懸液，最后加入相當(dāng)于混懸液體積1/50-1/40的水，攪拌均勻得組分3，將鈦酸四丁酯按重量比1:10-1:15與無(wú)水乙醇混合均勻，得組分4，將組分4與組分3混合后高速攪拌10-20min，再加入蓖麻油混合攪拌0.5-1h，最后通過(guò)減壓蒸餾除水除醇；
（3）將步驟（1）中得到的物料與步驟（2）中得到的物料混合均勻并在密煉機(jī)上于120-140℃密煉5-10min，然后加入其余原料并在開(kāi)煉機(jī)上60-80℃開(kāi)煉0.5-1h；
（4）將步驟（3）中得到的物料于160-180℃硫化20-30min，即得高韌性抗龜裂密封圈用橡膠材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
本發(fā)明以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體對(duì)納米石墨粉進(jìn)行表面包覆，使納米石墨粉在摩擦過(guò)程中不易被磨去，有效改善了潤(rùn)滑組分的耐磨耗性能；通過(guò)甲基三甲氧基硅烷對(duì)填料進(jìn)行改性，有效提升填料與橡膠基體的相容性以及潤(rùn)滑性，從而提升材料的減摩抗磨性能；通過(guò)上述原料、工藝的復(fù)配增效效應(yīng)，再輔以其余原料的添加，使得到的橡膠材料耐磨效果好、減摩性能持久，同時(shí)具有高韌性和良好的抗龜裂性能，使用壽命長(zhǎng)、密封性好，適合用于密封圈材料。
具體實(shí)施方式
一種高韌性抗龜裂密封圈用橡膠材料，由下列重量(kg)的組分原料制備而成：
三元乙丙橡膠100，甲基乙烯基硅橡膠5，白炭黑60，氧化鋅2，過(guò)氧化二苯甲酰0.15，硫磺S80 1.5，防老劑MB 1.5，促進(jìn)劑TMTD 0.3，乙基纖維素1，甲基三甲氧基硅烷2，鈦酸四丁酯0.5，鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401 0.15，納米石墨粉6，蓖麻油4，甲基丙烯酸縮水甘油酯0.5。
一種高韌性抗龜裂密封圈用橡膠材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）按重量稱(chēng)取原料，先將白炭黑按重量比1:1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的醋酸溶液中攪拌0.5h得組分1，再將甲基三甲氧基硅烷按重量比1:5與無(wú)水乙醇混合均勻得組分2，將組分1與組分2混合后于40℃攪拌2h，冷卻、過(guò)濾、干燥后加入甲基丙烯酸縮水甘油酯攪拌均勻，然后加入三元乙丙橡膠、甲基乙烯基硅橡膠高速共混10min；
（2）將納米石墨粉按重量比1:3加入無(wú)水乙醇中攪拌均勻，再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401并超聲分散10min得混懸液，最后加入相當(dāng)于混懸液體積1/50的水，攪拌均勻得組分3，將鈦酸四丁酯按重量比1:10與無(wú)水乙醇混合均勻，得組分4，將組分4與組分3混合后高速攪拌10min，再加入蓖麻油混合攪拌0.5h，最后通過(guò)減壓蒸餾除水除醇；
（3）將步驟（1）中得到的物料與步驟（2）中得到的物料混合均勻并在密煉機(jī)上于120℃密煉5min，然后加入其余原料并在開(kāi)煉機(jī)上60℃開(kāi)煉0.5h；
（4）將步驟（3）中得到的物料于160℃硫化20min，即得高韌性抗龜裂密封圈用橡膠材料。
上述制得的橡膠材料性能測(cè)試結(jié)果如下：
拉伸強(qiáng)度：25.5MPa；
扯斷伸長(zhǎng)率：412%；
邵爾硬度：72度；
磨耗體積：0.290cm3/1.61km。