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一種耐熱耐磨密封圈橡膠材料及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12401409閱讀:394來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種耐熱耐磨密封圈橡膠材料及其制備方法。



背景技術(shù):

密封圈為汽車上常用的密封原件,主要用于靜密封和往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封。汽車燃油泵中常用的密封件是密封圈,密封圈具有良好的密封性能,使用范圍廣,因此在汽車的設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。密封圈材料的選擇對(duì)其密封性能和使用壽命有著重要意義,材料的性能直接影響密封圈的使用性能。現(xiàn)有技術(shù)中的密封圈的材質(zhì)通常存在強(qiáng)度性能低和易老化的缺陷,因而嚴(yán)重影了密封圈的使用壽命。

密封圈是材料力學(xué)性能、化學(xué)性能的綜合應(yīng)用,為保證密封圈具有長(zhǎng)久的使用壽命和良好的密封性能,在選擇密封圈時(shí),首先要避免產(chǎn)生強(qiáng)度破壞和端面變形,因此必須選擇具有一定耐磨性能的材料。同時(shí)為防止密封圈不斷受熱膨脹,其應(yīng)力應(yīng)大于材料的許可應(yīng)力,因此必須選擇具有具有耐熱性的材料。此外,為依然保持密封部位的拉伸、壓縮應(yīng)力松弛性能穩(wěn)定性,使密封圈的密封性能保持穩(wěn)定,密封材料必須具有良好的耐候性能。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

基于背景技術(shù)存在的問(wèn)題,本發(fā)明提出了一種耐熱耐磨密封圈橡膠材料及其制備方法,所述密封圈橡膠材料具有良好的耐熱性、耐磨性以及優(yōu)異的耐候性能,使用壽命長(zhǎng),且生產(chǎn)效率高,成本低。

本發(fā)明提出的一種耐熱耐磨密封圈橡膠材料,其原料按重量份包括:丁腈橡膠75-90份,聚丁二烯橡膠20-40份,三元乙丙橡膠20-40份,改性二硫化鉬5-10份,聚四氟乙烯6-12份,短切玻璃纖維3-10份,炭黑6-12份,輕鈣4-10份,氧化鋅2-5份,硬脂酸0.5-1份,油酸二乙醇胺硼酸酯0.4-0.6份,干性油醇酸樹(shù)脂3-5份,2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽0.8-1.2份,防老劑RD 0.1-0.3份,促進(jìn)劑D 0.2-0.4份,促進(jìn)劑DM 0.3-0.6份,促進(jìn)劑TT 0.2-0.4份,硫磺0.1-0.3份,硫化助劑0.1-0.3份,鄰苯二甲酸二丁酯0.5-1份,甲基含氫硅油3-10份;

所述改性二硫化鉬的制備方法包括:將MoS2研磨至粒徑為20-40目,加入乙醇攪拌均勻,依次加入CTAB和PEG,升溫至70-85℃,攪拌20-24h,靜置10-12h后,抽濾,洗滌,真空干燥,得到所述改性二硫化鉬。

在具體實(shí)施方式中,丁腈橡膠的重量份可以為76、78、80、82、84、86、88;聚丁二烯橡膠的重量份可以為21、23、25、27、29、31、33、35、37、39份;三元乙丙橡膠的重量份可以為21、23、25、27、29、31、33、35、37、39份;改性二硫化鉬的重量份可以為6.5、7.2、7.9、8.3、8.8、9.1、9.7;聚四氟乙烯的重量份可以為6.5、7.2、7.9、8.3、8.8、9.1、9.7、10.3、10.8、11.5;短切玻璃纖維的重量份可以為3.7、4.5、5.2、5.9、6.3、6.8、7.1、8.7、9.3、9.8;炭黑的重量份可以為6.5、7.2、7.9、8.3、8.8、9.1、9.7、10.3、10.8、11.5;輕鈣的重量份可以為4.5、5.2、5.9、6.3、6.8、7.1、8.7、9.3、9.8;氧化鋅的重量份可以為2.2、2.3、2.5、2.7、2.8、3.3、3.6、3.8、4.3、4.5、4.7;硬脂酸的重量份可以為0.52、0.58、0.61、0.67、0.72、0.78、0.74、0.88、0.95。

優(yōu)選地,MoS2、CTAB、PEG的重量配比為100:5-10:10-20。

優(yōu)選地,所述丁腈橡膠是由丁腈橡膠2707和丁腈橡膠6240組成,丁腈橡膠2707和丁腈橡膠6240的重量配比為6-8:1。

優(yōu)選地,所述炭黑是由炭黑N330和炭黑N550組成,炭黑N330和炭黑N550的重量配比為1:3-5。

優(yōu)選地,所述硫化助劑是由金屬氧化物和輔助劑組成;優(yōu)選地,所述硫化助劑是由氧化鋅和2-巰基咪唑啉組成,氧化鋅和2-巰基咪唑啉的重量配比為1:0.8-1。

優(yōu)選地,丁腈橡膠,聚丁二烯橡膠,三元乙丙橡膠的重量配比為:80-85:25-30:30-35。

優(yōu)選地,所述的耐熱耐磨密封圈橡膠材料,其原料按重量份包括:丁腈橡膠80-85份,聚丁二烯橡膠25-35份,三元乙丙橡膠30-35份,改性二硫化鉬7-9份,聚四氟乙烯8-10份,短切玻璃纖維5-8份,炭黑8-10份,輕鈣6-8份,氧化鋅3-4份,硬脂酸0.7-0.9份,油酸二乙醇胺硼酸酯0.4-0.5份、干性油醇酸樹(shù)脂4-5份,2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽0.9-1.1份,防老劑RD 0.1-0.2份,促進(jìn)劑D 0.3-0.4份,促進(jìn)劑DM 0.4-0.5份,促進(jìn)劑TT 0.3-0.4份,硫磺0.2-0.3份,硫化助劑0.1-0.2份,鄰苯二甲酸二丁酯0.7-0.9份,甲基含氫硅油5-8份。

本發(fā)明還提出了一種上述耐熱耐磨密封圈橡膠材料的制備方法,包括如下步驟:

S1、將丁腈橡膠、聚丁二烯橡膠、三元乙丙橡膠投入密煉機(jī)中塑煉均勻后,再依次加入改性二硫化鉬、聚四氟乙烯、短切玻璃纖維、輕鈣、氧化鋅、硬脂酸、油酸二乙醇胺硼酸酯、干性油醇酸樹(shù)脂、2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽、防老劑RD、炭黑、鄰苯二甲酸二丁酯、甲基含氫硅油,混煉均勻,排料,冷卻得到母煉膠;

S2、將S1得到的母煉膠投入到開(kāi)煉機(jī)中,加入硫磺、硫化助劑、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑TT,混煉均勻,出片,冷卻,得到終煉膠;

S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機(jī)的模具內(nèi),進(jìn)行硫化,硫化結(jié)束后冷卻至室溫,脫模得到所述耐熱耐磨密封圈橡膠材料。

優(yōu)選地,所述耐熱耐磨密封圈橡膠材料的制備方法,包括如下步驟:

S1中,將丁腈橡膠、聚丁二烯橡膠、三元乙丙橡膠投入密煉機(jī)中于60-80℃下塑煉35-45min后,再依次加入改性二硫化鉬、聚四氟乙烯、短切玻璃纖維、輕鈣、氧化鋅、硬脂酸、油酸二乙醇胺硼酸酯、干性油醇酸樹(shù)脂、2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽、防老劑RD、炭黑、鄰苯二甲酸二丁酯、甲基含氫硅油,于70-100℃下混煉15-25min,排料,冷卻得到母煉膠;

S2、將S1得到的母煉膠投入到開(kāi)煉機(jī)中,加入硫磺、硫化助劑、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑TT,在35-55℃下混煉10-20min,出片,冷卻,得到終煉膠;

S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機(jī)的模具內(nèi),在175-195℃下硫化30-40min,冷卻至室溫,脫模,得到所述耐熱耐磨密封圈橡膠材料。

本發(fā)明中,采用丁腈橡膠、聚丁二烯橡膠及三元乙丙橡膠配合使用,不僅互溶性好,還改善了膠料的耐熱性能、粘結(jié)力、剛度及交聯(lián)度,所得制品的極性、彈性及粘結(jié)性能優(yōu)異;丁腈橡膠本身具有優(yōu)異的彈性、耐油性、耐介質(zhì)及耐疲勞性,與環(huán)氧化天然橡膠配合使用,可使密封圈的耐熱性、耐老化性能得到顯著提高;并且一定比例的不同丙烯腈含量的丁腈橡膠2707和與腈橡膠6240并用,可提高橡膠自身的耐熱性能及耐介質(zhì)性能,并最大限度地保證了密封圈材料的密封性、耐候性;通過(guò)CTAB和PEG改性得到的二硫化鉬,由于MoS2微粒表面有富硫吸附層存在,表面呈現(xiàn)負(fù)電荷,帶有陽(yáng)離子基團(tuán)的CTAB加入體系后,必然改變MoS2微粒表面的帶電性,這種兩親分子以其極性基朝向固體,帶有吸附層的固體表面裸露出的是碳?xì)涞扔H油性基團(tuán),與丁腈橡膠等基料形成良好的相容性;與此同時(shí)改性劑還采用了聚乙二醇(PEG),其分子式中只含有羥基和醚基兩種親水基而無(wú)疏水基,可被吸附在被分散的MoS2顆粒表面,形成了一層具有較強(qiáng)的“空間位阻”效應(yīng)大分子親水膜,可以進(jìn)一步增大MoS2顆粒間的排斥能,增強(qiáng)體系的分散性和穩(wěn)定性,并切借助于高濃度的有機(jī)大分子鏈對(duì)MoS2顆粒進(jìn)行包覆改性,使MoS2的每個(gè)顆粒處于一個(gè)相對(duì)隔絕的狀態(tài),可以抑制MoS2顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象;通過(guò)上述兩種改性劑復(fù)配改性得到的二硫化鉬,可以以微米尺度分散在丁腈橡膠等的基料中,保持著其特有的片層結(jié)構(gòu),進(jìn)而可以顯著增強(qiáng)密封圈的耐磨性能和其他力學(xué)性能;此外,本發(fā)明中還加入了一定比例的炭黑N330和炭黑N550混合使用并控制兩者的添加量,可保證密封圈材料的彈性,保證材料的拉伸、壓縮應(yīng)力松弛性能在一合理的范圍內(nèi),使產(chǎn)品的密封性能隨時(shí)間變化無(wú)明顯變化,延長(zhǎng)使用壽命;加入聚四氟乙烯和短切玻璃纖維的補(bǔ)強(qiáng)填充劑,進(jìn)一步提高了本發(fā)明的耐磨性能,減低本發(fā)明的成本,并在橡膠材料中形成支架結(jié)構(gòu),從而可以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的機(jī)械性能和耐熱性能;硬脂酸、氧化鋅可以提高橡膠硫化時(shí)的硫化效率、提高密封圈材料的耐熱性能以及改善密封件材料的物理力學(xué)性能;由硫磺、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑TT組成的快速硫化體系使基料的分子鏈起交聯(lián)反應(yīng),使線形分子形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可塑性降低,彈性強(qiáng)度增加,并且材料在制備過(guò)程中的硫化成型時(shí)間大大縮短,硫化后力學(xué)性能大大提高;加入的2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽和對(duì)苯二胺類防老劑RD,可在硫化膠表面形成連續(xù)的大分子防護(hù)膜,提高材料的耐腐蝕性能;加入硫磺作為硫化劑,由此形成一種有效硫化體系,抗硫化返原性好,且硫化均勻,適用于厚制品硫化,得到的硫化膠也具有良好的耐熱性和耐壓縮變形性;一定比例的氧化鋅和2-巰基咪唑啉形成的硫化助劑體系,其可以與丁腈橡膠以及聚丁二烯橡膠等適度反應(yīng),抑制高溫氛圍中的交聯(lián)形態(tài)的改變、聚合物鏈的切斷,具有即便對(duì)于長(zhǎng)期的熱老化也難以產(chǎn)生物性降低的效果;古馬隆樹(shù)脂和鄰苯二甲酸二丁酯作為增塑劑使用,可提高本發(fā)明可塑性,降低了原料粘度和混煉時(shí)的溫度,改善分散性與混合性;采用甲基含氫硅油類增塑劑,可提供良好的加工性能。

本發(fā)明中,按照上述配方與制備方法制成的耐熱耐磨密封圈橡膠材料,可滿足密封圈材料的國(guó)產(chǎn)化,具有良好的耐熱性及優(yōu)異的耐磨性、密封性以及力學(xué)性能,同時(shí)使用壽命長(zhǎng),且生產(chǎn)效率高,成本低。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種耐熱耐磨密封圈橡膠材料,其原料按重量份包括:丁腈橡膠75份,聚丁二烯橡膠40份,三元乙丙橡膠20份,改性二硫化鉬10份,聚四氟乙烯6份,短切玻璃纖維10份,炭黑6份,輕鈣10份,氧化鋅2份,硬脂酸1份,油酸二乙醇胺硼酸酯0.4份,干性油醇酸樹(shù)脂5份,2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽0.8份,防老劑RD 0.3份,促進(jìn)劑D 0.2份,促進(jìn)劑DM 0.6份,促進(jìn)劑TT 0.2份,硫磺0.3份,硫化助劑0.1份,鄰苯二甲酸二丁酯1份,甲基含氫硅油3份;

所述改性二硫化鉬的制備方法包括:將MoS2研磨至粒徑為20目,加入乙醇攪拌均勻,依次加入CTAB和PEG,升溫至85℃,攪拌20h,靜置12h后,抽濾,洗滌,真空干燥,得到所述改性二硫化鉬,MoS2、CTAB、PEG的重量配比為100:5:20;

所述丁腈橡膠是由丁腈橡膠2707和丁腈橡膠6240組成,丁腈橡膠2707和丁腈橡膠6240的重量配比為6:1;所述炭黑是由炭黑N330和炭黑N550組成,炭黑N330和炭黑N550的重量配比為1:5;所述硫化助劑是由重量配比為1:0.8的氧化鋅和2-巰基咪唑啉組成;

本實(shí)施例1中,上述耐熱耐磨密封圈橡膠材料的制備方法包括如下步驟:

S1中,將丁腈橡膠、聚丁二烯橡膠、三元乙丙橡膠投入密煉機(jī)中于60℃下塑煉45min后,再依次加入改性二硫化鉬、聚四氟乙烯、短切玻璃纖維、輕鈣、氧化鋅、硬脂酸、油酸二乙醇胺硼酸酯、干性油醇酸樹(shù)脂、2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽、防老劑RD、炭黑、鄰苯二甲酸二丁酯、甲基含氫硅油,于70℃下混煉25min,排料,冷卻得到母煉膠;

S2、將S1得到的母煉膠投入到開(kāi)煉機(jī)中,加入硫磺、硫化助劑、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑TT,在35℃下混煉20min,出片,冷卻,得到終煉膠;

S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機(jī)的模具內(nèi),在175℃下硫化40min,冷卻至室溫,脫模,得到所述耐熱耐磨密封圈橡膠材料。

實(shí)施例2

一種耐熱耐磨密封圈橡膠材料,其原料按重量份包括:丁腈橡膠90份,聚丁二烯橡膠20份,三元乙丙橡膠40份,改性二硫化鉬5份,聚四氟乙烯12份,短切玻璃纖維3份,炭黑12份,輕鈣4份,氧化鋅5份,硬脂酸0.5份,油酸二乙醇胺硼酸酯0.6份,干性油醇酸樹(shù)脂3份,2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽1.2份,防老劑RD 0.1份,促進(jìn)劑D 0.4份,促進(jìn)劑DM 0.3份,促進(jìn)劑TT 0.4份,硫磺0.1份,硫化助劑0.3份,鄰苯二甲酸二丁酯0.5份,甲基含氫硅油10份;

所述改性二硫化鉬的制備方法包括:將MoS2研磨至粒徑為40目,加入乙醇攪拌均勻,依次加入CTAB和PEG,升溫至70℃,攪拌24h,靜置10h后,抽濾,洗滌,真空干燥,得到所述改性二硫化鉬,MoS2、CTAB、PEG的重量配比為100:10:10;

所述丁腈橡膠是由丁腈橡膠2707和丁腈橡膠6240組成,丁腈橡膠2707和丁腈橡膠6240的重量配比為8:1;所述炭黑是由炭黑N330和炭黑N550組成,炭黑N330和炭黑N550的重量配比為1:3;所述硫化助劑是由重量配比為1:1的氧化鋅和2-巰基咪唑啉組成;

本實(shí)施例2中,上述耐熱耐磨密封圈橡膠材料的制備方法包括如下步驟:

S1中,將丁腈橡膠、聚丁二烯橡膠、三元乙丙橡膠投入密煉機(jī)中于80℃下塑煉35min后,再依次加入改性二硫化鉬、聚四氟乙烯、短切玻璃纖維、輕鈣、氧化鋅、硬脂酸、油酸二乙醇胺硼酸酯、干性油醇酸樹(shù)脂、2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽、防老劑RD、炭黑、鄰苯二甲酸二丁酯、甲基含氫硅油,于100℃下混煉15min,排料,冷卻得到母煉膠;

S2、將S1得到的母煉膠投入到開(kāi)煉機(jī)中,加入硫磺、硫化助劑、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑TT,在55℃下混煉10min,出片,冷卻,得到終煉膠;

S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機(jī)的模具內(nèi),在195℃下硫化30min,冷卻至室溫,脫模,得到所述耐熱耐磨密封圈橡膠材料。

實(shí)施例3

一種耐熱耐磨密封圈橡膠材料,其原料按重量份包括:丁腈橡膠80份,聚丁二烯橡膠35份,三元乙丙橡膠30份,改性二硫化鉬9份,聚四氟乙烯8份,短切玻璃纖維8份,炭黑8份,輕鈣8份,氧化鋅3份,硬脂酸0.9份,油酸二乙醇胺硼酸酯0.4份,干性油醇酸樹(shù)脂5份,2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽0.9份,防老劑RD 0.2份,促進(jìn)劑D 0.3份,促進(jìn)劑DM 0.5份,促進(jìn)劑TT 0.3份,硫磺0.3份,硫化助劑0.1份,鄰苯二甲酸二丁酯0.9份,甲基含氫硅油5份;

所述改性二硫化鉬的制備方法包括:將MoS2研磨至粒徑為30目,加入乙醇攪拌均勻,依次加入CTAB和PEG,升溫至75℃,攪拌22h,靜置11h后,抽濾,洗滌,真空干燥,得到所述改性二硫化鉬,MoS2、CTAB、PEG的重量配比為100:7:15;

所述丁腈橡膠是由丁腈橡膠2707和丁腈橡膠6240組成,丁腈橡膠2707和丁腈橡膠6240的重量配比為7:1;所述炭黑是由炭黑N330和炭黑N550組成,炭黑N330和炭黑N550的重量配比為1:4;所述硫化助劑是由重量配比為1:0.9的氧化鋅和2-巰基咪唑啉組成;

本實(shí)施例3中,上述耐熱耐磨密封圈橡膠材料的制備方法包括如下步驟:

S1中,將丁腈橡膠、聚丁二烯橡膠、三元乙丙橡膠投入密煉機(jī)中于70℃下塑煉40min后,再依次加入改性二硫化鉬、聚四氟乙烯、短切玻璃纖維、輕鈣、氧化鋅、硬脂酸、油酸二乙醇胺硼酸酯、干性油醇酸樹(shù)脂、2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽、防老劑RD、炭黑、鄰苯二甲酸二丁酯、甲基含氫硅油,于85℃下混煉20min,排料,冷卻得到母煉膠;

S2、將S1得到的母煉膠投入到開(kāi)煉機(jī)中,加入硫磺、硫化助劑、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑TT,在45℃下混煉15min,出片,冷卻,得到終煉膠;

S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機(jī)的模具內(nèi),在185℃下硫化35min,冷卻至室溫,脫模,得到所述耐熱耐磨密封圈橡膠材料。

實(shí)施例4

一種耐熱耐磨密封圈橡膠材料,其原料按重量份包括:丁腈橡膠85份,聚丁二烯橡膠25份,三元乙丙橡膠35份,改性二硫化鉬7份,聚四氟乙烯10份,短切玻璃纖維5份,炭黑10份,輕鈣6份,氧化鋅4份,硬脂酸0.7份,油酸二乙醇胺硼酸酯0.5份,干性油醇酸樹(shù)脂4份,2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽1.1份,防老劑RD 0.1份,促進(jìn)劑D 0.4份,促進(jìn)劑DM 0.4份,促進(jìn)劑TT 0.4份,硫磺0.2份,硫化助劑0.2份,鄰苯二甲酸二丁酯0.7份,甲基含氫硅油8份;

所述改性二硫化鉬的制備方法包括:將MoS2研磨至粒徑為30目,加入乙醇攪拌均勻,依次加入CTAB和PEG,升溫至80℃,攪拌23h,靜置11h后,抽濾,洗滌,真空干燥,得到所述改性二硫化鉬,MoS2、CTAB、PEG的重量配比為100:8:13;

所述丁腈橡膠是由丁腈橡膠2707和丁腈橡膠6240組成,丁腈橡膠2707和丁腈橡膠6240的重量配比為7:1;所述炭黑是由炭黑N330和炭黑N550組成,炭黑N330和炭黑N550的重量配比為1:4;所述硫化助劑是由重量配比為1:0.9的氧化鋅和2-巰基咪唑啉組成;

本實(shí)施例4中,上述耐熱耐磨密封圈橡膠材料的制備方法包括如下步驟:

S1中,將丁腈橡膠、聚丁二烯橡膠、三元乙丙橡膠投入密煉機(jī)中于75℃下塑煉42min后,再依次加入改性二硫化鉬、聚四氟乙烯、短切玻璃纖維、輕鈣、氧化鋅、硬脂酸、油酸二乙醇胺硼酸酯、干性油醇酸樹(shù)脂、2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽、防老劑RD、炭黑、鄰苯二甲酸二丁酯、甲基含氫硅油,于90℃下混煉22min,排料,冷卻得到母煉膠;

S2、將S1得到的母煉膠投入到開(kāi)煉機(jī)中,加入硫磺、硫化助劑、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑TT,在40℃下混煉16min,出片,冷卻,得到終煉膠;

S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機(jī)的模具內(nèi),在190℃下硫化32min,冷卻至室溫,脫模,得到所述耐熱耐磨密封圈橡膠材料。

將上述實(shí)施例1-4所述耐熱耐磨密封圈橡膠材料進(jìn)行性能測(cè)試,結(jié)果如下:

分別按照DIN53505、ISO 48、DIN53504-2、ISO 815-B、DIN 53508、ISO 1817、以及DIN 53509的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品的硬度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、壓變、抗老化、耐介質(zhì)、耐低溫以及耐臭氧性能進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果如表所示:

按照上述配方與制備方法制成的耐熱耐磨密封圈橡膠材料,可滿足密封圈材料的國(guó)產(chǎn)化,具有良好的耐熱性及優(yōu)異的耐磨性、密封性以及力學(xué)性能,同時(shí)使用壽命長(zhǎng),且生產(chǎn)效率高,成本低。

在實(shí)施例1-4中,采用丁腈橡膠、聚丁二烯橡膠及三元乙丙橡膠配合使用,不僅互溶性好,還改善了膠料的耐熱性能、粘結(jié)力、剛度及交聯(lián)度,所得制品的極性、彈性及粘結(jié)性能優(yōu)異;丁腈橡膠本身具有優(yōu)異的彈性、耐油性、耐介質(zhì)及耐疲勞性,與環(huán)氧化天然橡膠配合使用,可使密封圈的耐熱性、耐老化性能得到顯著提高;并且一定比例的不同丙烯腈含量的丁腈橡膠2707和與腈橡膠6240并用,可提高橡膠自身的耐熱性能及耐介質(zhì)性能,并最大限度地保證了密封圈材料的密封性、耐候性;通過(guò)CTAB和PEG改性得到的二硫化鉬,由于MoS2微粒表面有富硫吸附層存在,表面呈現(xiàn)負(fù)電荷,帶有陽(yáng)離子基團(tuán)的CTAB加入體系后,必然改變MoS2微粒表面的帶電性,這種兩親分子以其極性基朝向固體,帶有吸附層的固體表面裸露出的是碳?xì)涞扔H油性基團(tuán),與丁腈橡膠等基料形成良好的相容性;與此同時(shí)改性劑還采用了聚乙二醇(PEG),其分子式中只含有羥基和醚基兩種親水基而無(wú)疏水基,可被吸附在被分散的MoS2顆粒表面,形成了一層具有較強(qiáng)的“空間位阻”效應(yīng)大分子親水膜,可以進(jìn)一步增大MoS2顆粒間的排斥能,增強(qiáng)體系的分散性和穩(wěn)定性,并切借助于高濃度的有機(jī)大分子鏈對(duì)MoS2顆粒進(jìn)行包覆改性,使MoS2的每個(gè)顆粒處于一個(gè)相對(duì)隔絕的狀態(tài),可以抑制MoS2顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象;通過(guò)上述兩種改性劑復(fù)配改性得到的二硫化鉬,可以以微米尺度分散在丁腈橡膠等的基料中,保持著其特有的片層結(jié)構(gòu),進(jìn)而可以顯著增強(qiáng)密封圈的耐磨性能和其他力學(xué)性能;此外,本發(fā)明中還加入了一定比例的炭黑N330和炭黑N550混合使用并控制兩者的添加量,可保證密封圈材料的彈性,保證材料的拉伸、壓縮應(yīng)力松弛性能在一合理的范圍內(nèi),使產(chǎn)品的密封性能隨時(shí)間變化無(wú)明顯變化,延長(zhǎng)使用壽命;加入聚四氟乙烯和短切玻璃纖維的補(bǔ)強(qiáng)填充劑,進(jìn)一步提高了本發(fā)明的耐磨性能,減低本發(fā)明的成本,并在橡膠材料中形成支架結(jié)構(gòu),從而可以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的機(jī)械性能和耐熱性能;硬脂酸、氧化鋅可以提高橡膠硫化時(shí)的硫化效率、提高密封圈材料的耐熱性能以及改善密封件材料的物理力學(xué)性能;由硫磺、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑TT組成的快速硫化體系使基料的分子鏈起交聯(lián)反應(yīng),使線形分子形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可塑性降低,彈性強(qiáng)度增加,并且材料在制備過(guò)程中的硫化成型時(shí)間大大縮短,硫化后力學(xué)性能大大提高;加入的2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽和對(duì)苯二胺類防老劑RD,可在硫化膠表面形成連續(xù)的大分子防護(hù)膜,提高材料的耐腐蝕性能;加入硫磺作為硫化劑,由此形成一種有效硫化體系,抗硫化返原性好,且硫化均勻,適用于厚制品硫化,得到的硫化膠也具有良好的耐熱性和耐壓縮變形性;一定比例的氧化鋅和2-巰基咪唑啉形成的硫化助劑體系,其可以與丁腈橡膠以及聚丁二烯橡膠等適度反應(yīng),抑制高溫氛圍中的交聯(lián)形態(tài)的改變、聚合物鏈的切斷,具有即便對(duì)于長(zhǎng)期的熱老化也難以產(chǎn)生物性降低的效果;古馬隆樹(shù)脂和鄰苯二甲酸二丁酯作為增塑劑使用,可提高本發(fā)明可塑性,降低了原料粘度和混煉時(shí)的溫度,改善分散性與混合性;采用甲基含氫硅油類增塑劑,可提供良好的加工性能。

以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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