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一种密封件用特种橡胶合金弹性体及其制备方法

阅读:536发布:2021-02-06

IPRDB可以提供一种密封件用特种橡胶合金弹性体及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开了一种密封件用特种橡胶合金弹性体及其制备方法,所述特种橡胶合金弹性体的原料按重量份包括:氟橡胶生胶40~60份、氢化丁腈橡胶生胶5~20份、填充补强剂5.01~50份、聚全氟异丙醚油0.3~2份、氧化锌1~3份、有机过氧化物0.6~1.4份、三烯丙基异氰脲酸酯0.5~2.5份、润滑剂0.5~1份。制备过程中,采用合成橡胶的制备、橡胶的成型及硫化、后处理及检验工艺,得到的密封件用特种橡胶合金弹性体具有优异的耐高低温性能、低压变、耐燃油、耐机油、耐酸碱、耐混合油气以及使用寿命长等优点。,下面是一种密封件用特种橡胶合金弹性体及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种密封件用特种橡胶合金弹性体,其特征在于,其原料按重量份包括:氟橡胶生胶

40~60份、氢化丁腈橡胶生胶5~20份、填充补强剂5.01~50份、聚全氟异丙醚油0.3~2份、氧化锌1~3份、有机过氧化物0.6~1.4份、三烯丙基异氰脲酸酯0.5~2.5份、润滑剂0.5~1份。

2.根据权利要求1所述密封件用特种橡胶合金弹性体,其特征在于,氟橡胶生胶由偏氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、交联单体四者共聚得到。

3.根据权利要求1所述密封件用特种橡胶合金弹性体,其特征在于,填充补强剂的原料按重量份包括:填料5~25份、补强剂0.01~23份、颜料0~2份;优选地,填料由二氧化硅、活性硅酸钙、氟化钙、氧化钙、硫酸钙、硫酸钡、硅酸镁中的一种或两种以上组成。

4.根据权利要求1所述密封件用特种橡胶合金弹性体,其特征在于,补强剂的原料按重量份包括:热裂解法炭黑0~20份、碳纤维0~2份、石墨烯0.01~1份。

5.根据权利要求1所述密封件用特种橡胶合金弹性体,其特征在于,颜料由氧化铬绿、氧化铁红、氧化铁黄、二氧化钛和钴蓝中的一种或者两种以上组成。

6.根据权利要求1所述密封件用特种橡胶合金弹性体,其特征在于,有机过氧化物由2,

5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、过氧化二异丙苯和1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯中的一种或两种以上组成。

7.一种如权利要求1-6所述密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、合成橡胶的制备:将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶混合均匀,再加入填充补强剂、聚全氟异丙醚油、氧化锌和润滑剂,经混炼后密炼,然后加入有机过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;

S2、橡胶的成型及硫化:将合成橡胶开炼成型,然后经硫化处理后得到硫化橡胶;

S3、后处理及检验:对硫化橡胶进行二次硫化处理,得到密封件用特种橡胶合金弹性体。

8.根据权利要求7所述密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,其特征在于,S1中,将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶混合均匀,再加入填充补强剂、聚全氟异丙醚油、氧化锌、润滑剂,混炼后在室温下放置1.5~2.5h,再进行密炼,然后加入有机过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;其中,合成橡胶的硬度为55~75邵尔A,拉伸强度≥

10MPa,拉断伸长率≥200%。

9.根据权利要求7所述密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,其特征在于,S2中,开炼成型温度为60~70℃,硫化处理的压力为170~190Kgf/cm2,硫化处理的温度为165~

185℃,硫化处理的时间为180~360s。

10.根据权利要求7所述密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,其特征在于,S3中,二次硫化的温度为170~190℃,二次硫化的时间4~8h。

说明书全文

一种密封件用特种橡胶合金弹性体及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及橡胶材料技术领域,尤其涉及一种密封件用特种橡胶合金弹性体及其制备方法。

背景技术

[0002] 发动机是汽车的“心脏”核心组成部分,其性能的好坏直接影响到汽车的使用性能、寿命和人身安全等。而发动机系统的密封是保证发动机正常运转的前提,故而发动机系统的密封技术尤其重要。为了解决其密封问题,需要在发动机缸体及配合件之间安装橡胶密封件,通过该橡胶密封件被压缩后产生回弹力,在所需的密封区域产生一定的密封接触压力,从而阻止了缸体内部液体或气体向外泄漏,同时也消减了发动机运转过程中缸体震动和配合件之间的噪音。
[0003] 发动机工作温度高,工作环境复杂,所选材料必须同时具有耐高温,耐燃油、耐机油、耐酸等油气混合介质的性能。氟橡胶同时拥有耐高温、耐油品性能,是进气歧管密封垫材料的最佳选择。但氟橡胶加工性差,耐寒性差且价格昂贵。所以研发出具有良好加工性能同时具有低压缩永久变形,耐寒性优良且成本低的氟橡胶和氢化丁腈橡胶共混的特种橡胶合金弹性体非常的必要。

发明内容

[0004] 基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种密封件用特种橡胶合金弹性体及其制备方法,得到的特种橡胶合金弹性体具有优异的耐高低温性能、低压变、耐燃油、耐机油、耐酸碱、耐混合油气以及使用寿命长等优点。
[0005] 本发明提出的一种密封件用特种橡胶合金弹性体,其原料按重量份包括:氟橡胶生胶40~60份、氢化丁腈橡胶生胶5~20份、填充补强剂5.01~50份、聚全氟异丙醚油0.3~2份、氧化锌1~3份、有机过氧化物0.6~1.4份、三烯丙基异氰脲酸酯0.5~2.5份、润滑剂
0.5~1份。
[0006] 具体实施例中,氟橡胶生胶的重量份还可以为42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份,氢化丁腈橡胶生胶的重量份还可以为7份、9份、11份、13份、15份、16.5份、18份,填充补强剂的重量份还可以为0份、0.01份、0.5、2份、5份、10份、15份、20份、25份、30份、40份、45份,聚全氟异丙醚油的重量份还可以为0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份,氧化锌的重量份还可以为1.3份、1.5份、1.8份、2份、2.3份、2.5份、2.8份,有机过氧化物的重量份还可以为0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.3份,三烯丙基异氰脲酸酯的重量份还可以为0.7份、0.9份、1.1份、1.3份、1.5份、1.8份、2份、2.2份,润滑剂的重量份还可以为0.6份、0.7份、
0.8份、0.85份、0.9份。
[0007] 优选地,氟橡胶生胶由偏氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、交联单体四者共聚得到。
[0008] 优选地,填充补强剂的原料按重量份包括:填料5~25份、补强剂0.01~23份、颜料0~2份。
[0009] 优选地,填料由二氧化硅、活性硅酸钙、氟化钙、氧化钙、硫酸钙、硫酸钡、硅酸镁中的一种或两种以上组成。
[0010] 优选地,补强剂的原料按重量份包括:热裂解法炭黑0~20份、碳纤维0~2份、石墨烯0.01~1份。
[0011] 优选地,颜料由氧化铬绿、氧化铁红、氧化铁黄、二氧化钛和钴蓝中的一种或者两种以上组成。
[0012] 优选地,有机过氧化物由2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、过氧化二异丙苯和1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯中的一种或两种以上组成。
[0013] 本发明还提出了一种密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,包括如下步骤:
[0014] S1、合成橡胶的制备:将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶混合均匀,再加入填充补强剂、聚全氟异丙醚油、氧化锌和润滑剂,经混炼后密炼,然后加入有机过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;
[0015] S2、橡胶的成型及硫化:将合成橡胶开炼成型,然后经硫化处理后得到硫化橡胶;
[0016] S3、后处理及检验:对硫化橡胶进行二次硫化处理,得到密封件用特种橡胶合金弹性体。
[0017] 优选地,S1中,将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶混合均匀,再加入填充补强剂、聚全氟异丙醚油、氧化锌、润滑剂,混炼后在室温下放置1.5~2.5h,再进行密炼,然后加入有机过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;其中,合成橡胶的硬度为55~75邵尔A,拉伸强度≥10MPa,拉断伸长率≥200%。
[0018] 优选地,S1中,将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶投入开炼机中混合均匀得到物料A,再将物料A与填充补强剂、聚全氟异丙醚油、氧化锌、润滑剂置于密炼机中,经混炼后得到混合物料,将混合物料在室温下放置1.5~2.5h,再进行密炼,然后加入有机过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;其中,合成橡胶的硬度为55~75邵尔A,拉伸强度≥10MPa,拉断伸长率≥200%。
[0019] 优选地,S2中,开炼成型温度为60~70℃,硫化处理的压力为170~190Kgf/cm2,硫化处理的温度为165~185℃,硫化处理的时间为180~360s。
[0020] 优选地,S3中,对硫化橡胶修边后进行二次硫化处理。
[0021] 优选地,S3中,二次硫化的温度为170~190℃,二次硫化的时间4~8h。
[0022] 本发明中氟橡胶生胶由偏氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯及交联单体共聚得到,具有耐燃油性能优异,同时具有低压缩永久变形的特性,且氟橡胶生胶与氢化丁腈橡胶生胶具有相同的硫化体系,可以有效的实现共混特种橡胶合金弹性体的交联。无机填料是由二氧化硅、活性硅酸钙、氟化钙、氧化钙、硫酸钙、硫酸钡、硅酸镁中的一种或两种以上组成;其中,活性硅酸钙在本制品中具有良好的亲合性和高度的分散性,有效提高制品的力学性能;硫酸钡性质稳定,难溶于水、酸、碱与有机溶剂,添加硫酸钡提高了氟橡胶生胶的耐酸性与撕裂强度,且使本制品压缩永久变形小,同时有效降低了本制品的生产成本;硅酸镁具有抗酸、抗碱、抗各种有机溶剂的特点,同时还具有自润滑性高、摩擦系数降低明显等性能;无机填料中通过多种组分配合可产生协同效应,赋予了本制品更优异的性能。石墨烯具有优异的力学性能、热学性能、耐磨性能,适量添加石墨烯可以有效改善氟橡胶生胶与氢化丁腈橡胶生胶之间因相容性不良导致力学性能下降的问题,有效提高本制品的强度。增塑剂选用聚全氟异丙醚油,可以改善氟橡胶生胶与氢化丁腈橡胶生胶之间的相容性,提高本制品的耐低温性能及改善本制品的加工性能。按照本发明配方和制备方法制得的密封件用特种橡胶合金弹性体,具有长时间耐高低温,有效抵抗燃料油、机油、酸等油气混合介质对橡胶的腐蚀,密封可靠,使用长久等优点。

具体实施方式

[0023] 下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0024] 实施例1
[0025] 本发明提出的一种密封件用特种橡胶合金弹性体,其原料按重量份包括:氟橡胶生胶40份、氢化丁腈橡胶生胶10份、热裂解法炭黑6份、硫酸钙5份、碳纤维0.5份、石墨烯0.2份、氧化铬绿0.5份、聚全氟异丙醚油0.3份、氧化锌1份、1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯0.8份、三烯丙基异氰脲酸酯0.5份、润滑剂0.7份。
[0026] 本发明还提出了一种密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,包括如下步骤:
[0027] S1、合成橡胶的制备:将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶混合均匀,再加入填充补强剂、聚全氟异丙醚油、氧化锌和润滑剂,经混炼后密炼,然后加入有机过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;
[0028] S2、橡胶的成型及硫化:将合成橡胶开炼成型,然后经硫化处理后得到硫化橡胶;
[0029] S3、后处理及检验:对硫化橡胶进行二次硫化处理,得到密封件用特种橡胶合金弹性体。
[0030] 实施例2
[0031] 本发明提出的一种密封件用特种橡胶合金弹性体,其原料按重量份包括:氟橡胶生胶60份、氢化丁腈橡胶生胶16.5份、热裂解法炭黑20份、活性硅酸钙15份、硅酸镁10份、碳纤维2份、石墨烯1份、氧化铁黄1份、二氧化钛1份、聚全氟异丙醚油2份、氧化锌3份、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷1份、过氧化二异丙苯0.4份、三烯丙基异氰脲酸酯2.5份、润滑剂1份。
[0032] 本发明还提出了一种密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,包括如下步骤:
[0033] S1、合成橡胶的制备:将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶混合均匀,再加入热裂解法炭黑、活性硅酸钙、硅酸镁、碳纤维、石墨烯、聚全氟异丙醚油、氧化锌、润滑剂、氧化铁黄、二氧化钛,混炼后在室温下放置1.5h,再进行密炼,然后加入有机过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;
[0034] S2、橡胶的成型及硫化:将合成橡胶开炼成型,然后硫化处理180s得到硫化橡胶;其中,开炼成型温度为70℃,硫化处理的压力为190Kgf/cm2,硫化处理的温度为185℃;
[0035] S3、后处理及检验:对硫化橡胶进行修边,然后在170℃下进行二次硫化,二次硫化时间8h,得到密封件用特种橡胶合金弹性体。
[0036] 实施例3
[0037] 本发明提出的一种密封件用特种橡胶合金弹性体,其原料按重量份包括:氟橡胶生胶45份、氢化丁腈橡胶生胶10份、活性硅酸钙8份、氧化钙5份、石墨烯0.03份、聚全氟异丙醚油1.5份、氧化锌2份、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷0.6份、三烯丙基异氰脲酸酯1.8份、润滑剂0.5份、氧化铁红0.8份。
[0038] 本发明还提出了一种密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,包括如下步骤:
[0039] S1、合成橡胶的制备:将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶投入开炼机中混合均匀得到物料A,再将物料A与活性硅酸钙、氧化钙、石墨烯、聚全氟异丙醚油、氧化锌、润滑剂、氧化铁红置于密炼机中,经混炼后得到混合物料,将混合物料在室温下放置2h,再进行密炼,然后加入2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;其中,合成橡胶的硬度为60邵尔A,拉伸强度为15.7MPa,拉断伸长率为332%;
[0040] S2、橡胶的成型及硫化:将合成橡胶开炼成型,然后经硫化处理后得到硫化橡胶;2
其中,开炼成型温度为60℃,硫化处理的压力为170Kgf/cm ,硫化处理的温度为180℃,硫化处理的时间为240s;
[0041] S3、后处理及检验:对硫化橡胶修边后进行二次硫化处理,其中,二次硫化的温度为180℃,二次硫化的时间4h,得到密封件用特种橡胶合金弹性体。
[0042] 实施例4
[0043] 本发明提出的一种密封件用特种橡胶合金弹性体,其原料按重量份包括:氟橡胶生胶50份、氢化丁腈橡胶生胶5份、热裂解法炭黑8份、氟化钙5份、碳纤维1份、石墨烯0.01份、聚全氟异丙醚油1份、氧化锌1份、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷0.7份、三烯丙基异氰脲酸酯1.6份、润滑剂0.5份。
[0044] 本发明还提出了一种密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,包括如下步骤:
[0045] S1、合成橡胶的制备:将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶投入开炼机中混合均匀得到物料A,再将物料A与热裂解法炭黑、氟化钙、碳纤维、石墨烯、聚全氟异丙醚油、氧化锌、润滑剂置于密炼机中,经混炼后得到混合物料,将混合物料在室温下放置2h,再进行密炼,然后加入2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;其中,合成橡胶的硬度为64邵尔A,拉伸强度为16.9MPa,拉断伸长率为290%;
[0046] S2、橡胶的成型及硫化:将合成橡胶开炼成型,然后经硫化处理后得到硫化橡胶;其中,开炼成型温度为63℃,硫化处理的压力为180Kgf/cm2,硫化处理的温度为185℃,硫化处理的时间为210s;
[0047] S3、后处理及检验:对硫化橡胶修边后进行二次硫化处理,其中,二次硫化的温度为180℃,二次硫化的时间4h,得到密封件用特种橡胶合金弹性体。
[0048] 实施例5
[0049] 本发明提出的一种密封件用特种橡胶合金弹性体,其原料按重量份包括:氟橡胶生胶45份、氢化丁腈橡胶生胶20份、二氧化硅10份、硫酸钡8份、碳纤维0.3份、石墨烯0.01份、聚全氟异丙醚油0.5份、氧化锌1.5份、过氧化二异丙苯1份、三烯丙基异氰脲酸酯1.5份、润滑剂0.8份、氧化铁黄1份、二氧化钛0.5份。
[0050] 本发明还提出了一种密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,包括如下步骤:
[0051] S1、合成橡胶的制备:将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶投入开炼机中混合均匀得到物料A,再将物料A与二氧化硅、硫酸钡、碳纤维、石墨烯、聚全氟异丙醚油、氧化锌、润滑剂、氧化铁黄、二氧化钛置于密炼机中,经混炼后得到混合物料,将混合物料在室温下放置2h,再进行密炼,然后加入过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;
其中,合成橡胶的硬度为62邵尔A,拉伸强度为17.6MPa,拉断伸长率为286%;
[0052] S2、橡胶的成型及硫化:将合成橡胶开炼成型,然后经硫化处理后得到硫化橡胶;其中,开炼成型温度为70℃,硫化处理的压力为190Kgf/cm2,硫化处理的温度为175℃,硫化处理的时间为360s;
[0053] S3、后处理及检验:对硫化橡胶修边后进行二次硫化处理,其中,二次硫化的温度为180℃,二次硫化的时间6h,得到密封件用特种橡胶合金弹性体。
[0054] 实施例6
[0055] 本发明提出的一种密封件用特种橡胶合金弹性体,其原料按重量份包括:氟橡胶生胶55份、氢化丁腈橡胶生胶10份、二氧化硅3份、活性硅酸钙14份、硅酸镁3份、碳纤维0.5份、石墨烯0.02份、聚全氟异丙醚油0.5份、氧化锌1.5份、过氧化二异丙苯0.8份、三烯丙基异氰脲酸酯1.5份、润滑剂0.8份、钴蓝0.5份。
[0056] 本发明还提出了一种密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,包括如下步骤:
[0057] S1、合成橡胶的制备:将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶投入开炼机中混合均匀得到物料A,再将物料A与二氧化硅、活性硅酸钙、硅酸镁、碳纤维、石墨烯、聚全氟异丙醚油、氧化锌、润滑剂、钴蓝置于密炼机中,经混炼后得到混合物料,将混合物料在室温下放置2h,再进行密炼,然后加入过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;其中,合成橡胶的硬度为68邵尔A,拉伸强度为17.8MPa,拉断伸长率为256%;
[0058] S2、橡胶的成型及硫化:将合成橡胶开炼成型,然后经硫化处理后得到硫化橡胶;其中,开炼成型温度为64℃,硫化处理的压力为185Kgf/cm2,硫化处理的温度为178℃,硫化处理的时间为300s;
[0059] S3、后处理及检验:对硫化橡胶修边后进行二次硫化处理,其中,二次硫化的温度为180℃,二次硫化的时间4h,得到密封件用特种橡胶合金弹性体。
[0060] 实施例7
[0061] 本发明提出的一种密封件用特种橡胶合金弹性体,其原料按重量份包括:氟橡胶生胶50份、氢化丁腈橡胶生胶12份、热裂解法炭黑10份、活性硅酸钙5份、碳纤维0.5份、石墨烯0.1份、聚全氟异丙醚油0.5份、氧化锌2.5份、1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯1份、三烯丙基异氰脲酸酯1.4份、润滑剂1份。
[0062] 本发明还提出了一种密封件用特种橡胶合金弹性体的制备方法,包括如下步骤:
[0063] S1、合成橡胶的制备:将氟橡胶生胶和氢化丁腈橡胶生胶投入开炼机中混合均匀得到物料A,再将物料A与热裂解法炭黑、活性硅酸钙、碳纤维、石墨烯、聚全氟异丙醚油、氧化锌、润滑剂置于密炼机中,经混炼后得到混合物料,将混合物料在室温下放置2h,再进行密炼,然后加入1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯、三烯丙基异氰脲酸酯进行混炼,得到合成橡胶;其中,合成橡胶的硬度为71邵尔A,拉伸强度为18.3MPa,拉断伸长率为220%;
[0064] S2、橡胶的成型及硫化:将合成橡胶开炼成型,然后经硫化处理后得到硫化橡胶;2
其中,开炼成型温度为67℃,硫化处理的压力为175Kgf/cm ,硫化处理的温度为181℃,硫化处理的时间为270s;
[0065] S3、后处理及检验:对硫化橡胶修边后进行二次硫化处理,其中,二次硫化的温度为180℃,二次硫化的时间4h,得到密封件用特种橡胶合金弹性体。
[0066] 对本发明实施例3-7中密封件用特种橡胶合金弹性体进行性能测试,测试结果如下表所示:
[0067]
[0068]
[0069] 由上表数据可知,本发明密封件用特种橡胶合金弹性体具有良好的硬度、拉伸强度、耐热空气老化性、耐燃料油性与耐低温性,且压缩永久变形小,本发明密封件用特种橡胶合金弹性体性能优异,满足汽车发动机密封件用所需的性能要求,是汽车发动机密封件的理想选材。
[0070] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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