CN101735494A - 一种合成橡胶 - Google Patents

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萧智宏
李志斌
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Abstract

本发明提供的一种合成橡胶，由以下重量份的成分组成：ACN19-41丁腈橡胶90-110份、填充剂61-75份、增塑剂24-30份、活性剂5-7份、分散剂0.9-1.1份、硫化剂0.5-0.7份、防老剂2.3-2.9份和促进剂3.8-4.7份。本发明可用于二甲醚、贮藏、输送、使用等各个阶段的密封件，不易老化，且成本低廉。另外，由于本发明的原胶采用具有良好耐油性能的丁腈橡胶，因此，本发明亦具有较好的耐润滑油性能。

Description

一种合成橡胶
技术领域
本发明涉及橡胶制造的技术领域，具体与一种耐二甲醚且耐润滑油的橡胶材料有关。
背景技术
中国虽然是产油大国，但也是石油进口大国，单靠国内石油的开发和生产已不能满足经济和社会发展的需要，供需矛盾日益突出；另一方面，中国又是煤炭和天然气资源的大国，，依靠这些资源发展煤制甲醇和二甲醚(DME)，作为石油替代品，可弥补中国石油资源的不足；同时，二甲醚又是一种重要的精细化工产品，因此，二甲醚是生产和应用开发对发展中国能源化工、精细化工和环境保护都有着极其重要的意义。
二甲醚在室温和常压下是一种无色、毒性很弱、有轻微醚香味的气体，具有优良的混溶性，能与大多数极性和非极性有机溶剂混溶。二甲醚最大的用途是作燃料，一是代替柴油，作柴油汽车的燃料；二是作为燃料代替民用液化石油气。
二甲醚在常温下为气态，因此需要加压使其成为液体在发动机中燃用，这就要求汽车燃油供给系统及油箱必须良好密封、保压。试验发现，常用燃油供给系统中的橡胶密封件在长期与二甲醚接触后会发生溶胀老化，力学性能也随之变差而失效。另外，由于二甲醚粘度很低，直接在发动机上燃用会引起精密偶件的磨损，故通常需要添加一定比例的润滑剂改善其润滑性能。不同的橡胶材料耐不同介质的能力存在差异，目前，在耐含润滑剂的二甲醚的橡胶性能研究中发现，只有氟橡胶(FKM)、氟硅橡胶(FMQ)和丁腈橡胶(NBR)在一定时间的浸泡后溶胀程度较小，溶胀率大小排序依次为FMQ＞NBR＞FPM，但均有不同程度的溶胀，且丁腈橡胶及氟橡胶的机械性能均有明显的降低，氟硅橡胶的硬度变化较为稳定，但其价格昂贵，使新能源二甲醚在使用及运输上都存在难题。因此，研究一种既耐二甲醚又耐润滑剂的密封橡胶有极其重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐二甲醚的合成橡胶材料，可用于与液态或混合气二甲醚接触部位的密封，该材料在使用中体积变化小，物性保持率高。
本发明的目的还在于提供一种既耐二甲醚又耐润滑油的合成橡胶材料。
为实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种合成橡胶，由以下重量份的成分组成：ACN19-41的丁腈橡胶90-110份、填充剂61-75份、增塑剂24-30份、活性剂5-7份、分散剂0.9-1.1份、硫化剂0.5-0.7份、防老剂2.3-2.9份和促进剂3.8-4.7份。
所述填充剂为碳黑。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二壬酯。
所述活性剂为氧化铈或硬脂酸中的一种或两种。
所述分散剂为高分子量脂肪酸或其衍生物中的一种或几种混合。
所述硫化剂为硫磺。
所述防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺或N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺中的一种或几种。
所述促进剂为二硫代四甲基秋兰姆、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺或二硫化二吗啡啉中的一种或几种。
采用上述方案后，本发明通过调整NBR的ACN含量、增塑剂用量等能使橡胶材料具有耐二甲醚的特性，可用于与液态或混合气二甲醚接触部位的密封，该材料在使用中体积变化小，物性保持率高，且由于原胶丁腈橡胶本身具有较好的耐油性能，因此本发明的合成橡胶材料亦具有较好的耐润滑油的性能，能有效解决二甲醚混合气在运输使用中的密封问题。
具体实施方式
以下举一具体实施例对本发明进行进一步说明。
按以下配方配药：ACN19-41的丁腈橡胶100份、碳黑68份、邻苯二甲酸二壬酯27份、氧化铈5份、硬脂酸1份、硫黄0.6份、UL-250(分散剂)1份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉2份、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺0.6份、二硫代四甲基秋兰姆1.8份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.2份、二硫化二吗啡啉1.25份。
将配药按常规方法进行混炼，压出后成型加硫，加硫的条件为170℃、10分钟，之后进行二次加硫，加硫的条件为150℃、1小时；为证明本发明材料的性能，本实施例还将本合成材料制成O型圈，并对O型圈的耐二甲醚性能进行测试。
本实施例取3只O型圈进行一组试验，分别进行了液态混合气和液态二甲醚的浸泡试验，试验温度为23℃，浸泡时间为70小时，浸泡前后O型圈的物性数据如表1、表2所示。
表1液态混合气浸泡试验数据
  编号   1   2   3
试验前外观状况   无肉眼可见缺陷   无肉眼可见缺陷   无肉眼可见缺陷
  浸泡前空气中的质量M0(g)   1.07   1.112   1.123
  浸泡前外径D0(mm)   13.703   13.723   13.657
  浸泡前内径d1(mm)   10.067   10.098   10.071
  浸泡前直径d2(mm)   1.824   1.818   1.788
  编号   1   2   3
  浸泡后空气中质量M1(g)   1.046   1.078   1.095
  浸泡后外径D1(mm)   13.888   13.856   13.785
  浸泡后内径d3(mm)   10.26   10.252   10.207
  浸泡后直径d4(mm)   1.839   1.828   1.812
  浸泡后质量变化M1-M0(g)   -0.024   -0.034   -0.028
  浸泡质量变化率(％)   -2.24   -3.06   -2.49
  浸泡前体积(mm3)   195.119   194.359   186.986
  浸泡后体积(mm3)   201.812   199.091   194.747
  浸泡后体积率(％)   3.43   2.43   4.15
  试验后有无裂纹、变形或其他老化现象 无异常 无异常 无异常
  结论   √   √   √
表2液态二甲醚浸泡试验数据
Figure G2008100721052D0000051
根据UL1769-2006的要求，试验后的体积变化率应为-1％至25％，质量变化率应为-10％至10％，结合以上数据可知，本发明制造的O型圈在浸泡试验后全部合格，体积及质量变化小，具有较高的物性保持率。
综上所述，本发明提供的合成橡胶是用硫黄硫化的丁腈橡胶，通过调整ACN、增塑剂含量及架桥密度，可用于二甲醚、贮藏、输送、使用等各个阶段的密封件，不易老化，且成本低廉。另外，由于本发明的原胶采用具有良好耐油性能的丁腈橡胶，因此，本发明亦具有较好的耐润滑油性能。

Claims (8)

1.一种合成橡胶，其特征在于由以下重量份的成分组成：ACN19-41丁腈橡胶90-110份、填充剂61-75份、增塑剂24-30份、活性剂5-7份、分散剂0.9-1.1份、硫化剂0.5-0.7份、防老剂2.3-2.9份和促进剂3.8-4.7份。
2.如权利要求1所述的一种合成橡胶，其特征在于：所述填充剂为碳黑。
3.如权利要求1所述的一种合成橡胶，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二壬酯。
4.如权利要求1所述的一种合成橡胶，其特征在于：所述活性剂为氧化铈或硬脂酸中的一种或两种。
5.如权利要求1所述的一种合成橡胶，其特征在于：所述分散剂为高分子量脂肪酸或其衍生物中的一种或几种混合。
6.如权利要求1所述的一种合成橡胶，其特征在于：所述硫化剂为硫磺。
7.如权利要求1所述的一种合成橡胶，其特征在于：所述防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺或N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的一种合成橡胶，其特征在于：所述促进剂为二硫代四甲基秋兰姆、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺或二硫化二吗啡啉中的一种或几种。
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