CN102260380A - 用于耐臭氧耐低温密封圈的丁腈橡胶/三元乙丙橡胶 - Google Patents

用于耐臭氧耐低温密封圈的丁腈橡胶/三元乙丙橡胶 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于耐臭氧耐低温密封圈的丁腈橡胶/三元乙丙橡胶。胶料组份为：丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、增容剂CPE、防老剂MB、硬脂酸、石蜡、增塑剂DOP、炭黑N550、陶土、偶联剂KH-550、高苯乙烯、中和剂TRA、交联剂DCP、助交联剂TMPTMA和助交联剂TAIC；将丁晴橡胶与三元乙丙橡胶并用，可以使两者取长补短，既可以改善丁睛橡胶的耐臭氧性能差、耐低温性差，耐热温度范围较窄、同时可以提高产品的使用温度范围。在丁睛橡胶中添加少量的EPDM以后，可以使共混后的橡胶制品提高其耐臭氧性能和耐低温性能，耐热性能同时比丁晴橡胶本身和氯丁橡胶具有更宽的使用温度范围、更好的工艺性能、更低的原材料及生产成本，符合国产化零部件的性能要求。

Description

用于耐臭氧耐低温密封圈的丁腈橡胶/三元乙丙橡胶
技术领域
本发明涉及一种橡胶密封件，特别是涉及一种丁腈橡胶/三元乙丙橡胶(NBR/EPDM)并用的耐臭氧耐低温的密封圈。
背景技术
我国的变压器密封件垫片制品主要使用的橡胶材料为丁睛橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)。丁晴橡胶本身具有优异的耐油性，耐磨性，但由于NBR的耐臭氧能力和耐低温性能不佳，尤其是当橡胶在较大应力的情况下，其臭氧龟裂较为迅速，所以在变压器的电瓷套管密封等处的使用寿命较短。三元乙丙橡胶为高饱和性橡胶，具有良好的耐热性能，耐低温性能，耐臭氧性能和电绝缘性能，但其自身耐油性和粘合性较差。如果能将两种材料进行共混，可以使丁晴胶的薄弱性能得到改善，扩大其产品的使用范围并提高产品的使用寿命为企业带来效益。
近年来国产化零件进程的不断加快，使得多种材料的并用和共混成为改进产品性能和降低生产成本的主要途径。随之而来，为科技研发人员提出了更高的要求，EPDM是高饱和橡胶，而NBR是带有极性基团的不饱和橡胶，化学结构差异较大，二者的相容性较差；另外就是NBR与EPDM两者的极性差异和硫化活性的差异，导致了硫化剂在两相中的分布不均和硫化的不同步，这些问题都限制了丁晴橡胶(NBR)与三元乙丙橡胶(EPDM)共混胶的性能，所以开发一种比例适当，相容性好，可以同步硫化的丁腈橡胶与三元乙丙胶并用的耐臭氧和耐低温的共混胶是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的就是提供一种丁腈橡胶/三元乙丙橡胶(NBR/EPDM)并用的耐臭氧耐低温的密封圈橡胶，以解决单独使用丁腈橡胶的密封件制品耐臭氧性能和耐低温性能差，耐阳光龟裂性能差及耐热温度范围窄的缺点，使其能够既耐臭氧又耐低温又有较宽的使用温度范围，以满足当前使用环境对密封圈产品性能的要求。
本发明所述丁腈橡胶/三元乙丙橡胶(NBR/EPDM)，胶料组份与质量份数比为：
  组分名称   质量份数
  丁腈橡胶   70～90
  三元乙丙橡胶   10～30
  增容剂CPE(1)   5～10
  防老剂MB(2)   1～2
  硬脂酸   0.5～2
  石蜡   1～3
  增塑剂DOP(3)   10～30
  炭黑N550   20～60
  陶土   10～30
  偶联剂KH-550   5～12
  高苯乙烯   8～15
  中和剂TRA(4)   0.5～1.5
  交联剂DCP(5)   2～4
  助交联剂TMPTMA(6)   0.5～1.5
  助交联剂TAIC(7)   1～3
注：(1)增容剂CPE：氯化聚乙烯；
(2)防老剂MB：2-硫醇基苯并噻唑；
(3)增塑剂DOP：邻苯二甲酸二辛酯；
(4)中和剂TRA：三羟甲基甲胺；
(5)交联剂DCP：过氧化二异丙苯；
(6)助交联剂TMPTMA：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；
(7)助交联剂TAC：三烯丙基异氰尿酸酯。
在本发明中通过加入增容剂CPE和中和剂TRA能改善丁晴橡胶和三元乙丙橡胶相容性差的问题，解决NBR与EPDM两者的极性差异，提高两者的相容性，同时增容剂CPE具有优良的耐天侯性、耐臭氧性、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。
在本发明中通过加入防老剂MB，可使产品具有优良的耐热性，更好的耐臭氧性能，耐天候老化性，同时对耐磨性，屈挠龟裂，热氧老化和有害金属离子也有很好的防护作用。
在本发明中加入的增塑剂DOP可使产品既具有优良的耐热性、耐油性、抗抽出性、抗溶胀性和耐迁移性、能改善胶料加工工艺性、耐光性和电绝缘性，增加产品的塑性和韧性，提高产品的扯断伸长性能。
在本发明中通过加入高苯乙烯，高苯乙烯是是由丁二烯和苯乙烯乳液共聚制得的乳胶并经凝聚，洗涤，挤压脱水，干燥而得。一般苯乙烯含量高达40％以上的称为高苯乙烯，加入高苯乙烯可使产品具有优良的耐热性，更大的机械强度和撕裂强度，提高产品的耐磨性能，改善产品的相容性和产品的外观。
在本发明中加入的交联剂DCP，助交联剂TMPTMA和TAIC所形成的硫化体系可以很好的改善NBR与EPDM两者硫化活性的差异，解决硫化剂在两相中分布不均和硫化不同步的问题，能提高产品的交联密度，使产品的交联程度提高。
在本发明中加入硅烷偶联剂KH-550，使产品获得了更高的物理机械性能，能提高产品的扯断强度，还能改善产品的耐老化和耐热的性能，同时还能降低压缩变形和动态生热的性能。
将丁晴橡胶(NBR)与三元乙丙橡胶(EPDM)并用，可以使两者取长补短，既可以改善丁睛橡胶的耐臭氧性能差、耐低温性差，耐热温度范围较窄、同时可以提高产品的使用温度范围。在丁睛橡胶中添加少量的EPDM以后，可以使共混后的橡胶制品提高其耐臭氧性能和耐低温性能，耐热性能同时比丁晴橡胶本身和氯丁橡胶具有更宽的使用温度范围、更好的工艺性能、更低的原材料及生产成本，符合国产化零部件的性能要求。
具体实施方式
  组分名称   实例1   实例2   实例3
  丁腈橡胶   70   80   90
  三元乙丙橡胶   30   20   10
  增容剂CPE   10   5   7
  防老剂MB   1   2   0.5
  硬脂酸   0.5   1   2
  石蜡   1   3   2
  增塑剂DOP   15   10   30
  炭黑N550   45   20   60
  陶土   20   30   10
  偶联剂KH-550   8   12   5
  高苯乙烯   8   15   10
  中和剂TRA   0.5   1.5   1.0
  交联剂DCP   4   3   2
  助交联剂TMPTMA   0.5   1.0   1.5
  助交联剂TAIC   1   2   3
  合计   214.5   205.5   234
按实施列配方中原材料做成胶片进行试验检测，丁腈橡胶/三元乙丙橡胶(NBR/EPDM)耐臭氧耐低温密封圈配方与不含EPDM的丁晴胶配方的性能对比如下：
Figure BDA0000074369540000041
通常的条件是：普通丁晴橡胶配方胶片的耐臭氧能力可以达到实验条件为50pphm/40℃/72h/20％后而不出现龟裂，耐低温性能的实验条件为-30℃/22h后而不出现龟裂，耐热空气老化实验条件为100℃×72h后，硬度变化在0～+15，抗拉强度变化率为-15以内，扯断伸长变化率为-50以内。
而我们使用更恶劣的条件，通过对丁腈橡胶/三元乙丙橡胶共混胶的耐臭氧耐低温配方和不含三元乙丙橡胶的丁腈胶配方的性能对比分析，丁腈橡胶/三元乙丙橡胶共混胶配方的综合性能更好，耐臭氧性能和耐低温，耐热性能均有较大改善，可以满足既耐臭氧又耐低温又有较宽使用温度范围的密封件产品的要求。

Claims (1)

1.一种用于耐臭氧耐低温密封圈的丁腈橡胶/三元乙丙橡胶，其特征是胶料组份与质量份数比为：
Figure FDA0000074369530000011
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