CN103013011A - 一种汽车阀门密封垫胶料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车阀门密封垫胶料，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶30-40、三元乙丙橡胶9650（德国朗盛）20-30、丁基橡胶20-30、改性树木灰10-12、二茂铁2-3、过氧化二异丙苯DCP0.2-0.6、交联剂TAC1-2、高耐磨炭黑N33030-33、轻质碳酸钙6-8、氧化锌4-5、柠檬酸三丁酯12-14、改性铁尾矿渣粉12-14、ECHO.A噻二唑衍生物1-2、2-硫醇基苯骈咪唑1-2、防老剂OD1-2、苯基三乙氧基硅烷1-3、乙撑双油酸酰胺0.4-0.6。本发明的橡胶胶料具有优异的耐高低温，耐油、耐溶剂和耐化学品性能，同时机械性能好,成本低，工艺环保，可以用此胶料制作作各种密封垫。

Description

一种汽车阀门密封垫胶料及其制备方法

技术领域

本发明涉及合成橡胶领域，具体涉及一种汽车阀门用密封垫胶料及其制备方法。

背景技术

汽车用橡胶零部件对汽车的防振、减噪、提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性等起着很大作用。汽车的通用橡胶材料用量比较大，但随着近年来发动机趋于大功率、小型化方向发展，发动机周围的环境温度升高，排气控制法规要求更加严格，加之含醇燃料的使用，迫使橡胶零部件提高耐热、耐寒、耐油、耐老化等各项性能。所以，高性能特种合成橡胶的用量不断增加，汽车是这些特种合成橡胶的主要市场。因此，汽车用橡胶的胶种将向具有优良性能的特种胶方向发展。

丙烯酸酯橡胶（以下简称ACM）是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。由于特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等，力学性能和加工性能优于氟橡胶和硅橡胶，其耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶。ACM被广泛应用于各种高温、耐油环境中，成为近年来汽车工业着重开发推广的一种密封材料，特别是用于汽车的耐高温油封、曲轴、阀杆、汽缸垫、液压输油管等，目前国内需求几乎全部依赖进口。

由于汽车速度提高导致发动机室温升高，汽车配件的环境温度通常要达到150℃甚至180℃以上，因此如何获得能够长期在更高温度环境中使用的ACM生胶成为产业关注的焦点。为了突出或改善ACM的加工性能，近年来对ACM进行改性或选用ACM对其他弹性体改性已成为加工应用的研究热点之一。研究出高性能的混炼胶成为目前国内橡胶业发展的趋势。

发明内容

本发明提供了一种汽车阀门密封垫胶料及其制备方法，本发明的胶料具有优异的耐高低温，耐油、耐溶剂和耐化学品性能，同时机械性能好。

本发明采用如下技术方案：

一种汽车阀门密封垫胶料，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶30-40、三元乙丙橡胶9650（德国朗盛）20-30、 丁基橡胶20-30、改性树木灰10-12、二茂铁2-3、过氧化二异丙苯DCP0.2-0.6、交联剂 TAC1-2、高耐磨炭黑N330 30-33、 轻质碳酸钙6-8、氧化锌4-5、柠檬酸三丁酯12-14、改性铁尾矿渣粉12-14、 ECHO.A 噻二唑衍生物1-2、2-硫醇基苯骈咪唑1-2、防老剂OD 1-2、苯基三乙氧基硅烷1-3、乙撑双油酸酰胺0.4-0.6。

所述的一种汽车阀门密封垫胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶35、三元乙丙橡胶9650（德国朗盛）25、 丁基橡胶25、改性树木灰11、二茂铁2.5、过氧化二异丙苯DCP 0.4、交联剂TAC1.5、高耐磨炭黑N330 32、 轻质碳酸钙7、氧化锌4.5、柠檬酸三丁酯13、改性铁尾矿渣粉13、 ECHO.A 噻二唑衍生物1.5、 2-硫醇基苯骈咪唑1.5、防老剂OD 1.5、苯基三乙氧基硅烷2、乙撑双油酸酰胺0.5。

所述的一种汽车阀门密封垫胶料 的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）改性树木灰的制备方法：

将树木灰重量1-2%的可膨胀石墨加入到树木灰中混合，在用15-20%盐酸浸泡1-2小时，用水洗至中性，烘干后，加入相当于固体重量0.5-1.0%的3-氨丙基三甲氧基硅烷、1-2%的聚丙烯酸钙、1-2%二苯基硅二醇、3-5%氧化铝，以1200-1500转/分的速度高速搅拌，得到分散液，分散液烘干、粉碎成粉末，得到改性树木灰；

（2）改性铁尾矿渣的制备：

将铁尾矿渣900-1000℃下烧损4-6小时，然后研磨成纳米粉末，再拌入相当于粉体重量1-2%的聚四氟乙烯微粉、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%丙三醇三甘油酸酯拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；

（3）用机油按1：1质量比稀释苯基三乙氧基硅烷；

（4）按配方比例将改性树木灰和改性铁尾矿渣、高耐磨炭黑N330、轻质碳酸钙投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将步骤（2）稀释好的偶联剂喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料；

（5）将丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶9650（德国朗盛）、丁基橡胶，投入密炼机中，在60-72℃的温度下进行塑炼，塑炼10-15分钟后，当温度达到85-95℃，开始排料，排料后停放冷却8-12小时；

（6）按配方比例将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入步骤（4）的混合料，混炼2-3分钟后，再加入配方中除硫化剂和促进剂类以外的其它剩余物料混炼10-15分钟后，当温度达到90-135℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；

（7）将上述混炼料投入开炼机中，再将硫化剂、促进剂类加入混炼胶中，薄通6-8遍即可，开炼机的加工温度≤60℃。

有益效果

本发明将丙烯酸酯橡胶和其它几种橡胶混炼，提高混炼胶的综合性能，将树木灰进行改进，同时将尾铁矿进行改性处理，然后和炭黑混合，再用偶联剂处理，作为补强剂使用，提高了填料在混炼胶的分散性，提高了混炼胶的耐高低温，耐油、耐溶剂和耐化学品性能，增加了混炼胶的综合机械性能, 所得的混炼胶具有耐高低温，耐油、耐溶剂和耐化学品性能，同时机械性能好，工艺的改进降低了对环境的污染，同时提高了生产效率，降低了生产成本。

具体实施方式

一种汽车阀门密封垫胶料的制备，

称取丙烯酸酯橡胶（AR-100）35kg、三元乙丙橡胶9650（德国朗盛）25kg、丁基橡胶CBK139 25kg、改性树木灰11kg、二茂铁2.5kg、过氧化二异丙苯DCP 0.4kg、交联剂 TAC1.5kg、高耐磨炭黑N330 32kg、 轻质碳酸钙7kg、氧化锌4.5kg、柠檬酸三丁酯13kg、改性铁尾矿渣粉13kg、 ECHO.A 噻二唑衍生物1.5kg、 2-硫醇基苯骈咪唑1.5kg、防老剂OD 1.5kg、苯基三乙氧基硅烷2kg、乙撑双油酸酰胺0.58kg,

制备方法包括以下步骤：

（1）改性树木灰的制备方法：

将树木灰重量1-2%的可膨胀石墨加入到树木灰中混合，在用15-20%盐酸浸泡1-2小时，用水洗至中性，烘干后，加入相当于固体重量0.5-1.0%的3-氨丙基三甲氧基硅烷、1-2%的聚丙烯酸钙、1-2%二苯基硅二醇、3-5%氧化铝，以1200-1500转/分的速度高速搅拌，得到分散液，分散液烘干、粉碎成粉末，得到改性树木灰；

（2）改性铁尾矿渣的制备：

将铁尾矿渣900-1000℃下烧损4-6小时，然后研磨成纳米粉末，再拌入相当于粉体重量1-2%的聚四氟乙烯微粉、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%丙三醇三甘油酸酯拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；

（3）用机油按1：1质量比稀释苯基三乙氧基硅烷；

（4）按配方比例将改性树木灰和改性铁尾矿渣、高耐磨炭黑N330、轻质碳酸钙投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将步骤（2）稀释好的偶联剂喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料；

（5）将丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶9650（德国朗盛）、丁基橡胶，投入密炼机中，在60-72℃的温度下进行塑炼，塑炼10-15分钟后，当温度达到85-95℃，开始排料，排料后停放冷却8-12小时；

（6）按配方比例将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入步骤（4）的混合料，混炼2-3分钟后，再加入配方中除硫化剂和促进剂类以外的其它剩余物料混炼10-15分钟后，当温度达到90-115℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；

（7）将上述混炼料投入开炼机中，再将硫化剂、促进剂类加入混炼胶中，薄通6-8遍即可，开炼机的加工温度≤60℃。

实验数据

耐油性能按照ASTM D 471标准进行检测，单位为%；

耐热性能按照国标GB-T 3512-2001进行检测；

气密性按照国标GB7755-87进行检测，单位为　m2 /s.Pa；

耐撕裂性能按照国标GB/T529-1999进行检测，单位为KN/m。

本发明的橡胶材料与常规耐油橡胶料的物理性能检测比较如下表：

从表中可以看出本发明的耐油橡胶材料的耐油性、耐热性能、气密性及耐撕裂性都比常规耐油材料好,可以用作各种密封件材料。

Claims (3)

1.一种汽车阀门密封垫胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶30-40、三元乙丙橡胶9650（德国朗盛）20-30、丁基橡胶20-30、改性树木灰10-12、二茂铁2-3、过氧化二异丙苯DCP0.2-0.6、交联剂 TAC1-2、高耐磨炭黑N330 30-33、 轻质碳酸钙6-8、氧化锌4-5、柠檬酸三丁酯12-14、改性铁尾矿渣粉12-14、 ECHO.A 噻二唑衍生物1-2、 2-硫醇基苯骈咪唑1-2、防老剂OD 1-2、苯基三乙氧基硅烷1-3、乙撑双油酸酰胺0.4-0.6。

2.根据权利要求1所述的一种汽车阀门密封垫胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶35、三元乙丙橡胶9650（德国朗盛）25、 丁基橡胶25、改性树木灰11、二茂铁2.5、过氧化二异丙苯DCP 0.4、交联剂 TAC1.5、高耐磨炭黑N330 32、轻质碳酸钙7、氧化锌4.5、柠檬酸三丁酯13、改性铁尾矿渣粉13、ECHO.A 噻二唑衍生物1.5、 2-硫醇基苯骈咪唑1.5、防老剂OD 1.5、苯基三乙氧基硅烷2、乙撑双油酸酰胺0.5。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车阀门密封垫胶料 的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）改性树木灰的制备方法：

   将树木灰重量1-2%的可膨胀石墨加入到树木灰中混合，在用15-20%盐酸浸泡1-2小时，用水洗至中性，烘干后，加入相当于固体重量0.5-1.0%的3-氨丙基三甲氧基硅烷、1-2%的聚丙烯酸钙、1-2%二苯基硅二醇、3-5%氧化铝，以1200-1500转/分的速度高速搅拌，得到分散液，分散液烘干、粉碎成粉末，得到改性树木灰；

（2）改性铁尾矿渣的制备：

   将铁尾矿渣900-1000℃下烧损4-6小时，然后研磨成纳米粉末，再拌入相当于粉体重量1-2%的聚四氟乙烯微粉、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%丙三醇三甘油酸酯拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；

（3）用机油按1：1质量比稀释苯基三乙氧基硅烷； 

（4）按配方比例将改性树木灰和改性铁尾矿渣、高耐磨炭黑N330、轻质碳酸钙投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将步骤（2）稀释好的偶联剂喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料； 

（5）将丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶9650（德国朗盛）、丁基橡胶，投入密炼机中，在60-72℃的温度下进行塑炼，塑炼10-15分钟后，当温度达到85-95℃，开始排料，排料后停放冷却8-12小时； 

  （6）按配方比例将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入步骤（4）的混合料，混炼2-3分钟后，再加入配方中除硫化剂和促进剂类以外的其它剩余物料混炼10-15分钟后，当温度达到90-135℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；

  （7）将上述混炼料投入开炼机中，再将硫化剂、促进剂类加入混炼胶中，薄通6-8遍即可，开炼机的加工温度≤60℃。