CN103044831B - 一种同步齿轮箱盖垫片胶料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同步齿轮箱盖垫片胶料，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶50-55、氢化丁腈橡胶30-40、丁腈胶N240 14-16、氯磺化聚乙烯橡胶12-14、鲸蜡1-2、二茂铁1-2、过硫酸铵1-2、炭黑N110 10-20、沉淀法白炭黑10-20、氧化镁2-4、二硫化钼1-2、硬脂酸钡2-4、改性膨润土5-7、改性铁尾矿渣粉10-13、改性树木灰9-11、硬脂酸0.4-0.6、氧化锌4-6、抗氧剂1010 1-2、防老剂4020 1-2、甲基三甲氧基硅烷1-3、硬脂酸丁酯0.5-1、环氧亚麻子油19-21。本发明的橡胶胶料具有优异的耐臭氧性能和耐低温性能,耐热性能，使用温度范围大、工艺环保，可以用此胶料制作各种密封垫片。
Description
技术领域
本发明涉及合成橡胶领域，具体涉及一种同步齿轮箱盖垫片胶料及其制备方法。
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。现有的橡胶密封件在高温、低温、大温差、腐蚀介质及长寿命等工况下,其密封性能很难令人满意，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
本发明提供了一种同步齿轮箱盖垫片胶料及其制备方法，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：
一种同步齿轮箱盖垫片胶料，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶50-55、氢化丁腈橡胶 30-40、丁腈胶N240 14-16、氯磺化聚乙烯橡胶 12-14、鲸蜡1-2、二茂铁1-2、过硫酸铵1-2、炭黑N110 10-20、沉淀法白炭黑 10-20、氧化镁2-4、二硫化钼1-2、硬脂酸钡2-4、改性膨润土5-7、改性铁尾矿渣粉10-13、改性树木灰9-11、硬脂酸0.4-0.6、氧化锌4-6、抗氧剂1010 1-2、防老剂4020 1-2、甲基三甲氧基硅烷 1-3、硬脂酸丁酯0.5-1、环氧亚麻子油19-21。
所述的一种同步齿轮箱盖垫片胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶52、氢化丁腈橡胶 35、丁腈胶N240 15、氯磺化聚乙烯橡胶 13、鲸蜡1.5、二茂铁1.5、过硫酸铵1.5、炭黑N110 15、沉淀法白炭黑 18、氧化镁3、二硫化钼1.5、硬脂酸钡3、改性膨润土6、改性铁尾矿渣粉12、改性树木灰10、硬脂酸0.5、氧化锌5、抗氧剂1010 1.5、防老剂4020 1.5、甲基三甲氧基硅烷2、硬脂酸丁酯0.7、环氧亚麻子油20。
所述的一种同步齿轮箱盖垫片胶料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）改性树木灰的制备：
将树木灰用10-15%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时后，捞出，温度40-45℃下烘干至含水量2-3%，然后立即加入树木灰总重量3-4%丙三醇三甘油酸酯混合均匀，然后，加入树木灰总重量1-3%的丁基萘磺酸钠、1-3%的柠檬酸三丁酯，高速混合，烘干、研磨成粉末，得到改性树木灰；
（2）改性铁尾矿渣粉的制备：
将铁尾矿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%的偶联剂DL-151、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%的吐温80拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；
（3）改性膨润土的制备
膨润土用10-15%盐酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，再加入膨润土重量的2-3%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、1-2%的机油、2-3%的硅烷偶联剂KH550、3-5%氧化锌，高速1200-1500转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干粉碎成超细粉末；
（4）用机油按1：1质量比稀释甲基三甲氧基硅烷；
（5）按配方比例将改性树木灰烬、改性膨润土、 炭黑N110、沉淀法白炭黑 、氧化铝投入高速混合机里，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；
（6）将丙烯酸酯橡胶、氢化丁腈橡胶 、丁腈胶N240 、氯磺化聚乙烯橡胶、鲸蜡、改性铁尾矿渣粉，投入密炼机中，在60-70℃的温度下进行塑炼，塑炼10-12分钟后，当温度达到85-95℃，开始排料，排料后停放冷却10-12小时；
（7）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（5）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90-118℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；
（8）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4-5遍即可，开炼机的加工温度≤56℃。
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，提高了混炼胶的耐臭氧性能和耐低温性能,耐热性能，同时比丙烯酸酯橡胶本身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
一种同步齿轮箱盖垫片胶料的制备，
称取丙烯酸酯橡胶（AR-100） 52kg、氢化丁腈橡胶（日本瑞翁氢化丁腈橡胶 2020） 35kg、丁腈胶N240 15kg、氯磺化聚乙烯橡胶（CSM2305） 13kg、鲸蜡1.5kg、二茂铁1.5kg、过硫酸铵1.5kg、炭黑N110 15kg、沉淀法白炭黑 18kg、氧化镁3kg、二硫化钼1.5kg、硬脂酸钡3kg、改性膨润土6kg、改性铁尾矿渣粉12kg、改性树木灰10kg、硬脂酸0.5kg、氧化锌5kg、抗氧剂1010 1.5kg、防老剂4020 1.5kg、甲基三甲氧基硅烷2kg、硬脂酸丁酯0.7kg、环氧亚麻子油20kg,
制备方法包括以下步骤：
（1）改性树木灰的制备：
将树木灰用10-15%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时后，捞出，温度40-45℃下烘干至含水量2-3%，然后立即加入树木灰总重量3-4%丙三醇三甘油酸酯混合均匀，然后，加入树木灰总重量1-3%的丁基萘磺酸钠、1-3%的柠檬酸三丁酯，高速混合，烘干、研磨成粉末，得到改性树木灰；
（2）改性铁尾矿渣粉的制备：
将铁尾矿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%的偶联剂DL-151、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%的吐温80拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；
（3）改性膨润土的制备
膨润土用10-15%盐酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，再加入膨润土重量的2-3%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、1-2%的机油、2-3%的硅烷偶联剂KH550、3-5%氧化锌，高速1200-1500转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干粉碎成超细粉末；
（4）用机油按1：1质量比稀释甲基三甲氧基硅烷；
（5）按配方比例将改性树木灰烬、改性膨润土、 炭黑N110、沉淀法白炭黑 、氧化铝投入高速混合机里，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；
（6）将丙烯酸酯橡胶、氢化丁腈橡胶 、丁腈胶N240 、氯磺化聚乙烯橡胶、鲸蜡、改性铁尾矿渣粉，投入密炼机中，在60-70℃的温度下进行塑炼，塑炼10-12分钟后，当温度达到85-95℃，开始排料，排料后停放冷却10-12小时；
（7）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（5）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90-118℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；
（8）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4-5遍即可，开炼机的加工温度≤56℃。
实验数据
按实施例的原材料配方压出胶料进行性能试验检测，结果为：
拉伸强度为19-20Mpa，断裂拉长率为420-450%，撕裂强度为35-38KN/m，经FAM-A油（23℃×48h）浸泡后其拉伸强度为8-10Mpa。
Claims (2)
1.一种同步齿轮箱盖垫片胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶50-55、氢化丁腈橡胶 30-40、丁腈胶N240 14-16、氯磺化聚乙烯橡胶 12-14、鲸蜡1-2、二茂铁1-2、过硫酸铵1-2、炭黑N110 10-20、沉淀法白炭黑 10-20、氧化镁2-4、二硫化钼1-2、硬脂酸钡2-4、改性膨润土5-7、改性铁尾矿渣粉10-13、改性树木灰9-11、硬脂酸0.4-0.6、氧化锌4-6、抗氧剂1010 1-2、防老剂4020 1-2、甲基三甲氧基硅烷 1-3、硬脂酸丁酯0.5-1、环氧亚麻子油19-21；所述的同步齿轮箱盖垫片胶料的制备方法包括以下步骤： （1）改性树木灰的制备： 将树木灰用10-15%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时后，捞出，温度40-45℃下烘干至含水量2-3%，然后立即加入树木灰总重量3-4%丙三醇三甘油酸酯混合均匀，然后，加入树木灰总重量1-3%的丁基萘磺酸钠、1-3%的柠檬酸三丁酯，高速混合，烘干、研磨成粉末，得到改性树木灰； （2）改性铁尾矿渣粉的制备： 将铁尾矿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%的偶联剂DL-151、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%的吐温80拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉； （3）改性膨润土的制备 膨润土用10-15%盐酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，再加入膨润土重量的2-3%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、1-2%的机油、2-3%的硅烷偶联剂KH550、3-5%氧化锌，高速1200-1500转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干粉碎成超细粉末； （4）用机油按1：1质量比稀释甲基三甲氧基硅烷； （5）按配方比例将改性树木灰、改性膨润土、炭黑N110、沉淀法白炭黑投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将步骤（4）稀释好的甲基三甲氧基硅烷喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟，出料冷却备用，得到混合物料； （6）将丙烯酸酯橡胶、氢化丁腈橡胶、丁腈胶N240、氯磺化聚乙烯橡胶、鲸蜡、改性铁尾矿渣粉，投入密炼机中，在60-70℃的温度下进行塑炼，塑炼10-12分钟后，当温度达到85-95℃，开始排料，排料后停放冷却10-12小时； （7）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（5）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90-118℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时； （8）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4-5遍即可，开炼机的加工温度≤56℃。
2. 根据权利要求1所述的一种同步齿轮箱盖垫片胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶52、氢化丁腈橡胶 35、丁腈胶N240 15、氯磺化聚乙烯橡胶 13、鲸蜡1.5、二茂铁1.5、过硫酸铵1.5、炭黑N110 15、沉淀法白炭黑 18、氧化镁3、二硫化钼1.5、硬脂酸钡3、改性膨润土6、改性铁尾矿渣粉12、改性树木灰10、硬脂酸0.5、氧化锌5、抗氧剂1010 1.5、防老剂4020 1.5、甲基三甲氧基硅烷2、硬脂酸丁酯0.7、环氧亚麻子油20。
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