CN103102525A - 一种高速旋转轴密封用皮碗胶料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速旋转轴密封用皮碗胶料，由下列重量份原料制成：丁腈橡胶30-40、异戊橡胶20-30、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）20-40、氟硅橡胶10-15、天然橡胶3-5、快压出炭黑N55020-30、改性白炭黑10-15、玻璃纤维4-6、轻质碳酸钙5-7、滑石粉4-6、改性树木灰烬4-6、改性铁尾矿渣粉9-11、硫化剂DCP0.5～1、促进剂DTDM0.5-1、硬脂酸1-2、氧化锌2-4、防焦剂CTP0.2-0.4、2-硫醇基苯骈咪唑1-2、抗氧剂DLTP1-2、防老剂NBC1-2、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯2-3、偏苯三酸三辛酯16-18。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，可以用此胶料制作作各种密封皮碗。

Description

一种高速旋转轴密封用皮碗胶料及其制备方法
技术领域
    本发明涉及合成橡胶领域，具体涉及一种高速旋转轴密封用皮碗胶料及其制备方法。
背景技术
橡胶皮碗主要是指应用在轿车、轻型车、面包车、部分载重车的液压制动系统及离合器操纵系统、加力泵系统中起传递压力和密封作用的橡胶密封件。橡胶皮碗也有应用在家用电器上，如用在双缸洗衣机缸体上的橡胶皮碗，对缸体起到密封作用。橡胶皮碗是橡胶制品中一种应用广泛功能重要的橡胶产品之一。
橡胶皮碗的主要特点：
1）主缸和轮缸中的皮碗必须有一定的弹性和压缩变形及耐磨性，以保证皮碗在使用过程中具有传递液压的一定回位能力和密封能力。2）在高温（100~120℃及低温（-30~50℃）下耐液压介质性好，皮碗在制动密封装置中较长时间与制动液接触，故要求它对制动液（合成液、矿物油）具有良好的抗溶胀性，不允许在高温、低温及静态室温下发生渗漏。
现有技术中橡胶皮碗生产时的主料多为生胶丁腈橡胶，丁腈橡胶的具有耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强，但是其耐低温性差、耐臭氧性差，电性能低劣，弹性低，在低温环境下长时间使用，其密封性能会大大降低，需要对现有的皮碗胶料配方进行改进。
发明内容
    本发明提供了一种高速旋转轴密封用皮碗胶料及其制备方法，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：
一种高速旋转轴密封用皮碗胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丁腈橡胶30-40、异戊橡胶20-30、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）20-40、氟硅橡胶10-15、天然橡胶3-5、快压出炭黑N550 20-30、改性白炭黑10-15、玻璃纤维4-6、轻质碳酸钙5-7、滑石粉4-6、改性树木灰烬4-6、改性铁尾矿渣粉9-11、 硫化剂DCP 0.5～1、促进剂DTDM 0.5-1、硬脂酸1-2、氧化锌2-4、防焦剂CTP0.2-0.4、 2-硫醇基苯骈咪唑1-2、抗氧剂DLTP1-2、防老剂NBC1-2、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯2-3、偏苯三酸三辛酯16-18。
所述的一种高速旋转轴密封用皮碗胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丁腈橡胶35、异戊橡胶25、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）24、氟硅橡胶12、天然橡胶4、快压出炭黑N550 25、改性白炭黑12、玻璃纤维5、轻质碳酸钙6、滑石粉5、改性树木灰烬5、改性铁尾矿渣粉10、 硫化剂DCP 0.7、促进剂DTDM 0.6、硬脂酸2、氧化锌4、防焦剂CTP0.3、 2-硫醇基苯骈咪唑1、抗氧剂DLTP1.5、防老剂NBC 1.5、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯2、偏苯三酸三辛酯18。
所述的一种高速旋转轴密封用皮碗胶料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）改性树木灰烬的制备方法：
   将树木灰烬重量1-2%的绢英粉加入到树木灰烬中混合，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%的钛酸酯偶联剂TMC-TTS、1-2%的焦磷酸钠、1-2%脂肪醇聚氧乙烯醚、3-5%三氧化二铝，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，得到改性树木灰烬；
（2）改性铁尾矿渣粉的制备：
   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%的氧化钼、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%聚醚改性硅油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；
（3）改性白炭黑的制备：
将白炭黑在400-450℃下烧损2-3小时，然后研磨成纳米粉末，再拌入相当于粉体重量4-6%的偶联剂Si-69、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%聚醚改性硅油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性的白炭黑；
（4）取双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯； 
（5）按配方比例将改性树木灰烬、快压出炭黑N550、投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时偶联剂双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料； 
（6）将丁腈橡胶、异戊橡胶、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）、氟硅橡胶、天然橡胶、改性铁尾矿渣粉、改性白炭黑，投入密炼机中，在70-75℃的温度下进行塑炼，塑炼14-16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90-98℃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3-4遍即可，开炼机的加工温度≤60℃。
有益效果
    本发明将丁腈橡胶和其它几种橡胶混炼，提高混炼胶的综合性能，将树木灰烬、白炭黑分别进行改性处理，同时将尾铁矿渣进行改性处理，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中的分散性，提高了填料添加量，降低了原材料成本， 所得的混炼胶的耐臭氧性能和耐低温性能,耐热性能大大提高， 比丁腈橡胶本身具有更宽的使用温度范围、更好的工艺加工性能、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
一种高速旋转轴密封用皮碗胶料的制备，
首先按配方要求称取下列原材料（kg）：丁腈橡胶35、异戊橡胶25、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）24、氟硅橡胶12、天然橡胶4、快压出炭黑N550 25、改性白炭黑12、玻璃纤维5、轻质碳酸钙6、滑石粉5、改性树木灰烬5、改性铁尾矿渣粉10、 硫化剂DCP 0.7、促进剂DTDM 0.6、硬脂酸2、氧化锌4、防焦剂CTP0.3、 2-硫醇基苯骈咪唑1、抗氧剂DLTP1.5、防老剂NBC 1.5、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯2、偏苯三酸三辛酯18。
制备方法包括以下步骤：
（1）改性树木灰烬的制备方法：
   将树木灰烬重量1-2%的绢英粉加入到树木灰烬中混合，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%的钛酸酯偶联剂TMC-TTS、1-2%的焦磷酸钠、1-2%脂肪醇聚氧乙烯醚、3-5%三氧化二铝，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，得到改性树木灰烬；
（2）改性铁尾矿渣粉的制备：
   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%的氧化钼、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%聚醚改性硅油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；
（3）改性白炭黑的制备：
将白炭黑在400-450℃下烧损2-3小时，然后研磨成纳米粉末，再拌入相当于粉体重量4-6%的偶联剂Si-69、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%聚醚改性硅油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性的白炭黑；
（4）取双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯； 
（5）按配方比例将改性树木灰烬、快压出炭黑N550、投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时偶联剂双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料； 
（6）将丁腈橡胶、异戊橡胶、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）、氟硅橡胶、天然橡胶、改性铁尾矿渣粉、改性白炭黑，投入密炼机中，在70-75℃的温度下进行塑炼，塑炼14-16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90-98℃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3-4遍即可，开炼机的加工温度≤60℃。
实验数据
对本实施例加工出的胶料进行性能试验检测，检测结果如下：
拉伸强度MPa：26，拉断伸长率%：425，撕裂强度KN/m：32，耐3#油100℃浸泡72h后：体积变化率% 9.5，耐低温性能：在-40℃的环境下放置48h，橡胶未出现裂纹现象。
从检测结果可以看出本发明的胶料的耐低温性、耐撕裂性、耐油性能都比较好，可以用作各种密封件材料。

Claims (3)

1.一种高速旋转轴密封用皮碗胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丁腈橡胶30-40、异戊橡胶20-30、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）20-40、氟硅橡胶10-15、天然橡胶3-5、快压出炭黑N550 20-30、改性白炭黑10-15、玻璃纤维4-6、轻质碳酸钙5-7、滑石粉4-6、改性树木灰烬4-6、改性铁尾矿渣粉9-11、 硫化剂DCP 0.5～1、促进剂DTDM 0.5-1、硬脂酸1-2、氧化锌2-4、防焦剂CTP0.2-0.4、 2-硫醇基苯骈咪唑1-2、抗氧剂DLTP1-2、防老剂NBC1-2、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯2-3、偏苯三酸三辛酯16-18。
2.根据权利要求1所述的一种高速旋转轴密封用皮碗胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丁腈橡胶35、异戊橡胶25、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）24、氟硅橡胶12、天然橡胶4、快压出炭黑N550 25、改性白炭黑12、玻璃纤维5、轻质碳酸钙6、滑石粉5、改性树木灰烬5、改性铁尾矿渣粉10、 硫化剂DCP 0.7、促进剂DTDM 0.6、硬脂酸2、氧化锌4、防焦剂CTP0.3、 2-硫醇基苯骈咪唑1、抗氧剂DLTP1.5、防老剂NBC 1.5、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯2、偏苯三酸三辛酯18。
3.根据权利要求1或2所述的一种高速旋转轴密封用皮碗胶料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）改性树木灰烬的制备方法：
   将树木灰烬重量1-2%的绢英粉加入到树木灰烬中混合，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%的钛酸酯偶联剂TMC-TTS、1-2%的焦磷酸钠、1-2%脂肪醇聚氧乙烯醚、3-5%三氧化二铝，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，得到改性树木灰烬；
（2）改性铁尾矿渣粉的制备：
   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%的氧化钼、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%聚醚改性硅油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；
（3）改性白炭黑的制备：
将白炭黑在400-450℃下烧损2-3小时，然后研磨成纳米粉末，再拌入相当于粉体重量4-6%的偶联剂Si-69、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%聚醚改性硅油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性的白炭黑；
（4）取双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯； 
（5）按配方比例将改性树木灰烬、快压出炭黑N550、投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时偶联剂双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料； 
（6）将丁腈橡胶、异戊橡胶、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）、氟硅橡胶、天然橡胶、改性铁尾矿渣粉、改性白炭黑，投入密炼机中，在70-75℃的温度下进行塑炼，塑炼14-16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90-98℃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3-4遍即可，开炼机的加工温度≤60℃。
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