CN103102528B - 一种高耐磨刹车皮碗胶料及其制备方法 - Google Patents

一种高耐磨刹车皮碗胶料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨刹车皮碗胶料，由下列重量份原料制成：丁腈橡胶20-30、氯磺化聚乙烯橡胶30-40、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）25-35、氟橡胶12-14、天然橡胶3-5、高耐磨炭黑N330 20-30、改性白炭黑10-15、氧化锆3-4、改性树木灰烬8-10、凹凸棒土4-6、海泡石4-6、改性铁尾矿渣粉9-11、硬脂酸 0.5～1、硫磺 0.5～1、促进剂DM0.2-0.4、促进剂PZ 0.3-0.6、硬脂酸1-2、氧化锌2-4、二茂铁 0.2-0.4、蒙旦蜡1-2、抗氧剂DSTP1-2、防老剂RD 1-2、苯基三乙氧基硅烷 2-3、马来酸二辛酯 20-22。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材料。

Description

一种高耐磨刹车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，具体涉及一种高耐磨刹车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耐磨刹车皮碗胶料  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：
一种高耐磨刹车皮碗胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丁腈橡胶20-30、氯磺化聚乙烯橡胶30-40、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）25-35、氟橡胶12-14、天然橡胶3-5、高耐磨炭黑N330 20-30、改性白炭黑10-15、氧化锆3-4、改性树木灰烬8-10、凹凸棒土4-6、海泡石4-6、改性铁尾矿渣粉9-11、 硬脂酸 0.5～1、硫磺 0.5～1、促进剂DM0.2-0.4、促进剂PZ 0.3-0.6、硬脂酸1-2、氧化锌2-4、二茂铁 0.2-0.4、蒙旦蜡  1-2、抗氧剂DSTP1-2、防老剂RD 1-2、苯基三乙氧基硅烷 2-3、马来酸二辛酯 20-22。
所述的一种高耐磨刹车皮碗胶料  ，其特征在于，由下列重量份原料制成：丁腈橡胶24、氯磺化聚乙烯橡胶36、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）30、氟橡胶13、天然橡胶4、高耐磨炭黑N330 25、改性白炭黑12、氧化锆3、改性树木灰烬9、凹凸棒土5、海泡石5、改性铁尾矿渣粉10、硬脂酸 0.7、硫磺 0.7、促进剂DM0.3、促进剂PZ 0.5、硬脂酸2、氧化锌4、二茂铁 0.3、 蒙旦蜡 1、抗氧剂DSTP1.5、防老剂RD  1.5、苯基三乙氧基硅烷 2、马来酸二辛酯 20。
所述的一种高耐磨刹车皮碗胶料  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%的铝酸酯偶联剂DL-411 、1-2%的焦磷酸钠、1-2%脂肪酸山梨坦 、3-5%氧化镁，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%的二硫化钼、1-2%的月桂醇硫酸钠、1-2%二甲基硅油拌搅均匀，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%的羧甲基纤维素钠、1-2%二甲基硅油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性的白炭黑；
（4）取苯基三乙氧基硅烷；
（5）按配方比例将改性树木灰烬、高耐磨炭黑N330、投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将偶联剂苯基三乙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）将丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）、氟橡胶、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
制备一种高耐磨刹车皮碗胶料，
首先按配方要求称取下列原材料（kg）：丁腈橡胶24、氯磺化聚乙烯橡胶36、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）30、氟橡胶13、天然橡胶4、高耐磨炭黑N330 25、改性白炭黑12、氧化锆3、改性树木灰烬9、凹凸棒土5、海泡石5、改性铁尾矿渣粉10、硬脂酸 0.7、硫磺 0.7、促进剂DM0.3、促进剂PZ 0.5、硬脂酸2、氧化锌4、二茂铁 0.3、 蒙旦蜡 1、抗氧剂DSTP1.5、防老剂RD  1.5、苯基三乙氧基硅烷 2、马来酸二辛酯 20，
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%的铝酸酯偶联剂DL-411 、1-2%的焦磷酸钠、1-2%脂肪酸山梨坦 、3-5%氧化镁，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%的二硫化钼、1-2%的月桂醇硫酸钠、1-2%二甲基硅油拌搅均匀，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%的羧甲基纤维素钠、1-2%二甲基硅油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性的白炭黑；
（4）取苯基三乙氧基硅烷；
（5）按配方比例将改性树木灰烬、高耐磨炭黑N330、投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将偶联剂苯基三乙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）将丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、三元乙丙橡胶5962（德国朗盛）、氟橡胶、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
按实施例的原材料配方做成胶料进行性能试验检测，检测结果：
拉伸强度为25 Mpa,断裂拉长率为420%,撕裂强度为31kN/m,经FAM-A油(23℃×48h)浸泡后其拉伸强度为14MPa，耐臭氧性：500pphm×40℃×70h,拉伸20% 无裂纹出现；在-40℃的低温下放置48h 胶料未出现裂纹现象。

Claims (2)

1.一种高耐磨刹车皮碗胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丁腈橡胶20-30、氯磺化聚乙烯橡胶30-40、三元乙丙橡胶5962 25-35、氟橡胶12-14、天然橡胶3-5、高耐磨炭黑N330 20-30、改性白炭黑10-15、氧化锆3-4、改性树木灰烬8-10、凹凸棒土4-6、海泡石4-6、改性铁尾矿渣粉9-11、 硬脂酸 0.5～1、硫磺 0.5～1、促进剂DM 0.2-0.4、促进剂PZ 0.3-0.6、硬脂酸1-2、氧化锌2-4、二茂铁 0.2-0.4、蒙旦蜡  1-2、抗氧剂DSTP1-2、防老剂RD 1-2、苯基三乙氧基硅烷 2-3、马来酸二辛酯 20-22；
 所述的高耐磨刹车皮碗胶料的制备方法，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，再用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%的铝酸酯偶联剂DL-411 、1-2%的焦磷酸钠、1-2%的脂肪酸山梨坦、3-5%的氧化镁，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%的二硫化钼、1-2%的月桂醇硫酸钠、1-2%二甲基硅油拌搅均匀，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%的羧甲基纤维素钠、1-2%二甲基硅油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性的白炭黑；
 （4）取苯基三乙氧基硅烷；
  （5）按配方比例将改性树木灰烬、高耐磨炭黑N330、投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将偶联剂苯基三乙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）将丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、三元乙丙橡胶5962、氟橡胶、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）的混合物料，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℃。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨刹车皮碗胶料，其特征在于，由下列重量份原料制成：丁腈橡胶24、氯磺化聚乙烯橡胶36、三元乙丙橡胶5962 30、氟橡胶13、天然橡胶4、高耐磨炭黑N330 25、改性白炭黑12、氧化锆3、改性树木灰烬9、凹凸棒土5、海泡石5、改性铁尾矿渣粉10、硬脂酸 0.7、硫磺 0.7、促进剂DM0.3、促进剂PZ 0.5、硬脂酸2、氧化锌4、二茂铁 0.3、 蒙旦蜡 1、抗氧剂DSTP1.5、防老剂RD  1.5、苯基三乙氧基硅烷 2、马来酸二辛酯 20。
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