CN103865125A - 一种高性能发动机用丁腈橡胶材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能发动机用丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶3604 70-100份，三元乙丙橡胶20-30份，有机硅改性丙烯酸酯4-10份，聚氯乙烯树脂4-6份，硬脂酸0.8-1.3份，石蜡1.5-2.5份，炭黑N550 40-60份，氧化锌晶须15-30份，偶联剂KH-550 8-12份，高苯乙烯13-17份，三羟甲基甲胺0.7-1.3份，过氧化二异丙苯1.5-2.1份，N,N-二苯基-对苯二胺0.5-0.8份，防老剂MB 0.3-0.5份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.7-1份，三烯丙基异氰尿酸酯1-2份，氢氧化镁3-8份，三氧化二锑1-3份，一缩二乙二醇苯甲酸酯8-13份，促进剂TMTD 0.5-1份。本发明中，上述高性能发动机用丁腈橡胶材料耐油、耐高温性能优异，且耐磨、耐曲挠、扯断性能好，可用于制备各种发动机内部密封材料，使用寿命较长。
Description
技术领域
本发明涉及丁腈橡胶技术领域，尤其涉及一种高性能发动机用丁腈橡胶材料。
背景技术
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。丁腈橡胶主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等，常用于制作各类耐油模压制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管、胶管、密封件、发泡等，也用于制作胶板和耐磨零件。
随着目前工业领域快速发展，发动机内部密封材料的耐高低温、耐油、耐磨、耐曲挠等性能提出了苛刻的要求，一个发动机的循环运转需要空气吸纳、压缩、高温发功、废弃排放等关键过程，在这个过程将产生的高温、高压、摩擦、燃油明火爆发等现象，因此一个发动机所要密封材料就要涉及到高温、高压、高爆发力、高升功率、燃料油、高温废弃低污染排放等各种复杂介质和性能的考验，这给密封材料提出了更高的要求，传统的密封材料已经满足不了当代发动机的设计和使用要求，如何制备一种使用寿命长，耐油、耐高温性能优异，耐磨、耐曲挠、扯断性能好的发动机用丁腈橡胶材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种高性能发动机用丁腈橡胶材料，耐油、耐高温性能优异，且耐磨、耐曲挠、扯断性能好，可用于制备各种发动机内部密封材料，使用寿命较长。
本发明提出的一种高性能发动机用丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶360470-100份,三元乙丙橡胶20-30份，有机硅改性丙烯酸酯4-10份，聚氯乙烯树脂4-6份，硬脂酸0.8-1.3份，石蜡1.5-2.5份，炭黑N55040-60份，氧化锌晶须15-30份，偶联剂KH-5508-12份，高苯乙烯13-17份，三羟甲基甲胺0.7-1.3份，过氧化二异丙苯1.5-2.1份,N,N-二苯基-对苯二胺0.5-0.8份,防老剂MB0.3-0.5份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.7-1份，三烯丙基异氰尿酸酯1-2份，氢氧化镁3-8份，三氧化二锑1-3份，一缩二乙二醇苯甲酸酯8-13份，促进剂TMTD0.5-1份。
优选地，丁腈橡胶3604中丙烯腈的含量为37-39.5%，挥发分为0.87-1%，拉伸强度为31.5-35MPa。
优选地，丁腈橡胶、三元乙丙橡胶与有机硅改性丙烯酸的重量比为20：（4-6）：（1-2）。
优选地，N,N-二苯基-对苯二胺与防老剂MB的重量比为（3-4）：2。
优选地，炭黑N550与氧化锌晶须的重量比为（3-4）：（1-2）。
优选地，高苯乙烯中结合苯的含量为62-64.5%，门尼粘度为ML100℃（1+4）48-57。
优选地，上述高性能发动机用丁腈橡胶材料的原料按重量份包括：丁腈橡胶3604100份,三元乙丙橡胶20-30份，有机硅改性丙烯酸酯5-10份，聚氯乙烯树脂4.5-5份，硬脂酸1.1-1.3份，石蜡1.8-2.1份，炭黑N55050-55份，氧化锌晶须18-24份，偶联剂KH-5509-11份，高苯乙烯15-16份，三羟甲基甲胺0.8-1.1份，过氧化二异丙苯1.7-2份,N,N-二苯基-对苯二胺(防老剂H)0.65-0.7份，防老剂MB0.4份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.8-0.85份，三烯丙基异氰尿酸酯1.3-1.5份，氧化镁4-7份，三氧化二锑1.5-2份，一缩二乙二醇苯甲酸酯9-11份，促进剂TMTD0.5-1份。
优选地，上述高性能发动机用丁腈橡胶材料的原料按重量份包括：丁腈橡胶3604100份,三元乙丙橡胶23份，有机硅改性丙烯酸酯8份，聚氯乙烯树脂4.8份，硬脂酸1.25份，石蜡2.05份，炭黑N55053份，氧化锌晶须23.6份，偶联剂KH-55010.8份，高苯乙烯15.5份，三羟甲基甲胺1.05份，过氧化二异丙苯1.85份,N,N-二苯基-对苯二胺(防老剂H)0.7份，防老剂MB0.4份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.82份，三烯丙基异氰尿酸酯1.45份，氧化镁6.5份，三氧化二锑1.9份，一缩二乙二醇苯甲酸酯10.5份，促进剂TMTD0.9份；其中，丁腈橡胶3604中丙烯腈的含量为38.2%，挥发分为0.95%，拉伸强度为32.5MPa；高苯乙烯中结合苯的含量为63.7%，门尼粘度为ML100℃（1+4）53。
本发明中，添加适量高苯乙烯并合理控制其内部结合苯的含量与门尼粘度，其与丁腈橡胶结合性能好，并可兼具补强作用使上述丁腈橡胶材料具有更大的机械强度与撕裂强度，且其耐油性能非常优异，防老剂N,N-二苯基-对苯二胺与防老剂共用，制品耐热及耐臭氧性能优异，同时对耐磨、曲挠龟裂、热氧老化及有害金属离子具有较好的防护作用；添加炭黑N550作为填充及增强剂可使丁腈橡胶的力学性能显著提高，在其中适量添加部分氧化锌晶须不仅可进一步增加填充剂的添加量，且通过双辊塑料机的强剪切作用粉料仍然可均匀加入丁腈橡胶的混炼胶中，其可显著改善胶料的表面光泽度，增塑剂CPE的添加使用可在提高丁腈橡胶硬度适中，增强器耐磨性能的情况下，大大改善丁腈橡胶的塑性与共混胶的挤出性能；添加适量增塑剂邻苯二甲酸二辛酯使得产品具有优良的耐热、耐油、抗溶胀及耐迁移性能，改善胶料加工工艺性能，增加产品的韧性、塑性及扯断强度，添加少量氢氧化镁与三氧化二锑，可明显增强制品的耐高温性能，阻燃性能优异；中和剂三羟甲基甲胺可改善丁腈橡胶与三元乙丙橡胶的相容性能，缓和两者的极性差异，提高两者的相容性，交联剂过氧化二异丙苯及助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三烯丙基异氰尿酸酯组成的硫化体系可中和丁腈橡胶与三元乙丙橡胶硫化活性的差异，使得丁腈橡胶与三元乙丙橡胶在硫化剂中分布均匀且硫化同步，进而提高产品的交联密度与交联程度；本发明中，上述高性能发动机用丁腈橡胶材料耐油、耐高温性能优异，且耐磨、耐曲挠、扯断性能好，可用于制备各种发动机内部密封材料，使用寿命较长。
具体实施方式
实施例1
本实施例中，一种高性能发动机用丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：
丁腈橡胶360475份,三元乙丙橡胶22份，有机硅改性丙烯酸酯8份，聚氯乙烯树脂4.5份，硬脂酸1.25份，石蜡2.3份，炭黑N55055份，氧化锌晶须28份，偶联剂KH-5509份，高苯乙烯16份，三羟甲基甲胺0.95份，过氧化二异丙苯2份,N,N-二苯基-对苯二胺0.65份,防老剂MB0.45份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.9份，三烯丙基异氰尿酸酯1.2份，氢氧化镁5份，三氧化二锑2.5份，一缩二乙二醇苯甲酸酯12份，促进剂TMTD0.9份；
其中，丁腈橡胶3604中丙烯腈的含量为38%，挥发分为0.92%，拉伸强度为34MPa；高苯乙烯中结合苯的含量为63%，门尼粘度为ML100℃（1+4）49。
将上述高性能发动机用丁腈橡胶材料进行性能检测，测试结果如下：
实施例2
本实施例中，一种高性能发动机用丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：
丁腈橡胶360485份,三元乙丙橡胶23份，有机硅改性丙烯酸酯9份，聚氯乙烯树脂5份，硬脂酸1.2份，石蜡2.3份，炭黑N55058份，氧化锌晶须26份，偶联剂KH-55011份，高苯乙烯14份，三羟甲基甲胺1.25份，过氧化二异丙苯2.05份,N,N-二苯基-对苯二胺0.7份,防老剂MB0.45份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.8份，三烯丙基异氰尿酸酯1.15份，氢氧化镁7份，三氧化二锑1.25份，一缩二乙二醇苯甲酸酯12份，促进剂TMTD0.7份；
其中，丁腈橡胶3604中丙烯腈的含量为38.4%，挥发分为0.92%，拉伸强度为33.5MPa；高苯乙烯中结合苯的含量为63%，门尼粘度为ML100℃（1+4）49。
将上述高性能发动机用丁腈橡胶材料进行性能检测，测试结果如下：
实施例3
本实施例中，一种高性能发动机用丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：
丁腈橡胶360495份,三元乙丙橡胶24份，有机硅改性丙烯酸酯9份，聚氯乙烯树脂4.5份，硬脂酸0.95份，石蜡2.03份，炭黑N55055份，氧化锌晶须24份，偶联剂KH-55011.5份，高苯乙烯16份，三羟甲基甲胺0.85份，过氧化二异丙苯2.1份,N,N-二苯基-对苯二胺0.7份,防老剂MB0.45份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.93份，三烯丙基异氰尿酸酯1.6份，氢氧化镁7.3份，三氧化二锑2.6份，一缩二乙二醇苯甲酸酯12.7份，促进剂TMTD0.9份；
其中，丁腈橡胶3604中丙烯腈的含量为38.2%，挥发分为1%，拉伸强度为32MPa；高苯乙烯中结合苯的含量为63%，门尼粘度为ML100℃（1+4）57。
将上述高性能发动机用丁腈橡胶材料进行性能检测，测试结果如下：
实施例4
本实施例中，一种高性能发动机用丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：
丁腈橡胶3604100份,三元乙丙橡胶28份，有机硅改性丙烯酸酯5份，聚氯乙烯树脂5.5份，硬脂酸1.25份，石蜡2.36份，炭黑N55055份，氧化锌晶须18份，偶联剂KH-55010.2份，高苯乙烯16份，三羟甲基甲胺1.25份，过氧化二异丙苯1.8份,N,N-二苯基-对苯二胺0.7份,防老剂MB0.42份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.9份，三烯丙基异氰尿酸酯1份，氢氧化镁4.5份，三氧化二锑2.5份，一缩二乙二醇苯甲酸酯9份，促进剂TMTD0.8份；
其中，丁腈橡胶3604中丙烯腈的含量为38%，挥发分为0.87%，拉伸强度为34MPa；高苯乙烯中结合苯的含量为63%，门尼粘度为ML100℃（1+4）56。
将上述高性能发动机用丁腈橡胶材料进行性能检测，测试结果如下：
实施例5
本实施例中，一种高性能发动机用丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：
丁腈橡胶3604100份,三元乙丙橡胶23份，有机硅改性丙烯酸酯8份，聚氯乙烯树脂4.8份，硬脂酸1.25份，石蜡2.05份，炭黑N55053份，氧化锌晶须23.6份，偶联剂KH-55010.8份，高苯乙烯15.5份，三羟甲基甲胺1.05份，过氧化二异丙苯1.85份,N,N-二苯基-对苯二胺(防老剂H)0.7份，防老剂MB0.4份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.82份，三烯丙基异氰尿酸酯1.45份，氧化镁6.5份，三氧化二锑1.9份，一缩二乙二醇苯甲酸酯10.5份，促进剂TMTD0.9份；
其中，丁腈橡胶3604中丙烯腈的含量为38.2%，挥发分为0.95%，拉伸强度为32.5MPa；高苯乙烯中结合苯的含量为63.7%，门尼粘度为ML100℃（1+4）53。
将上述高性能发动机用丁腈橡胶材料进行性能检测，测试结果如下：
在实施例1-5中，添加适量高苯乙烯并合理控制其内部结合苯的含量与门尼粘度，其与丁腈橡胶结合性能好，并可兼具补强作用使上述丁腈橡胶材料具有更大的机械强度与撕裂强度，且其耐油性能非常优异，防老剂N,N-二苯基-对苯二胺与防老剂共用，制品耐热及耐臭氧性能优异，同时对耐磨、曲挠龟裂、热氧老化及有害金属离子具有较好的防护作用；添加炭黑N550作为填充及增强剂可使丁腈橡胶的力学性能显著提高，在其中适量添加部分氧化锌晶须不仅可进一步增加填充剂的添加量，且通过双辊塑料机的强剪切作用粉料仍然可均匀加入丁腈橡胶的混炼胶中，其可显著改善胶料的表面光泽度，增塑剂CPE的添加使用可在提高丁腈橡胶硬度适中，增强器耐磨性能的情况下，大大改善丁腈橡胶的塑性与共混胶的挤出性能；添加适量增塑剂邻苯二甲酸二辛酯使得产品具有优良的耐热、耐油、抗溶胀及耐迁移性能，改善胶料加工工艺性能，增加产品的韧性、塑性及扯断强度，添加少量氢氧化镁与三氧化二锑，可明显增强制品的耐高温性能，阻燃性能优异；中和剂三羟甲基甲胺可改善丁腈橡胶与三元乙丙橡胶的相容性能，缓和两者的极性差异，提高两者的相容性，交联剂过氧化二异丙苯及助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三烯丙基异氰尿酸酯组成的硫化体系可中和丁腈橡胶与三元乙丙橡胶硫化活性的差异，使得丁腈橡胶与三元乙丙橡胶在硫化剂中分布均匀且硫化同步，进而提高产品的交联密度与交联程度；本发明中，上述高性能发动机用丁腈橡胶材料耐油、耐高温性能优异，且耐磨、耐曲挠、扯断性能好，可用于制备各种发动机内部密封材料，使用寿命较长。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高性能发动机用丁腈橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁腈橡胶360470-100份,三元乙丙橡胶20-30份，有机硅改性丙烯酸酯4-10份，聚氯乙烯树脂4-6份，硬脂酸0.8-1.3份，石蜡1.5-2.5份，炭黑N55040-60份，氧化锌晶须15-30份，偶联剂KH-5508-12份，高苯乙烯13-17份，三羟甲基甲胺0.7-1.3份，过氧化二异丙苯1.5-2.1份,N,N-二苯基-对苯二胺0.5-0.8份,防老剂MB0.3-0.5份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.7-1份，三烯丙基异氰尿酸酯1-2份，氢氧化镁3-8份，三氧化二锑1-3份，一缩二乙二醇苯甲酸酯8-13份，促进剂TMTD0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的高性能发动机用丁腈橡胶材料，其特征在于，丁腈橡胶3604中丙烯腈的含量为37-39.5%，挥发分为0.87-1%，拉伸强度为31.5-35MPa。
3.根据权利要求1所述的高性能发动机用丁腈橡胶材料，其特征在于，丁腈橡胶、三元乙丙橡胶与有机硅改性丙烯酸的重量比为20：（4-6）：（1-2）。
4.根据权利要求1所述的高性能发动机用丁腈橡胶材料，其特征在于，N,N-二苯基-对苯二胺与防老剂MB的重量比为（3-4）：2。
5.根据权利要求1所述的高性能发动机用丁腈橡胶材料，其特征在于，炭黑N550与氧化锌晶须的重量比为（3-4）：（1-2）。
6.根据权利要求1所述的高性能发动机用丁腈橡胶材料，其特征在于，高苯乙烯中结合苯的含量为62-64.5%，门尼粘度为ML100℃（1+4）48-57。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的高性能发动机用丁腈橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁腈橡胶3604100份,三元乙丙橡胶20-30份，有机硅改性丙烯酸酯5-10份，聚氯乙烯树脂4.5-5份，硬脂酸1.1-1.3份，石蜡1.8-2.1份，炭黑N55050-55份，氧化锌晶须18-24份，偶联剂KH-5509-11份，高苯乙烯15-16份，三羟甲基甲胺0.8-1.1份，过氧化二异丙苯1.7-2份,N,N-二苯基-对苯二胺(防老剂H)0.65-0.7份，防老剂MB0.4份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.8-0.85份，三烯丙基异氰尿酸酯1.3-1.5份，氧化镁4-7份，三氧化二锑1.5-2份，一缩二乙二醇苯甲酸酯9-11份，促进剂TMTD0.5-1份。
8.根据权利要求7所述的高性能发动机用丁腈橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁腈橡胶3604100份,三元乙丙橡胶23份，有机硅改性丙烯酸酯8份，聚氯乙烯树脂4.8份，硬脂酸1.25份，石蜡2.05份，炭黑N55053份，氧化锌晶须23.6份，偶联剂KH-55010.8份，高苯乙烯15.5份，三羟甲基甲胺1.05份，过氧化二异丙苯1.85份,N,N-二苯基-对苯二胺(防老剂H)0.7份，防老剂MB0.4份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.82份，三烯丙基异氰尿酸酯1.45份，氧化镁6.5份，三氧化二锑1.9份，一缩二乙二醇苯甲酸酯10.5份，促进剂TMTD0.9份；其中，丁腈橡胶3604中丙烯腈的含量为38.2%，挥发分为0.95%，拉伸强度为32.5MPa；高苯乙烯中结合苯的含量为63.7%，门尼粘度为ML100℃（1+4）53。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140618 |