CN104072972A - 一种水泵用高强耐热密封橡胶材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水泵用高强耐热密封橡胶材料，其原料由基料与辅料组成；其中所述基料按重量份包括30-35份均聚型氯醇橡胶、10-15份硅橡胶及以硅橡胶为基准50-60wt％三元乙丙橡胶；所述辅料按重量份包括1.5-2份硫化剂DCP、1.5-2.5份硫磺粉、8-12份无规聚丙烯、4-8份柠檬酸三丁酯、0.5-1份促进剂CZ、0.8-1.2份防老剂RD、0.1-0.2份防老剂NBC、20-30份钠基膨润土、4-6份高耐磨碳黑、8-12份木质素、34-45份氯化石蜡、5-7份氧化镁、0.8-1.2份硬脂酸、2-3份腰果壳油、7-9份硅烷偶联剂KH99。本发明具有优异的耐热性能，冲击强度高，适于水泵的使用环境。
Description
技术领域
本发明涉及密封橡胶材料技术领域，尤其涉及一种水泵用高强耐热密封橡胶材料。
背景技术
硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃(或更低的温度)至+250℃(或更高的温度)下长期使用。但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，且除腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳，故硅橡胶不宜用于普通条件的场合，但非常适用于许多特定的场合。而三元乙丙橡胶具有优异的耐氧化性及耐腐蚀性，可以抵抗臭氧氧化，并且具有极好的硫化特性，在所有橡胶中具有最低的比重，可以大量吸收填料和油而对其特性影响不大，可制作成本低廉的密封橡胶材料。三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，其聚合物主链是饱和的，因此，三元乙丙橡胶具有良好的耐热性及抗臭氧性；三元乙丙橡胶是无极性的，对极性溶液和化学品具有良好的抵抗能力，因此绝缘性良好。氯醇橡胶是一种耐油、耐热而透气性很低的特种橡胶，由于其主链上不存在双键,所以不能单用硫磺硫化，其缺点是加工性能差，均聚型在混炼时需加润滑剂、防粘剂以防止粘辊，而共聚型需要加增粘剂以促使其包辊。现有技术中橡胶密封橡胶材料的耐热性能还是不能满足日益发展的现有工业应用需要，因此需要设计制造出耐热性能更佳的橡胶密封材料。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种水泵用高强耐热密封橡胶材料，具有优异的耐热性能，冲击强度高，适于水泵的使用环境。
本发明提出的一种水泵用高强耐热密封橡胶材料，其原料由基料与辅料组成；所述基料包括30-35重量份均聚型氯醇橡胶和10-15重量份硅橡胶以及以硅橡胶为基准50-60wt％三元乙丙橡胶；所述辅料包括1.5-2重量份硫化剂DCP、1.5-2.5重量份硫磺粉、8-12重量份无规聚丙烯、4-8重量份柠檬酸三丁酯、0.5-1重量份促进剂CZ、0.8-1.2重量份防老剂RD、0.1-0.2重量份防老剂NBC、20-30重量份钠基膨润土、4-6重量份高耐磨碳黑、8-12重量份木质素、34-45重量份氯化石蜡、5-7重量份氧化镁、0.8-1.2重量份硬脂酸、2-3重量份腰果壳油、7-9重量份硅烷偶联剂KH99；
根据上述基料与辅料的配比并按照以下步骤制备高强耐热密封橡胶材料：首先将基料破碎送入密炼机中进行塑炼，待物料温度升高至115-123℃排料，以3-6℃/min的降温速度降温至室温，停放25-28h得到基材；将得到的基材送入密炼机中，然后加入无规聚丙烯、柠檬酸三丁酯、促进剂CZ、防老剂RD、防老剂NBC、氯化石蜡、氧化镁、硬脂酸、腰果壳油混炼2-4min，混炼温度为64-68℃，然后加入钠基膨润土、高耐磨碳黑、木质素、硅烷偶联剂KH99混炼2-3min，混炼温度为70-78℃，排料，以2-3℃/min的降温速度降温至室温，停放15-18h得到预混料；将得到的预混料投入开炼机中，然后加入硫化剂DCP、硫磺粉、促进剂CZ进行混合，加工温度为56-58℃，薄通4-6遍，然后依次经过挤出和模压成型得到水泵用高强耐热密封橡胶材料。
优选地，所述基料包括31-34份均聚型氯醇橡胶和12-14份硅橡胶以及以硅橡胶为基准52-57wt％三元乙丙橡胶。
优选地，所述辅料包括1.6-1.8重量份硫化剂DCP、1.8-2.4重量份硫磺粉、9-11重量份无规聚丙烯、5-7重量份柠檬酸三丁酯、0.6-0.9重量份促进剂CZ、0.9-1.0重量份防老剂RD、0.12-0.18重量份防老剂NBC、21-27重量份钠基膨润土、4.5-5.5重量份高耐磨碳黑、8-10重量份木质素、38-40重量份氯化石蜡、5.5-6.5重量份氧化镁、0.8-1.1重量份硬脂酸、2.2-2.6重量份腰果壳油、7.5-8.5重量份硅烷偶联剂KH99。
优选地，根据基料与辅料的配比并按照以下步骤制备高强耐热密封橡胶材料：首先将基料破碎送入密炼机中进行塑炼，待物料温度升高至120℃排料，以5℃/min的降温速度降温至室温，停放26h得到基材；将得到的基材送入密炼机中，然后加入无规聚丙烯、柠檬酸三丁酯、促进剂CZ、防老剂RD、防老剂NBC、氯化石蜡、氧化镁、硬脂酸、腰果壳油混炼3min，混炼温度为65℃，然后加入钠基膨润土、高耐磨碳黑、木质素、硅烷偶联剂KH99混炼2min，混炼温度为75℃，排料，以3℃/min的降温速度降温至室温，停放16h得到预混料；将得到的预混料投入开炼机中，然后加入硫化剂DCP、硫磺粉、促进剂CZ进行混合，加工温度为57℃，薄通5遍，然后依次经过挤出和模压成型得到水泵用高强耐热密封橡胶材料。
本发明采用均聚型氯醇橡胶、硅橡胶和三元乙丙橡胶为基料，使本发明具有优良的耐热、耐油、耐臭氧和耐大气老化性能，以硫化剂DCP和硫磺粉作为硫化剂，使基料的分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性强度增加，本发明经硫化后力学性能大大提高；促进剂CZ加快基料与硫化剂反应的速率，降低硫化温度，缩短硫化时间，减少硫化剂用量，使本发明的物理机械性能、化学性质以及外观也能得到相应改善，提供制作耐热型密封橡胶材料的合适材料；硅烷偶联剂KH99可以改善三元乙丙橡胶与钠基膨润土、高耐磨碳黑、木质素之间的界面性能，可以改善三元乙丙橡胶中添加的其他组分的分散度，提高加工性能，机械性能、热性能以及电性能，增加产品的耐磨性能及韧性，硅烷偶联剂分子的有机部分与三元乙丙橡胶的聚合物分子有较强的亲和力或反应能力，而其可水解基团，遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分均可引起分解，与无机添加剂表面有较好的反应性，有效地增加本发明中添加的其他组分与基料的分散性，提高密封橡胶材料的耐热性。
具体实施方式
实施例1
本发明提出的一种水泵用高强耐热密封橡胶材料，其原料由基料与辅料组成；所述基料按重量份包括34份均聚型氯醇橡胶和12份硅橡胶，以及以硅橡胶为基准50wt％三元乙丙橡胶；所述辅料按重量份包括1.5份硫化剂DCP、2.5份硫磺粉、8份无规聚丙烯、8份柠檬酸三丁酯、0.5份促进剂CZ、1.2份防老剂RD、0.1份防老剂NBC、30份钠基膨润土、4份高耐磨碳黑、12份木质素、34份氯化石蜡、7份氧化镁、0.8份硬脂酸、3份腰果壳油、7份硅烷偶联剂KH99；
首先将基料破碎送入密炼机中进行塑炼，待物料温度升高至123℃排料，以3℃/min的降温速度降温至室温，停放28h得到基材；
将得到的基材送入密炼机中，然后加入无规聚丙烯、柠檬酸三丁酯、促进剂CZ、防老剂RD、防老剂NBC、氯化石蜡、氧化镁、硬脂酸、腰果壳油混炼2min，混炼温度为68℃，然后加入钠基膨润土、高耐磨碳黑、木质素、硅烷偶联剂KH99混炼2min，混炼温度为78℃，排料，以2℃/min的降温速度降温至室温，停放18h得到预混料；
将得到的预混料投入开炼机中，然后加入硫化剂DCP、硫磺粉、促进剂CZ进行混合，加工温度为56℃，薄通6遍，然后依次经过挤出和模压成型得到水泵用高强耐热密封橡胶材料。
实施例2
本发明提出的一种水泵用高强耐热密封橡胶材料，其原料由基料与辅料组成；所述基料按重量份包括30份均聚型氯醇橡胶和15份硅橡胶，以及以硅橡胶为基准60wt％三元乙丙橡胶；所述辅料按重量份包括2份硫化剂DCP、1.5份硫磺粉、12份无规聚丙烯、4份柠檬酸三丁酯、1份促进剂CZ、0.8份防老剂RD、0.2份防老剂NBC、20份钠基膨润土、6份高耐磨碳黑、8份木质素、45份氯化石蜡、5份氧化镁、1.2份硬脂酸、2份腰果壳油、9份硅烷偶联剂KH99；
首先将基料破碎送入密炼机中进行塑炼，待物料温度升高至115℃排料，以6℃/min的降温速度降温至室温，停放25h得到基材；
将得到的基材送入密炼机中，然后加入无规聚丙烯、柠檬酸三丁酯、促进剂CZ、防老剂RD、防老剂NBC、氯化石蜡、氧化镁、硬脂酸、腰果壳油混炼4min，混炼温度为64℃，然后加入钠基膨润土、高耐磨碳黑、木质素、硅烷偶联剂KH99混炼3min，混炼温度为70℃，排料，以3℃/min的降温速度降温至室温，停放15h得到预混料；
将得到的预混料投入开炼机中，然后加入硫化剂DCP、硫磺粉、促进剂CZ进行混合，加工温度为58℃，薄通4遍，然后依次经过挤出和模压成型得到水泵用高强耐热密封橡胶材料。
实施例3
本发明提出的一种水泵用高强耐热密封橡胶材料，其原料由基料与辅料组成；其中所述基料按重量份包括35份均聚型氯醇橡胶和10份硅橡胶，以及以硅橡胶为基准50wt％三元乙丙橡胶；所述辅料按重量份包括1.7份硫化剂DCP、1.9份硫磺粉、10份无规聚丙烯、6份柠檬酸三丁酯、0.7份促进剂CZ、1份防老剂RD、0.15份防老剂NBC、25份钠基膨润土、5份高耐磨碳黑、10份木质素、40份氯化石蜡、6份氧化镁、1份硬脂酸、2.3份腰果壳油、8份硅烷偶联剂KH99；
首先将基料破碎送入密炼机中进行塑炼，待物料温度升高至120℃排料，以5℃/min的降温速度降温至室温，停放26h得到基材；
将得到的基材送入密炼机中，然后加入无规聚丙烯、柠檬酸三丁酯、促进剂CZ、防老剂RD、防老剂NBC、氯化石蜡、氧化镁、硬脂酸、腰果壳油混炼3min，混炼温度为66℃，然后加入钠基膨润土、高耐磨碳黑、木质素、硅烷偶联剂KH99混炼2.3min，混炼温度为74℃，排料，以2.3℃/min的降温速度降温至室温，停放16h得到预混料；
将得到的预混料投入开炼机中，然后加入硫化剂DCP、硫磺粉、促进剂CZ进行混合，加工温度为57℃，薄通5遍，然后依次经过挤出和模压成型得到水泵用高强耐热密封橡胶材料。
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 (4)
1.一种水泵用高强耐热密封橡胶材料，其特征在于，其原料由基料与辅料组成；所述基料包括30-35重量份均聚型氯醇橡胶和10-15重量份硅橡胶以及以硅橡胶为基准50-60wt％三元乙丙橡胶；所述辅料包括1.5-2重量份硫化剂DCP、1.5-2.5重量份硫磺粉、8-12重量份无规聚丙烯、4-8重量份柠檬酸三丁酯、0.5-1重量份促进剂CZ、0.8-1.2重量份防老剂RD、0.1-0.2重量份防老剂NBC、20-30重量份钠基膨润土、4-6重量份高耐磨碳黑、8-12重量份木质素、34-45重量份氯化石蜡、5-7重量份氧化镁、0.8-1.2重量份硬脂酸、2-3重量份腰果壳油、7-9重量份硅烷偶联剂KH99；
根据上述基料与辅料的配比并按照以下步骤制备高强耐热密封橡胶材料：首先将基料破碎送入密炼机中进行塑炼，待物料温度升高至115-123℃排料，以3-6℃/min的降温速度降温至室温，停放25-28h得到基材；将得到的基材送入密炼机中，然后加入无规聚丙烯、柠檬酸三丁酯、促进剂CZ、防老剂RD、防老剂NBC、氯化石蜡、氧化镁、硬脂酸、腰果壳油混炼2-4min，混炼温度为64-68℃，然后加入钠基膨润土、高耐磨碳黑、木质素、硅烷偶联剂KH99混炼2-3min，混炼温度为70-78℃，排料，以2-3℃/min的降温速度降温至室温，停放15-18h得到预混料；将得到的预混料投入开炼机中，然后加入硫化剂DCP、硫磺粉、促进剂CZ进行混合，加工温度为56-58℃，薄通4-6遍，然后依次经过挤出和模压成型得到水泵用高强耐热密封橡胶材料。
2.根据权利要求1所述的水泵用高强耐热密封橡胶材料，其特征在于，所述基料包括31-34份均聚型氯醇橡胶和12-14份硅橡胶以及以硅橡胶为基准52-57wt％三元乙丙橡胶。
3.根据权利要求1所述的水泵用高强耐热密封橡胶材料，其特征在于，所述辅料包括1.6-1.8重量份硫化剂DCP、1.8-2.4重量份硫磺粉、9-11重量份无规聚丙烯、5-7重量份柠檬酸三丁酯、0.6-0.9重量份促进剂CZ、0.9-1.0重量份防老剂RD、0.12-0.18重量份防老剂NBC、21-27重量份钠基膨润土、4.5-5.5重量份高耐磨碳黑、8-10重量份木质素、38-40重量份氯化石蜡、5.5-6.5重量份氧化镁、0.8-1.1重量份硬脂酸、2.2-2.6重量份腰果壳油、7.5-8.5重量份硅烷偶联剂KH99。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的水泵用高强耐热密封橡胶材料，其特征在于，根据基料与辅料的配比并按照以下步骤制备高强耐热密封橡胶材料：首先将基料破碎送入密炼机中进行塑炼，待物料温度升高至120℃排料，以5℃/min的降温速度降温至室温，停放26h得到基材；将得到的基材送入密炼机中，然后加入无规聚丙烯、柠檬酸三丁酯、促进剂CZ、防老剂RD、防老剂NBC、氯化石蜡、氧化镁、硬脂酸、腰果壳油混炼3min，混炼温度为65℃，然后加入钠基膨润土、高耐磨碳黑、木质素、硅烷偶联剂KH99混炼2min，混炼温度为75℃，排料，以3℃/min的降温速度降温至室温，停放16h得到预混料；将得到的预混料投入开炼机中，然后加入硫化剂DCP、硫磺粉、促进剂CZ进行混合，加工温度为57℃，薄通5遍，然后依次经过挤出和模压成型得到水泵用高强耐热密封橡胶材料。
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