CN104817739A - 一种汽车变速箱转换器用低硬度nbr密封件材料及其制备方法 - Google Patents

一种汽车变速箱转换器用低硬度nbr密封件材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料及其制备方法，属于橡胶密封件技术领域。本发明包括如下组分：丁腈橡胶100份、氧化锌5～7份、硬脂酸0.5～1.5份、4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺1.5～2.5份、2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐0.5～1.5份、高耐磨炭黑18～26份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]10～20份、促进剂TMTD 1.05～1.35份、促进剂CZ 1.05～1.35份、促进剂DTDM 3～4份。本发明的制备步骤为：母炼胶混炼；母炼胶二段加硫；硫化。本发明制备的NBR密封件材料硬度可以降低到30～40邵尔A，不仅可以满足德国大众VW2.8.1_P35标准，且具有较好的耐温、耐变速箱ATF油、耐臭氧性能及高回弹性。

Description

一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶密封件技术领域，特别涉及一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料及其制备方法。
背景技术
橡胶密封件是保证汽车变速箱转换器正常工作的重要部件之一，其减震效果的好坏直接影响变速箱能否正常工作。这就要求橡胶密封件有较低的硬度，较好的回弹性及耐温、耐变速箱ATF油、耐臭氧等特点。
对于NBR(丁腈橡胶)而言，要达到30～40邵尔A的硬度标准，通常要加入50份以上的软化增塑剂，这会导致橡胶材料不易混炼、不易加工，综合物理性能较差，不适于生产制造，更不能具备耐温、耐变速箱ATF油、耐臭氧及高回弹性能。
经检索，中国专利申请号201410377659.9，申请日为2014年11月5日，发明创造名称为：一种柔性丁腈橡胶材料及其制备方法；该申请案包括以下重量份的各组份：丁腈橡胶100份、叶蜡石15～80份、硅烷偶联剂0.5～3份、氧化锌0.5～5份、氧化镁0.5～5份、防老剂RD 0.5～1份、防老剂40100.5～1份、硬脂酸1～2份、促进剂DPTT 0.5～1份、促进剂BZ 0.5～1份、硫化剂1～3份。所述柔性丁腈橡胶材料含有抗疲劳剂、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)中的一种或两种。该申请案提供了一种低硬度、高断裂伸长率的柔性丁腈橡胶材料。
中国专利申请号201210205174.2，申请日为2012年10月3日，发明创造名称为：低硬度、高温静扭矩及耐久性良好的减震橡胶材料及其制备方法；该申请案以质量份数计包括：丁腈橡胶与丁苯橡胶复合材料100份、补强填充剂40～70份、纳米白炭黑5～10份、偶联剂及加工助剂1～3份、软化增塑剂10～15份、防老剂2～3份、硫化及助剂8～10份；橡胶材料硫化工艺参数，采用平板硫化机硫化，硫化时间10～20min，硫化温度150～160℃，硫化压力10～14MPa。该申请案具有硬度低、80℃下的静扭矩高、高温130℃下耐久性优良的性能。
上述申请案均通过对橡胶材料配方及工艺的改进达到了降低硬度的目的，但上述申请案并不适合推广应用到汽车变速箱转换器用NBR密封件的制备。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有汽车变速箱转换器用NBR密封件在硬度、耐温、耐变速箱ATF油、耐臭氧及高回弹性能方面均不能达到理想的使用要求的不足，提供了一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料及其制备方法；采用本发明提供配方制备的汽车变速箱转换器用NBR密封件材料无需大量填充软化剂，硬度可以降低到30～40邵尔A，不仅可以满足德国大众VW2.8.1_P35标准并且具有较好的耐温、耐变速箱ATF油、耐臭氧性能及高回弹性。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，包括如下组分：
优选地，所述的丁腈橡胶为充液体丁腈的丁腈橡胶。
优选地，所述的丁腈橡胶为充50份液体丁腈的丁腈橡胶，该丁腈橡胶中丙烯腈含量为31.5％，门尼粘度ML(1+4)100℃为35。
本发明的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料的制备方法，其步骤为：
步骤一、母炼胶混炼：按照上述配方备料，将除促进剂TMTD和促进剂DTDM外的所有原料送入到密炼机中密炼，得到母炼胶；
步骤二、母炼胶二段加硫：将步骤一得到的母炼胶和促进剂TMTD、促进剂DTDM一起送入到密炼机中进行二段混炼，温度达到90℃时排胶，得到硫化胶成品。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，使用充50份液体丁腈的丁腈橡胶作为生胶，因在生胶里填充了液体丁腈降低了生胶的门尼粘度，再配合本发明特定设计的其他配方组分，使得制成的汽车变速箱转换器用NBR密封件材料可以不用大量填充软化增塑剂，便能达到30～40邵尔A的硬度标准；充50份液体丁腈的丁腈橡胶中丙烯腈含量为31.5％，属于中丙烯腈含量，有较好的耐油性能，可以满足VW2.8.1_P35的技术指标要求；
(2)本发明的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，其配方采用无硫硫化体系，使硫化后的低硬度NBR密封件材料具有较好的耐温性能，同时兼具耐变速箱ATF油、耐臭氧及高回弹等优异性能；
(3)本发明的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，针对采用的充50份液体丁腈的丁腈橡胶而使用的高耐磨炭黑，属于高结构度炭黑，有较好的补强效果，用量在20份左右时，可以保证硬度在40度以内，且强度在7MPa左右；
(4)本发明的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料的制备方法，制备工艺精练、流程简单，生产效率高，制得的汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料具有优异的混炼性能及加工性能，便于推广应用。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，其质量配比如下：丁腈橡胶100份、氧化锌5份、硬脂酸1份、4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺2份、2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐1份、高耐磨炭黑22份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]15份、促进剂TMTD 1.2份、促进剂CZ 1.2份、促进剂DTDM 3.5份。
本实施例中丁腈橡胶是瑞翁公司生产的充50份液体丁腈，丙烯腈含量为31.5％，门尼粘度ML(1+4)100℃为35的牌号为DN223的丁腈橡胶；氧化锌是镇江白水化学有限公司生产的间接法氧化锌；硬脂酸是马来西亚南方油脂公司生产的；己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]的供应商是上海景惠化工有限公司；4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺、2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐均是济南锐铂化工有限公司生产的；高耐磨炭黑是卡博特公司生产的N330炭黑；促进剂TMTD、促进剂CZ、促进剂DTDM的供应商均是连云港锐巴化工有限公司。
本实施例制备汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料的过程为：
步骤一、母炼胶混炼：按照上述配方备料，将除促进剂TMTD和促进剂DTDM外的所有原料送入到密炼机中密炼，得到母炼胶；
步骤二、母炼胶二段加硫：将步骤一得到的母炼胶和促进剂TMTD、促进剂DTDM一起送入到密炼机中进行二段混炼，温度达到90℃时排胶，得到硫化胶成品。本实施例在90℃温度下排胶，有利于促进剂TMTD、促进剂DTDM在母炼胶中快速分散，使得混炼胶的性能较稳定。
本实施例制得的NBR密封件材料性能如表1-1所示：
表1-1 实施例1汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料测试性能
本实施例从配方开发和生产工艺进行突破，使用充50份液体丁腈的丁腈橡胶作为生胶，因在生胶里填充了液体丁腈降低了生胶的门尼粘度，再配合本发明特定设计的其他配方组分，制成的汽车变速箱转换器用NBR密封件材料可以不用大量填充软化增塑剂，便能达到30～40邵尔A的硬度标准，充50份液体丁腈的丁腈橡胶中丙烯腈含量为31.5％，属于中丙烯腈含量，有较好的耐油性能，可以满足VW2.8.1_P35的技术指标要求。此外，针对采用的充50份液体丁腈的丁腈橡胶而使用的高耐磨炭黑，属于高结构度炭黑，有较好的补强效果，用量在20份左右时，可以保证硬度在40度以内，且强度在7MPa左右。由于配方采用无硫硫化体系，使硫化后的低硬度NBR密封件材料具有较好的耐温性能，同时兼具耐变速箱ATF油、耐臭氧及高回弹等优异性能。
实施例2
本实施例的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，其质量配比如下：丁腈橡胶100份、氧化锌7份、硬脂酸1.5份、4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺2.5份、2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐0.5份、高耐磨炭黑18份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]10份、促进剂TMTD 1.05份、促进剂CZ 1.35份、促进剂DTDM 3份。
本实施例各组分原料的来源与实施例1相同。
本实施例制备汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料的过程为：
步骤一、母炼橡胶的制备：按照上述的配方备料，将除促进剂TMTD和促进剂DTDM外的所有原料送入到密炼机中，得到母炼橡胶；
步骤二、母炼胶二段加硫：将母炼胶、促进剂TMTD、促进剂DTDM一起放入密炼机中进行密炼加硫，当温度达到90℃时排胶，得到硫化胶成品。
本实施例制得的汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料的性能如表2-1所示：
表2-1 实施例2汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料测试性能
实施例3
本实施例的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，其质量配比如下：丁腈橡胶100份、氧化锌6份、硬脂酸0.5份、4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺1.5份、2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐1.5份、高耐磨炭黑26份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]20份、促进剂TMTD 1.35份、促进剂CZ 1.05份、促进剂DTDM 4份。
本实施例各组分原料的来源与实施例1相同。
本实施例制备汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料的过程为：
步骤一、母炼橡胶的制备：按照上述的配方备料，将除促进剂TMTD和促进剂DTDM外的所有原料送入到密炼机中，得到母炼橡胶；
步骤二、母炼胶二段加硫：将母炼胶、促进剂TMTD、促进剂DTDM一起放入密炼机中进行密炼加硫，当温度达到90℃时排胶，得到硫化胶成品。
本实施例制得的汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料的性能与实施例1中的表1-1的性能相近。
实施例4
本实施例的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，其质量配比如下：丁腈橡胶100份、氧化锌5份、硬脂酸1份、4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺2.2份、2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐1.1份、高耐磨炭黑20份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]12份、促进剂TMTD1.25份、促进剂CZ 1.25份、促进剂DTDM 3.6份。
本实施例各组分原料的来源与实施例1相同。
本实施例制备汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料的过程为：
步骤一、母炼橡胶的制备：按照上述的配方备料，将除促进剂TMTD和促进剂DTDM外的所有原料送入到密炼机中，得到母炼橡胶；
步骤二、母炼胶二段加硫：将母炼胶、促进剂TMTD、促进剂DTDM一起放入密炼机中进行密炼加硫，当温度达到90℃时排胶，得到硫化胶成品。
本实施例制得的汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料的性能与实施例1中的表1-1的性能相近。
实施例1～4所述的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料及其制备方法，制备工艺精练、流程简单，生产效率高，制得的汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料硬度可以降低到30～40邵尔A，不仅可以满足德国大众VW2.8.1_P35标准并且具有较好的耐温、耐变速箱ATF油、耐臭氧性能及高回弹性，便于推广应用。

Claims (4)

1.一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，其特征在于：包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，其特征在于：所述的丁腈橡胶为充液体丁腈的丁腈橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料，其特征在于：所述的丁腈橡胶为充50份液体丁腈的丁腈橡胶，该丁腈橡胶中丙烯腈含量为31.5％，门尼粘度ML(1+4)100℃为35。
4.一种汽车变速箱转换器用低硬度NBR密封件材料的制备方法，其步骤为：
步骤一、母炼胶混炼：按照权利要求1所述的配方备料，将除促进剂TMTD和促进剂DTDM外的所有原料送入到密炼机中密炼，得到母炼胶；
步骤二、母炼胶二段加硫：将步骤一得到的母炼胶和促进剂TMTD、促进剂DTDM一起送入到密炼机中进行二段混炼，温度达到90℃时排胶，得到硫化胶成品。
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