CN105037862A - 一种汽车油封材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车油封材料及其制备方法，所述油封材料主要由以下重量份比例的组分所制成：聚四氟乙烯40份、天然橡胶10-20份、氢化丁腈橡胶40-60份、偶联剂2-8份、芳纶浆粕20-40份、蒙脱土1-9份、十八烷基三甲基氯化铵2-6份、炭黑10-20份、纳米二氧化硅3-7份、石蜡10-20份、硫化剂2-6份。相对于现有技术，本发明所得汽车油封材料及其制备方法，工艺简单，成本低，不仅具有现有技术中油封材料的优势，而且能够显著提升油封材料的耐高温性能和耐油性能。

Description

一种汽车油封材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车油封材料及其制备方法，属于油封材料技术领域。
背景技术
在机械设备的旋转运动式密封装置中，极其广泛地应用着油封，用以防止工作介质的泄漏和防止灰尘、水分及空气等侵入工作机体内部。按结构特点，油封乃是唇形密封圈的一种，因种类繁多，且其唇部具有更大的回弹力，而从唇形密封圈中另列一类；油封的密封原理，是基于在油封与轴之间，存在着油封刃口控制的流体动力学油膜，具有流体润滑特性的润滑油膜的存在，油膜的刚度恰好使油膜与空气的接触端，在液体表面张力的作用下。油封的常用材料由一百年前使用的皮革、石棉纤维，到后来应用的合成橡胶，如丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯、氯醇橡胶，以及聚四氟乙烯(PTFE)等。选择油封的材料时，必须考虑材料对工作介质的相容性、对工作温度范围的适应性和唇口对旋转轴高速旋转时的追随能力。
目前，现有技术中已有大量汽车油封材料的研究，尤其是涉及聚四氟乙烯，所得材料其耐高温、耐磨性能都有一定的提升，但是效果仍然不够理想，且耐油性能不强，难以满足更高的要求。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种汽车油封材料及其制备方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种汽车油封材料，其主要由以下重量份比例的组分所制成：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶10-20份、氢化丁腈橡胶40-60份、偶联剂2-8份、芳纶浆粕20-40份、蒙脱土1-9份、十八烷基三甲基氯化铵2-6份、炭黑10-20份、纳米二氧化硅3-7份、石蜡10-20份、硫化剂2-6份。
作为优选，所述的汽车油封材料主要由以下重量份比例的组分所制成：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶12-18份、氢化丁腈橡胶45-55份、偶联剂4-6份、芳纶浆粕25-35份、蒙脱土3-7份、十八烷基三甲基氯化铵3-5份、炭黑12-18份、纳米二氧化硅4-6份、石蜡12-18份、硫化剂3-5份。
作为另一种优选，所述的汽车油封材料主要由以下重量份比例的组分所制成：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶15份、氢化丁腈橡胶50份、偶联剂5份、芳纶浆粕30份、蒙脱土5份、十八烷基三甲基氯化铵4份、炭黑15份、纳米二氧化硅5份、石蜡15份、硫化剂4份。
作为另一种优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或铝锆偶联剂。
作为另一种优选，所述硫化剂为硫磺。
本发明还提供了所述汽车油封材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取芳纶浆粕和蒙脱土，加入十八烷基三甲基氯化铵和一定量丙酮，40-60℃搅拌12-24h，除去丙酮，得初料；
(2)取聚四氟乙烯、天然橡胶和氢化丁腈橡胶，与上述初料混合，然后加入偶联剂、炭黑、纳米二氧化硅和石蜡，充分混合熔炼，得母胶；
(3)将上述母胶成型，用硫化剂进行硫化处理，即得。
作为优选，所述步骤(2)中混合熔炼的温度为60-80℃。
有益效果：相对于现有技术，本发明所得汽车油封材料及其制备方法，工艺简单，成本低，不仅具有现有技术中油封材料的优势，而且能够显著提升油封材料的耐高温性能和耐油性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
组方：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶10份、氢化丁腈橡胶40份、硅烷偶联剂2份、芳纶浆粕20份、蒙脱土1份、十八烷基三甲基氯化铵2份、炭黑10份、纳米二氧化硅3份、石蜡10份、硫磺2份。
制备方法：
(1)取芳纶浆粕和蒙脱土，加入十八烷基三甲基氯化铵和一定量丙酮，40℃搅拌12h，除去丙酮，得初料；
(2)取聚四氟乙烯、天然橡胶和氢化丁腈橡胶，与上述初料混合，然后加入硅烷偶联剂、炭黑、纳米二氧化硅和石蜡，60℃充分混合熔炼，得母胶；
(3)将上述母胶成型，用硫磺进行硫化处理，即得。
实施例2
组方：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶20份、氢化丁腈橡胶60份、钛酸酯偶联剂8份、芳纶浆粕40份、蒙脱土9份、十八烷基三甲基氯化铵6份、炭黑20份、纳米二氧化硅7份、石蜡20份、硫磺6份。
制备方法：
(1)取芳纶浆粕和蒙脱土，加入十八烷基三甲基氯化铵和一定量丙酮，60℃搅拌24h，除去丙酮，得初料；
(2)取聚四氟乙烯、天然橡胶和氢化丁腈橡胶，与上述初料混合，然后加入钛酸酯偶联剂、炭黑、纳米二氧化硅和石蜡，80℃充分混合熔炼，得母胶；
(3)将上述母胶成型，用硫磺进行硫化处理，即得。
实施例3
组方：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶15份、氢化丁腈橡胶50份、铝酸酯偶联剂5份、芳纶浆粕30份、蒙脱土5份、十八烷基三甲基氯化铵4份、炭黑15份、纳米二氧化硅5份、石蜡15份、硫磺4份。
制备方法：
(1)取芳纶浆粕和蒙脱土，加入十八烷基三甲基氯化铵和一定量丙酮，50℃搅拌18h，除去丙酮，得初料；
(2)取聚四氟乙烯、天然橡胶和氢化丁腈橡胶，与上述初料混合，然后加入铝酸酯偶联剂、炭黑、纳米二氧化硅和石蜡，70℃充分混合熔炼，得母胶；
(3)将上述母胶成型，用硫磺进行硫化处理，即得。
实施例4
组方：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶12份、氢化丁腈橡胶45份、铝锆偶联剂4份、芳纶浆粕25份、蒙脱土3份、十八烷基三甲基氯化铵3份、炭黑12份、纳米二氧化硅4份、石蜡12份、硫磺3份。
制备方法：
(1)取芳纶浆粕和蒙脱土，加入十八烷基三甲基氯化铵和一定量丙酮，45℃搅拌14h，除去丙酮，得初料；
(2)取聚四氟乙烯、天然橡胶和氢化丁腈橡胶，与上述初料混合，然后加入铝锆偶联剂、炭黑、纳米二氧化硅和石蜡，65℃充分混合熔炼，得母胶；
(3)将上述母胶成型，用硫磺进行硫化处理，即得。
实施例5
组方：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶18份、氢化丁腈橡胶55份、硅烷偶联剂6份、芳纶浆粕35份、蒙脱土7份、十八烷基三甲基氯化铵5份、炭黑18份、纳米二氧化硅6份、石蜡18份、硫磺5份。
制备方法：
(1)取芳纶浆粕和蒙脱土，加入十八烷基三甲基氯化铵和一定量丙酮，55℃搅拌20h，除去丙酮，得初料；
(2)取聚四氟乙烯、天然橡胶和氢化丁腈橡胶，与上述初料混合，然后加入硅烷偶联剂、炭黑、纳米二氧化硅和石蜡，75℃充分混合熔炼，得母胶；
(3)将上述母胶成型，用硫磺进行硫化处理，即得。
实验例本发明油封材料性能检测
实施例3组、实施例4组和实施例5组分别为本发明实施例3、4和5所得油封材料；
按照本领域常规方法检测各组所得材料的耐热和耐油性能，检测结果见表1
表1各组材料性能检测结果
由上表1结果可得，本发明三个实施例所得油封材料，在80℃放置72h后，其硬度变化率和拉伸强度变化率均小于0.6％，变化极小；在机油中浸泡72h后，其硬度变化率和拉伸强度变化率均小于0.6％，变化也极小，表明其耐热性能和耐油性能优异。

Claims (7)

1.一种汽车油封材料，其特征在于，其主要由以下重量份比例的组分所制成：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶10-20份、氢化丁腈橡胶40-60份、偶联剂2-8份、芳纶浆粕20-40份、蒙脱土1-9份、十八烷基三甲基氯化铵2-6份、炭黑10-20份、纳米二氧化硅3-7份、石蜡10-20份、硫化剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的汽车油封材料，其特征在于，其主要由以下重量份比例的组分所制成：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶12-18份、氢化丁腈橡胶45-55份、偶联剂4-6份、芳纶浆粕25-35份、蒙脱土3-7份、十八烷基三甲基氯化铵3-5份、炭黑12-18份、纳米二氧化硅4-6份、石蜡12-18份、硫化剂3-5份。
3.根据权利要求1所述的汽车油封材料，其特征在于，其主要由以下重量份比例的组分所制成：
聚四氟乙烯40份、天然橡胶15份、氢化丁腈橡胶50份、偶联剂5份、芳纶浆粕30份、蒙脱土5份、十八烷基三甲基氯化铵4份、炭黑15份、纳米二氧化硅5份、石蜡15份、硫化剂4份。
4.根据权利要求1所述的汽车油封材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或铝锆偶联剂。
5.根据权利要求1所述的汽车油封材料，其特征在于，所述硫化剂为硫磺。
6.权利要求1-5任一项所述汽车油封材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取芳纶浆粕和蒙脱土，加入十八烷基三甲基氯化铵和一定量丙酮，40-60℃搅拌12-24h，除去丙酮，得初料；
(2)取聚四氟乙烯、天然橡胶和氢化丁腈橡胶，与上述初料混合，然后加入偶联剂、炭黑、纳米二氧化硅和石蜡，充分混合熔炼，得母胶；
(3)将上述母胶成型，用硫化剂进行硫化处理，即得。
7.根据权利要求6所述汽车油封材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中混合熔炼的温度为60-80℃。
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