CN106519343A - 一种防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料，其是由下述重量份的原料制得：丁腈橡胶80‑100，白炭黑60‑80，氧化铈0.5‑1，氧化锌2‑4，硫磺S80 1.5‑2.5，防老剂MB 1.5‑2.5，促进剂TMTD 0.3‑0.5，十三氟辛基三乙氧基硅烷2‑4，环氧硬脂酸丁酯1‑2，钛酸四丁酯0.5‑1，钛酸酯偶联剂NDZ‑401 0.15‑0.25，纳米石墨粉6‑8，蓖麻油4‑6，蓖麻油聚氧乙烯醚0.1‑0.15，聚乙烯蜡0.5‑1。本发明的橡胶材料耐磨效果好、减摩性能持久，同时具有良好的防尘抗污性能，使用寿命长、密封性好，适合用于活塞杆密封圈材料。

Description

一种防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料及其制备方法。
背景技术
橡胶作为一种在国民经济和日常生活中不可缺少的重要高分子材料，具有优良的物理机械性能、弹性和加工性能，在汽车运输、矿山、化工等多种重要领域具有其它材料难以替代的作用。摩擦学性能是橡胶材料的一项非常重要的指标，涉及到橡胶轮胎制品的耐磨性能、密封件的耐磨性等。改善橡胶材料的耐磨性有利于提高其使用寿命，并能在节约能源、材料、润滑剂等方面带来相当可观的经济效益和社会效益。
目前，改善橡胶材料耐磨性能较为有效的方法之一就是在橡胶中加入润滑填料，以降低橡胶材料的摩擦因数。其中石墨作为一种固体润滑剂，具有环保、性能稳定、润滑性能优良的特点，受到研究者的青睐。CN101463149通过将纳米石墨片层悬浮体系与橡胶胶乳或者溶液相混合制得石墨/橡胶复合材料，有效降低了摩擦系数，并且大大提高材料的抗磨损性能。然而石墨的硬度较低，容易损耗，仅采用石墨作为润滑组分不利于维持长期的润滑减摩性能，延长橡胶制品使用寿命的效果有限，有必要对其进行改进。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种减摩性能持久、耐磨效果好、使用寿命长的防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料，其是由下述重量份的原料制得：
丁腈橡胶80-100，白炭黑60-80，氧化铈0.5-1，氧化锌2-4，硫磺S80 1.5-2.5，防老剂MB1.5-2.5，促进剂TMTD 0.3-0.5，十三氟辛基三乙氧基硅烷2-4，环氧硬脂酸丁酯1-2，钛酸四丁酯0.5-1，钛酸酯偶联剂NDZ-401 0.15-0.25，纳米石墨粉6-8，蓖麻油4-6，蓖麻油聚氧乙烯醚0.1-0.15，聚乙烯蜡0.5-1。
一种防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量称取原料，先将白炭黑按重量比1:1-1:2加入质量分数为4-6%的醋酸溶液中搅拌0.5-1h得组分1，再将十三氟辛基三乙氧基硅烷按重量比1:5-1:10与无水乙醇混合均匀得组分2，将组分1与组分2混合后于40-60℃搅拌2-4h，冷却、过滤、干燥后加入蓖麻油聚氧乙烯醚搅拌均匀，然后加入丁腈橡胶高速共混10-15min；
（2）将纳米石墨粉按重量比1:3-1:4加入无水乙醇中搅拌均匀，再加入钛酸酯偶联剂NDZ-401并超声分散10-15min得混悬液，最后加入相当于混悬液体积1/50-1/40的水，搅拌均匀得组分3，将钛酸四丁酯按重量比1:10-1:15与无水乙醇混合均匀，得组分4，将组分4与组分3混合后高速搅拌10-20min，再加入蓖麻油混合搅拌0.5-1h，最后通过减压蒸馏除水除醇；
（3）将步骤（1）中得到的物料与步骤（2）中得到的物料混合均匀并在密炼机上于120-140℃密炼5-10min，然后加入其余原料并在开炼机上60-80℃开炼0.5-1h；
（4）将步骤（3）中得到的物料于160-180℃硫化20-30min，即得防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料。
本发明的优点是：
本发明以钛酸四丁酯为前驱体对纳米石墨粉进行表面包覆，使纳米石墨粉在摩擦过程中不易被磨去，有效改善了润滑组分的耐磨耗性能；通过十三氟辛基三乙氧基硅烷对填料进行改性，有效提升填料与橡胶基体的相容性以及润滑性，从而提升材料的减摩抗磨性能；通过上述原料、工艺的复配增效效应，再辅以其余原料的添加，使得到的橡胶材料耐磨效果好、减摩性能持久，同时具有良好的防尘抗污性能，使用寿命长、密封性好，适合用于活塞杆密封圈材料。
具体实施方式
一种防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料，由下列重量(kg)的组分原料制备而成：
丁腈橡胶80，白炭黑60，氧化铈0.5，氧化锌2，硫磺S80 1.5，防老剂MB 1.5，促进剂TMTD0.3，十三氟辛基三乙氧基硅烷2，环氧硬脂酸丁酯1，钛酸四丁酯0.5，钛酸酯偶联剂NDZ-4010.15，纳米石墨粉6，蓖麻油4，蓖麻油聚氧乙烯醚0.1，聚乙烯蜡0.5。
一种防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量称取原料，先将白炭黑按重量比1:1加入质量分数为4%的醋酸溶液中搅拌0.5h得组分1，再将十三氟辛基三乙氧基硅烷按重量比1:5与无水乙醇混合均匀得组分2，将组分1与组分2混合后于40℃搅拌2h，冷却、过滤、干燥后加入蓖麻油聚氧乙烯醚搅拌均匀，然后加入丁腈橡胶高速共混10min；
（2）将纳米石墨粉按重量比1:3加入无水乙醇中搅拌均匀，再加入钛酸酯偶联剂NDZ-401并超声分散10min得混悬液，最后加入相当于混悬液体积1/50的水，搅拌均匀得组分3，将钛酸四丁酯按重量比1:10与无水乙醇混合均匀，得组分4，将组分4与组分3混合后高速搅拌10min，再加入蓖麻油混合搅拌0.5h，最后通过减压蒸馏除水除醇；
（3）将步骤（1）中得到的物料与步骤（2）中得到的物料混合均匀并在密炼机上于120℃密炼5min，然后加入其余原料并在开炼机上60℃开炼0.5h；
（4）将步骤（3）中得到的物料于160℃硫化20min，即得防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料。
上述制得的橡胶材料性能测试结果如下：
拉伸强度：21.9MPa；
扯断伸长率：335%；
邵尔硬度：74度；
磨耗体积：0.210cm3/1.61km。

Claims (2)

1.一种防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：
丁腈橡胶80-100，白炭黑60-80，氧化铈0.5-1，氧化锌2-4，硫磺S80 1.5-2.5，防老剂MB1.5-2.5，促进剂TMTD 0.3-0.5，十三氟辛基三乙氧基硅烷2-4，环氧硬脂酸丁酯1-2，钛酸四丁酯0.5-1，钛酸酯偶联剂NDZ-401 0.15-0.25，纳米石墨粉6-8，蓖麻油4-6，蓖麻油聚氧乙烯醚0.1-0.15，聚乙烯蜡0.5-1。
2.根据权利要求1所述的一种防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量称取原料，先将白炭黑按重量比1:1-1:2加入质量分数为4-6%的醋酸溶液中搅拌0.5-1h得组分1，再将十三氟辛基三乙氧基硅烷按重量比1:5-1:10与无水乙醇混合均匀得组分2，将组分1与组分2混合后于40-60℃搅拌2-4h，冷却、过滤、干燥后加入蓖麻油聚氧乙烯醚搅拌均匀，然后加入丁腈橡胶高速共混10-15min；
（2）将纳米石墨粉按重量比1:3-1:4加入无水乙醇中搅拌均匀，再加入钛酸酯偶联剂NDZ-401并超声分散10-15min得混悬液，最后加入相当于混悬液体积1/50-1/40的水，搅拌均匀得组分3，将钛酸四丁酯按重量比1:10-1:15与无水乙醇混合均匀，得组分4，将组分4与组分3混合后高速搅拌10-20min，再加入蓖麻油混合搅拌0.5-1h，最后通过减压蒸馏除水除醇；
（3）将步骤（1）中得到的物料与步骤（2）中得到的物料混合均匀并在密炼机上于120-140℃密炼5-10min，然后加入其余原料并在开炼机上60-80℃开炼0.5-1h；
（4）将步骤（3）中得到的物料于160-180℃硫化20-30min，即得防尘抗污活塞杆密封圈用橡胶材料。
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