CN106674636A - 一种低温用抗裂密封件材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低温用抗裂密封件材料，涉及密封件材料技术领域，该密封件材料由以下重量份的原料配制而成：天然橡胶45‑55份、丁腈橡胶26‑32份、硫磺0.4‑0.7份、氧化锌4‑7份、硬脂酸2‑5份、抗氧剂1‑2份、防老剂3‑6份、石蜡1‑3份、炭黑12‑16份、碳酸钙4‑9份、促进剂2‑3份、硅藻土3‑7份、邻苯二甲酸二辛酯2‑4份、己二酸二辛脂1‑3份。本发明在橡胶基体中加入酯类增塑剂，通过混炼，成型，硫化的成型工艺制得，避免了密封件在低温状态下产生脆化效应，解决了密封件表面在低温环境使用过程中产生微裂纹而导致密封性能降低甚至失效问题。

Description

一种低温用抗裂密封件材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及密封件材料技术领域，具体涉及一种低温用抗裂密封件材料及其制备方法。

背景技术

密封件在国民经济领域和国防工业中有着广泛的应用。密封件失效的直接后果便是密封流体泄露，实际应用中容易引发重大事故。在工业生产过程中，大多密封件材料选择以橡胶作为基体，因为橡胶具有较好的弹性，较宽的使用温度范围，在不同介质中给予较小的应力就会产生较大的变形，可以补偿泄漏间隙，达到密封的目的。然而，当密封件的使用环境低于常温时，橡胶内的聚合物容易产生结晶现象，进而失去橡胶原有的弹性和形变能力，已结晶的分子链由于其流动性差致使低温状态下的密封件产生脆化效应，在低温环境下使用时其表面容易出现微裂纹而引起密封性能降低甚至失效。因此，探索和挖掘出一种低温用抗裂密封件材料显得十分重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种低温用抗裂密封件材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种低温用抗裂密封件材料，由以下重量份的原料组成：天然橡胶45-55份、丁腈橡胶26-32份、硫磺0.4-0.7份、氧化锌4-7份、硬脂酸2-5份、抗氧剂1-2份、防老剂3-6份、石蜡1-3份、炭黑12-16份、碳酸钙4-9份、促进剂2-3份、硅藻土3-7份、邻苯二甲酸二辛酯2-4份、己二酸二辛脂1-3份。

优选的，由以下重量份的原料组成：天然橡胶51份、丁腈橡胶29份、硫磺0.6份、氧化锌5份、硬脂酸3份、抗氧剂1.6份、防老剂4份、石蜡1份、炭黑15份、碳酸钙7份、促进剂3份、硅藻土4份、邻苯二甲酸二辛酯4份、己二酸二辛脂2份。

制备步骤如下：

1)将天然橡胶、丁腈橡胶投入密炼机中进行塑炼，排料并停放冷却24小时得到混合物A；

2)将步骤1)制得的混合物A加入到密炼机中，再加入氧化锌、硬脂酸、抗氧剂、防老剂、石蜡、硅藻土，混炼5-7分钟后，加入碳酸钙继续混炼2-4分钟后得到混合物B；

3)向步骤2)制得的混合物B中分三次加入炭黑混炼，每次混炼2-3分钟得到混合物C；

4)向步骤3)制得的混合物C中加入邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛脂充分混炼6-8分钟后排料，排料后停放冷却20小时得到混合物D；

5)将步骤4)制得的混合物D投入开炼机中硫化处理，再将促进剂加入混炼胶中，薄通6-8遍，即得。

优选的，所述步骤1)中塑炼时间为12-20分钟，排料温度为114-128℃。

优选的，所述步骤3)中每次加入炭黑的量相等。

优选的，所述步骤4)中排料温度为87-94℃。

本发明提供一种低温用抗裂密封件材料及其制备方法，其有益效果是：本发明采用酯类原料作为塑性增强剂，与密封件材料中其他混合组分相容性较好。本发明密封件材料以天然橡胶和丁腈橡胶为基体，其化学结构是以聚合物大分子存在，由于酯类增塑剂的加入，使得在塑炼过程中大分子之间被相对隔离，增加了分子之间的距离，导致聚合物分子间的范德华力被削弱，也提高了分子链的移动自由度；同时，由于增塑剂分子插入到聚合物分子链之间，在温度降低冷却的过程中会降低聚合物的结晶度，使得聚合物基体的玻璃化转变温度降低，有效避免了密封件在低温状态下产生脆化效应，解决了密封件表面在低温环境使用过程中产生微裂纹而导致密封性能降低甚至失效问题。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种低温用抗裂密封件材料，由以下重量份的原料组成：天然橡胶51份、丁腈橡胶29份、硫磺0.6份、氧化锌5份、硬脂酸3份、抗氧剂1.6份、防老剂4份、石蜡1份、炭黑15份、碳酸钙7份、促进剂3份、硅藻土4份、邻苯二甲酸二辛酯4份、己二酸二辛脂2份。

制备步骤如下：

1)将天然橡胶、丁腈橡胶投入密炼机中进行塑炼，塑炼时间为18分钟，当温度达到121℃时排料，排料后停放冷却24小时得到混合物A；

2)将步骤1)制得的混合物A加入到密炼机中，再加入氧化锌、硬脂酸、抗氧剂、防老剂、石蜡、硅藻土，混炼5分钟后，加入碳酸钙继续混炼2分钟后得到混合物B；

3)向步骤2)制得的混合物B中分三次加入炭黑混炼，每次加入炭黑的量相等，每次混炼3分钟得到混合物C；

4)向步骤3)制得的混合物C中加入邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛脂充分混炼6分钟后排料，排料温度为90℃，排料后停放冷却20小时得到混合物D；

5)将步骤4)制得的混合物D投入开炼机中硫化处理，再将促进剂加入混炼胶中，薄通6遍，即得。

实施例2：

一种低温用抗裂密封件材料，由以下重量份的原料组成：天然橡胶47份、丁腈橡胶31份、硫磺0.4份、氧化锌6份、硬脂酸4份、抗氧剂2份、防老剂3份、石蜡2份、炭黑13份、碳酸钙8份、促进剂2份、硅藻土6份、邻苯二甲酸二辛酯2份、己二酸二辛脂3份。

制备步骤如下：

1)将天然橡胶、丁腈橡胶投入密炼机中进行塑炼，塑炼时间为14分钟，当温度达到127℃时排料，排料后停放冷却24小时得到混合物A；

2)将步骤1)制得的混合物A加入到密炼机中，再加入氧化锌、硬脂酸、抗氧剂、防老剂、石蜡、硅藻土，混炼6分钟后，加入碳酸钙继续混炼3分钟后得到混合物B；

3)向步骤2)制得的混合物B中分三次加入炭黑混炼，每次加入炭黑的量相等，每次混炼3分钟得到混合物C；

4)向步骤3)制得的混合物C中加入邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛脂充分混炼7分钟后排料，排料温度为87℃，排料后停放冷却20小时得到混合物D；

5)将步骤4)制得的混合物D投入开炼机中硫化处理，再将促进剂加入混炼胶中，薄通7遍，即得。

实施例3：

一种低温用抗裂密封件材料，由以下重量份的原料组成：天然橡胶45份、丁腈橡胶32份、硫磺0.5份、氧化锌4份、硬脂酸2份、抗氧剂1份、防老剂5份、石蜡3份、炭黑12份、碳酸钙4份、促进剂3份、硅藻土3份、邻苯二甲酸二辛酯3份、己二酸二辛脂1份。

制备步骤如下：

1)将天然橡胶、丁腈橡胶投入密炼机中进行塑炼，塑炼时间为12分钟，当温度达到114℃时排料，排料后停放冷却24小时得到混合物A；

2)将步骤1)制得的混合物A加入到密炼机中，再加入氧化锌、硬脂酸、抗氧剂、防老剂、石蜡、硅藻土，混炼7分钟后，加入碳酸钙继续混炼4分钟后得到混合物B；

3)向步骤2)制得的混合物B中分三次加入炭黑混炼，每次加入炭黑的量相等，每次混炼2分钟得到混合物C；

4)向步骤3)制得的混合物C中加入邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛脂充分混炼8分钟后排料，排料温度为94℃，排料后停放冷却20小时得到混合物D；

5)将步骤4)制得的混合物D投入开炼机中硫化处理，再将促进剂加入混炼胶中，薄通8遍，即得。

实施例4：

一种低温用抗裂密封件材料，由以下重量份的原料组成：天然橡胶55份、丁腈橡胶26份、硫磺0.7份、氧化锌7份、硬脂酸5份、抗氧剂1.3份、防老剂6份、石蜡1份、炭黑16份、碳酸钙9份、促进剂2份、硅藻土7份、邻苯二甲酸二辛酯4份、己二酸二辛脂2份。

制备步骤如下：

1)将天然橡胶、丁腈橡胶投入密炼机中进行塑炼，塑炼时间为20分钟，当温度达到128℃时排料，排料后停放冷却24小时得到混合物A；

2)将步骤1)制得的混合物A加入到密炼机中，再加入氧化锌、硬脂酸、抗氧剂、防老剂、石蜡、硅藻土，混炼5分钟后，加入碳酸钙继续混炼3分钟后得到混合物B；

3)向步骤2)制得的混合物B中分三次加入炭黑混炼，每次加入炭黑的量相等，每次混炼2分钟得到混合物C；

4)向步骤3)制得的混合物C中加入邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛脂充分混炼6分钟后排料，排料温度为92℃，排料后停放冷却20小时得到混合物D；

5)将步骤4)制得的混合物D投入开炼机中硫化处理，再将促进剂加入混炼胶中，薄通6遍，即得。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种低温用抗裂密封件材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：天然橡胶45-55份、丁腈橡胶26-32份、硫磺0.4-0.7份、氧化锌4-7份、硬脂酸2-5份、抗氧剂1-2份、防老剂3-6份、石蜡1-3份、炭黑12-16份、碳酸钙4-9份、促进剂2-3份、硅藻土3-7份、邻苯二甲酸二辛酯2-4份、己二酸二辛脂1-3份。

2.根据权利要求1所述低温用抗裂密封件材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：天然橡胶51份、丁腈橡胶29份、硫磺0.6份、氧化锌5份、硬脂酸3份、抗氧剂1.6份、防老剂4份、石蜡1份、炭黑15份、碳酸钙7份、促进剂3份、硅藻土4份、邻苯二甲酸二辛酯4份、己二酸二辛脂2份。

3.一种根据权利要求1或2所述低温用抗裂密封件材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

1)将天然橡胶、丁腈橡胶投入密炼机中进行塑炼，排料并停放冷却24小时得到混合物A；

2)将步骤1)制得的混合物A加入到密炼机中，再加入氧化锌、硬脂酸、抗氧剂、防老剂、石蜡、硅藻土，混炼5-7分钟后，加入碳酸钙继续混炼2-4分钟后得到混合物B；

3)向步骤2)制得的混合物B中分三次加入炭黑混炼，每次混炼2-3分钟，得到混合物C；

4)向步骤3)制得的混合物C中加入邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛脂充分混炼6-8分钟后排料，排料后停放冷却20小时得到混合物D；

5)将步骤4)制得的混合物D投入开炼机中硫化处理，再将促进剂加入混炼胶中，薄通6-8遍，即得。

4.根据权利要求3所述低温用抗裂密封件材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中塑炼时间为12-20分钟，排料温度为114-128℃。

5.根据权利要求3所述低温用抗裂密封件材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中每次加入炭黑的量相等。

6.根据权利要求3所述低温用抗裂密封件材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中排料温度为87-94℃。