CN107286412A - 一种化工泵用耐老化密封材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化工泵用耐老化密封材料，所述橡胶密封材料由以下各组分制成：氢化丁腈橡胶、木粉/高密度聚乙烯复合材料、硅烷偶联剂、过氧化二乙酰、聚丁烯、硅藻土、白炭黑、聚乙二醇、硫磺；本发明化工泵用耐老化密封材料以丁腈橡胶为主料，以本发明制备的木粉/高密度聚乙烯复合材料为辅料，通过添加的硅烷偶联剂进行协同处理后，能够使得制成的密封材料耐老化性能得到极大的提高，尤耐氧化和多次变形条件下耐切口撕裂相较于普通丁腈橡胶密封材料均具有极大的提高。

Description

一种化工泵用耐老化密封材料
技术领域
本发明属于化工泵制备技术领域，具体涉及一种化工泵用耐老化密封材料。
背景技术
化工泵是用来输送液体并提高其压力的机器化工泵的统称，能够满足化工工艺耐高温、低温，耐腐蚀，耐磨损，无泄漏或少泄露，能输送临界状态的液体性能的泵，这类泵统称为化工泵。密封材料在化工泵中应用极其重要，良好的密封能够防止化工泵泵的泄露，避免污染环境，密封材料在化工泵中使用的环境相对较恶劣，因此对于密封材料本申请性能要求比较高。橡胶作为一种常用的密封材料，应用广泛，但是普通橡胶密封材料分子结构会发生降解、断裂、结晶、霉变、交联等变化，从而导致其性能发生劣化，如何提高橡胶耐老化的性能是需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种化工泵用耐老化密封材料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种化工泵用耐老化密封材料，所述橡胶密封材料由以下质量份数的各组分制成：氢化丁腈橡胶82-88份、木粉/高密度聚乙烯复合材料12-16份、硅烷偶联剂1.4-1.8份、过氧化二乙酰2.6-3.0份、聚丁烯3-5份、硅藻土5-8份、白炭黑4-6份、聚乙二醇0.3-0.6份、硫磺1-3份；
所述木粉/高密度聚乙烯复合材料制备方法为：将750目的木粉，采用质量分数为3.8%的丁二酸溶液浸泡2.5小时，然后过滤，在质量分数为5%的碳酸氢钠溶液中浸泡30min，过滤，再采用清水浸泡10min，烘干至恒重，将高密度聚乙烯与烘干的木粉、马来酸酐按18：1.5：0.2的质量比例添加到高速混合机中混合，混合后再添加到挤出机中，挤出造粒，得到混合颗粒，挤出机温度设定为：一区180℃、二区190℃、三区192℃、四区205℃、五区200℃；然后再将混合颗粒与膨润土、聚甲醛按20：0.1：3质量比例在双棍开炼机中进行混炼，混炼辊温为168℃，混炼时间为1.5小时，然后添加到塑料破碎机中破碎成粒料，粒度为120目，得到木粉/高密度聚乙烯复合材料。
进一步的，所述氢化丁腈橡胶中丙烯腈含量为18-20%，门尼粘度为60-68，吸碘值为10-12。
进一步的，所述木粉由桐木制成。
进一步的，所述硅藻土粒度为500目，所述膨润土为800目。
进一步的，所述化工泵用耐老化密封材料的制备方法为：按各重量份将氢化丁腈橡胶、木粉/高密度聚乙烯复合材料、硅烷偶联剂、过氧化二乙酰加入混炼机，在136-138℃下混炼15-18min，再依次加入的聚乙二醇、聚丁烯、硅藻土、白炭黑、硫磺，混炼、压制成型；将成型后的橡胶料加入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理，温度为170-172℃，硫化时间为10-12min，硫化压力为6-8Mpa，再经过修边，得到化工泵用耐老化密封材料。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明化工泵用耐老化密封材料以丁腈橡胶为主料，以本发明制备的木粉/高密度聚乙烯复合材料为辅料，通过添加的硅烷偶联剂进行协同处理后，能够使得制成的密封材料耐老化性能得到极大的提高，尤耐氧化和多次变形条件下耐切口撕裂相较于普通丁腈橡胶密封材料均具有极大的提高，通过与其它各成分之间协同作用，通过过氧化二乙酰的加入，能够加速各成分的交联过程，而且使产品的耐老化性能得到进一步的提升，尤其是通过丁腈橡胶与木粉/高密度聚乙烯复合材料之间的交联，能够降低丁腈橡胶在热和氧的作用下的易发生的热氧化老化反应，避免丁腈橡胶大分子的断链现象发生，从而保证了密封材料良好的密封性能；加入白炭黑和硅藻土作为补强剂，能够大幅提高密封材料的耐磨、抗撕裂的性能。
具体实施方式
实施例1
一种化工泵用耐老化密封材料，所述橡胶密封材料由以下质量份数的各组分制成：氢化丁腈橡胶82份、木粉/高密度聚乙烯复合材料12份、硅烷偶联剂1.4份、过氧化二乙酰2.6份、聚丁烯3份、硅藻土5份、白炭黑4份、聚乙二醇0.3份、硫磺1份；
所述木粉/高密度聚乙烯复合材料制备方法为：将750目的木粉，采用质量分数为3.8%的丁二酸溶液浸泡2.5小时，然后过滤，在质量分数为5%的碳酸氢钠溶液中浸泡30min，过滤，再采用清水浸泡10min，烘干至恒重，将高密度聚乙烯与烘干的木粉、马来酸酐按18：1.5：0.2的质量比例添加到高速混合机中混合，混合后再添加到挤出机中，挤出造粒，得到混合颗粒，挤出机温度设定为：一区180℃、二区190℃、三区192℃、四区205℃、五区200℃；然后再将混合颗粒与膨润土、聚甲醛按20：0.1：3质量比例在双棍开炼机中进行混炼，混炼辊温为168℃，混炼时间为1.5小时，然后添加到塑料破碎机中破碎成粒料，粒度为120目，得到木粉/高密度聚乙烯复合材料。
所述氢化丁腈橡胶中丙烯腈含量为18%，门尼粘度为60，吸碘值为10。
所述木粉由桐木制成。
所述硅藻土粒度为500目，所述膨润土为800目。
所述化工泵用耐老化密封材料的制备方法为：按各重量份将氢化丁腈橡胶、木粉/高密度聚乙烯复合材料、硅烷偶联剂、过氧化二乙酰加入混炼机，在136℃下混炼15min，再依次加入的聚乙二醇、聚丁烯、硅藻土、白炭黑、硫磺，混炼、压制成型；将成型后的橡胶料加入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理，温度为170℃，硫化时间为10min，硫化压力为6Mpa，再经过修边，得到化工泵用耐老化密封材料。
实施例2
一种化工泵用耐老化密封材料，所述橡胶密封材料由以下质量份数的各组分制成：氢化丁腈橡胶88份、木粉/高密度聚乙烯复合材料16份、硅烷偶联剂1.8份、过氧化二乙酰3.0份、聚丁烯5份、硅藻土8份、白炭黑6份、聚乙二醇0.6份、硫磺3份；
所述木粉/高密度聚乙烯复合材料制备方法为：将750目的木粉，采用质量分数为3.8%的丁二酸溶液浸泡2.5小时，然后过滤，在质量分数为5%的碳酸氢钠溶液中浸泡30min，过滤，再采用清水浸泡10min，烘干至恒重，将高密度聚乙烯与烘干的木粉、马来酸酐按18：1.5：0.2的质量比例添加到高速混合机中混合，混合后再添加到挤出机中，挤出造粒，得到混合颗粒，挤出机温度设定为：一区180℃、二区190℃、三区192℃、四区205℃、五区200℃；然后再将混合颗粒与膨润土、聚甲醛按20：0.1：3质量比例在双棍开炼机中进行混炼，混炼辊温为168℃，混炼时间为1.5小时，然后添加到塑料破碎机中破碎成粒料，粒度为120目，得到木粉/高密度聚乙烯复合材料。
所述氢化丁腈橡胶中丙烯腈含量为20%，门尼粘度为68，吸碘值为12。
所述木粉由桐木制成。
所述硅藻土粒度为500目，所述膨润土为800目。
所述化工泵用耐老化密封材料的制备方法为：按各重量份将氢化丁腈橡胶、木粉/高密度聚乙烯复合材料、硅烷偶联剂、过氧化二乙酰加入混炼机，在138℃下混炼18min，再依次加入的聚乙二醇、聚丁烯、硅藻土、白炭黑、硫磺，混炼、压制成型；将成型后的橡胶料加入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理，温度为172℃，硫化时间为12min，硫化压力为8Mpa，再经过修边，得到化工泵用耐老化密封材料。
实施例3
一种化工泵用耐老化密封材料，所述橡胶密封材料由以下质量份数的各组分制成：氢化丁腈橡胶86份、木粉/高密度聚乙烯复合材料14份、硅烷偶联剂1.5份、过氧化二乙酰2.8份、聚丁烯4份、硅藻土7份、白炭黑5份、聚乙二醇0.4份、硫磺2份；
所述木粉/高密度聚乙烯复合材料制备方法为：将750目的木粉，采用质量分数为3.8%的丁二酸溶液浸泡2.5小时，然后过滤，在质量分数为5%的碳酸氢钠溶液中浸泡30min，过滤，再采用清水浸泡10min，烘干至恒重，将高密度聚乙烯与烘干的木粉、马来酸酐按18：1.5：0.2的质量比例添加到高速混合机中混合，混合后再添加到挤出机中，挤出造粒，得到混合颗粒，挤出机温度设定为：一区180℃、二区190℃、三区192℃、四区205℃、五区200℃；然后再将混合颗粒与膨润土、聚甲醛按20：0.1：3质量比例在双棍开炼机中进行混炼，混炼辊温为168℃，混炼时间为1.5小时，然后添加到塑料破碎机中破碎成粒料，粒度为120目，得到木粉/高密度聚乙烯复合材料。
所述氢化丁腈橡胶中丙烯腈含量为19%，门尼粘度为64，吸碘值为11。
所述木粉由桐木制成。
所述硅藻土粒度为500目，所述膨润土为800目。
所述化工泵用耐老化密封材料的制备方法为：按各重量份将氢化丁腈橡胶、木粉/高密度聚乙烯复合材料、硅烷偶联剂、过氧化二乙酰加入混炼机，在136-138℃下混炼46min，再依次加入的聚乙二醇、聚丁烯、硅藻土、白炭黑、硫磺，混炼、压制成型；将成型后的橡胶料加入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理，温度为171℃，硫化时间为11min，硫化压力为7Mpa，再经过修边，得到化工泵用耐老化密封材料。
对比例1：与实施例1区别仅在于不添加木粉/高密度聚乙烯复合材料。
对比例2：与实施例1区别仅在于将木粉/高密度聚乙烯复合材料替换为等量的高密度聚乙烯。
对比例3：与实施例1区别仅在于将木粉/高密度聚乙烯复合材料替换为等量的桐木木粉。
老化试验：
热氧老化：实施例与对比例密封材料处于自由悬挂状态，老化温度取65℃，老老化时间为20天；
性能测试：按照GB/T528-1998（硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测试）规定要求对老化前后的试样进行拉伸性能测试，加载速度500mm/min，温度为25℃，湿度RH69%；
表1热氧化老对密封材料力学性能影响
由表1可以看出，本发明制备的木粉/高密度聚乙烯复合材料能够极大的降低制成的密封材料的耐老化性，将仅仅添加高密度聚乙烯只能小幅度的提高制成密封材料的耐老化性，仅仅添加木粉明显不能提高制成密封材料的耐老化性。

Claims (5)

1.一种化工泵用耐老化密封材料，其特征在于，所述橡胶密封材料由以下质量份数的各组分制成：氢化丁腈橡胶82-88份、木粉/高密度聚乙烯复合材料12-16份、硅烷偶联剂1.4-1.8份、过氧化二乙酰2.6-3.0份、聚丁烯3-5份、硅藻土5-8份、白炭黑4-6份、聚乙二醇0.3-0.6份、硫磺1-3份；
所述木粉/高密度聚乙烯复合材料制备方法为：将750目的木粉，采用质量分数为3.8%的丁二酸溶液浸泡2.5小时，然后过滤，在质量分数为5%的碳酸氢钠溶液中浸泡30min，过滤，再采用清水浸泡10min，烘干至恒重，将高密度聚乙烯与烘干的木粉、马来酸酐按18：1.5：0.2的质量比例添加到高速混合机中混合，混合后再添加到挤出机中，挤出造粒，得到混合颗粒，挤出机温度设定为：一区180℃、二区190℃、三区192℃、四区205℃、五区200℃；然后再将混合颗粒与膨润土、聚甲醛按20：0.1：3质量比例在双棍开炼机中进行混炼，混炼辊温为168℃，混炼时间为1.5小时，然后添加到塑料破碎机中破碎成粒料，粒度为120目，得到木粉/高密度聚乙烯复合材料。
2.如权利要求1所述的一种化工泵用耐老化密封材料，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶中丙烯腈含量为18-20%，门尼粘度为60-68，吸碘值为10-12。
3.如权利要求1所述的一种化工泵用耐老化密封材料，其特征在于，所述木粉由桐木制成。
4.如权利要求1所述的一种化工泵用耐老化密封材料，其特征在于，所述硅藻土粒度为500目，所述膨润土为800目。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种化工泵用耐老化密封材料，其特征在于，所述化工泵用耐老化密封材料的制备方法为：按各重量份将氢化丁腈橡胶、木粉/高密度聚乙烯复合材料、硅烷偶联剂、过氧化二乙酰加入混炼机，在136-138℃下混炼15-18min，再依次加入的聚乙二醇、聚丁烯、硅藻土、白炭黑、硫磺，混炼、压制成型；将成型后的橡胶料加入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理，温度为170-172℃，硫化时间为10-12min，硫化压力为6-8Mpa，再经过修边，得到化工泵用耐老化密封材料。
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