CN110183747A

CN110183747A - 机滤用橡胶密封件材料及其制备方法

Info

Publication number: CN110183747A
Application number: CN201910333786.1A
Authority: CN
Inventors: 程升福; 陈尚彪
Original assignee: HUANGSHAN SHANGYI RUBBER AND PLASTIC PRODUCTS CO Ltd
Current assignee: HUANGSHAN SHANGYI RUBBER AND PLASTIC PRODUCTS CO Ltd
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2019-08-30

Abstract

本发明公开了一种机滤用橡胶密封件材料，包括以下按重量份数计的组分：丁二烯﹣丙烯腈共聚物70～90份，乙烯﹣丙烯共聚物共聚物10～30份，引发剂0.1～0.5份，聚合剂0.4～1.5份。本发明制得的橡胶材料，生产的机滤橡胶密封件，其性能优于常规丁腈橡胶生产的密封件，特别是兼顾了机滤密封件工作的高低温和耐油性，克服了普通丁腈橡胶不耐臭氧老化的缺陷，产品的使用寿命和行车安全性大大提高。

Description

机滤用橡胶密封件材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工橡胶材料技术领域，尤其涉及一种机滤用橡胶密封件材料及其制备方法。

背景技术

随着我国汽车工业的飞速发展，人民生活水平的日渐提高，汽车已在我国人民家庭中逐渐普及，人们对汽车质量的要求也越来越高，但机滤(机油滤清器)经常出现因密封不良而导致的漏油现象，严重的影响着发动机的正常工作，存在着重大的安全隐患，因此开发一种高性能的机滤用橡胶密封件材料，势在必行。机滤工作温度一般在-40℃～+125℃之间，介质为机油，我国常用的机滤橡胶密封件材料为丁腈橡胶，其因丙烯腈含量的不同，耐温范围及耐油性也不同，丙烯腈含量低耐低温性好，但耐高温和耐油性差；丙烯腈含量高耐高温和耐油性增加，但耐低温性差；均不耐臭氧老化。我国现在所有的丁腈橡胶牌号很难满足机滤工作温度在-40℃～+125℃之间，以及良好的耐油性和耐臭氧老化性，极易导致机滤因密封件密封不良出现漏油现象，影响发动机的正常工作和行车安全性。

发明内容

本发明针对上述不足之处而提供一种机滤用橡胶密封件材料及其制备方法，本发明采用丁二烯﹣丙烯腈共聚物与乙烯﹣丙烯共聚物，在引发剂三烯丙基异氰脲酸酯的引发下，快速使聚合剂2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷得到一种耐高低温、耐油性和耐臭氧老化性好的机滤用橡胶密封件材料(SYNER橡胶)

根据本发明实施例的一种机滤用橡胶密封件材料，包括以下按重量份数计的组分：丁二烯﹣丙烯腈共聚物70～90份，乙烯﹣丙烯共聚物10～30份，引发剂0.1～0.5份，聚合剂0.4～1.5份。

优选的，所述丁二烯﹣丙烯腈共聚物80～85份，乙烯﹣丙烯共聚物15～20份，引发剂0.2～0.3份；聚合剂0.8～1.0份。

优选的，所述引发剂为三烯丙基异氰脲酸酯。

优选的，所述聚合剂为2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷。

机滤用橡胶密封件材料的制备方法，具体步骤如下：

S1：聚合：将丁二烯﹣丙烯腈共聚物与乙烯﹣丙烯共聚物按质量份数配比投入到聚合釜中搅拌，搅拌结束后升温，继续搅拌，温度达到后加入聚合剂和引发剂，然后继续搅拌10±0.5min；

S2：排胶；聚合时间到后，升起聚合釜的压坨，打开聚合釜的排料口，依靠转子的转动自然排出胶料。

S3：压片：将排胶后的材料放入开炼机上进行薄通拉胶，时间到后，开始出片，出片后挂在胶架上自然冷却降温。

优选的，所述步骤S1中聚合釜内部的初始温度为70～80℃、压力为0.6±0.02MPa，所述搅拌的转速为50±5r/min，搅拌时间为3±0.5min。

优选的，所述升温后搅拌的转速为80±5r/min，搅拌时间为8±0.5min，搅拌温度为160±2℃。

优选的，所述S2中排胶的温度为160±2℃，所述转子的转速为80±5r/min，压力为0MPa，时间为1±0.5min。

优选的，所述S3中开炼机的辊温50～70℃、辊距0.1～0.3mm，所述薄通拉胶的时间为15±2min。

优选的，所述步骤S3中压片厚度为8-10mm。

作用机理：

采用丁二烯﹣丙烯腈共聚物与乙烯﹣丙烯共聚物，在引发剂三烯丙基异氰脲酸酯的引发下，快速使聚合剂2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷转换成离子型交联单体，打开丁二烯﹣丙烯腈共聚物主链上烯烃的双键，并在其主链上接枝乙烯﹣丙烯共聚物的C-C饱和键，提高了丁二烯﹣丙烯腈共聚物主链的饱和度，从而达到提高其耐高低温性和耐臭氧老化性；由于丁二烯﹣丙烯腈共聚物的侧链上的-CN基没变，仍然保留其良好的耐油性，最终得到一种耐高低温、耐油性和耐臭氧老化性好的机滤用橡胶密封件材料。

本发明中的有益效果是：本发明原材料易得，成本低廉，制备过程简单，适于工业化批量生产；本发明制得的橡胶材料，生产的机滤橡胶密封件，其性能优于常规丁腈橡胶生产的密封件，特别是兼顾了机滤密封件工作的高低温和耐油性，克服了普通丁腈橡胶不耐臭氧老化的缺陷，产品的使用寿命和行车安全性大大提高。

具体实施方式

下表为本发明中使用的设备列表：

序号	设备名称	规格型号	生产厂家
				1	聚合釜	55L	台湾佰弘机械有限公司
2	开炼机	18吋	台湾佰弘机械有限公司
				3	开炼机	6吋	昆山振德隆机械有限公司
4	200T硫化机	XLB-DZ550×550/2000	宁波千普机械制造有限公司
				5	50T硫化机	XLB-D400×400/500	宁波千普机械制造有限公司

本发明中所使用的化学试剂均为市售产品，其具体参数如下：

丁二烯﹣丙烯腈共聚物纯度≥98％；

乙烯﹣丙烯共聚物纯度≥98％；

三烯丙基异氰脲酸酯纯度≥99.7％；

2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷纯度≥99.8％。

以下组分的单位均为Kg：

实施例1

一种机滤用橡胶密封件材料，包括以下按重量份数计的组分：丁二烯﹣丙烯腈共聚物70份，乙烯﹣丙烯共聚物30份，三烯丙基异氰脲酸酯0.50份，2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷1.5份。

一种机滤用橡胶密封件材料的制备方法，具体步骤如下：

S1：将丁二烯﹣丙烯腈共聚物与乙烯﹣丙烯共聚物按照以上重量份数配比投入到55L聚合釜中，聚合釜中的初始压力为0.58MPa、初始温度为70℃，然后以搅拌机转速为45r/min搅拌2.5min，搅拌后升温，同时提高搅拌机的转速为75r/min，搅拌7.5min，温度升至158℃后向55L聚合釜内加入三烯丙基异氰脲酸酯和2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷，然后继续搅拌9.5min；

S2：排胶：聚合时间到后，升起55L聚合釜的压坨，打开55L聚合釜的排料口，依靠转子的转动自然排出胶料，排胶的温度为158℃；转子的转速为75r/min；排胶时间为0.5min；

S3：压片：将排胶后的材料放入辊温为50℃、辊距为0.1mm的18吋开炼机上进行薄通拉胶13min，时间到后，开始出片，出片厚度为8mm，出片后挂在胶架上自然冷却降温。

实施例2：

一种机滤用橡胶密封件材料，包括以下按重量份数计的组分：丁二烯﹣丙烯腈共聚物75份，乙烯﹣丙烯共聚物25份，三烯丙基异氰脲酸酯0.28份，2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷0.80份。

S1：将丁二烯﹣丙烯腈共聚物与乙烯﹣丙烯共聚物按照以上重量份数配比投入到55L聚合釜中，聚合釜中的初始压力为0.59MPa、初始温度为75℃，然后以搅拌机转速为50r/min搅拌3min，搅拌后升温，同时提高搅拌机的转速为80r/min，搅拌8min，温度升至160℃后向55L聚合釜内加入三烯丙基异氰脲酸酯和2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷，然后继续搅拌10min；

S2：排胶：聚合时间到后，升起55L聚合釜的压坨，打开55L聚合釜的排料口，依靠转子的转动自然排出胶料，排胶的温度为160℃，转子的转速为80r/min，排胶时间为1.0min；

S3：压片：将排胶后的材料放入辊温为60℃、辊距为0.2mm的18吋开炼机上进行薄通拉胶15min，时间到后，开始出片，出片厚度为9mm，出片后挂在胶架上自然冷却降温。

实施例3

一种机滤用橡胶密封件材料，包括以下按重量份数计的组分：丁二烯﹣丙烯腈共聚物80份，乙烯﹣丙烯共聚物20份，三烯丙基异氰脲酸酯0.26份，2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷0.90份。

S1：将丁二烯﹣丙烯腈共聚物与乙烯﹣丙烯共聚物按照以上重量份数配比投入到55L聚合釜中，聚合釜中的初始压力为0.62MPa、初始温度为80℃，然后以搅拌机转速为55r/min搅拌3.5min，搅拌后升温，同时提高搅拌机的转速为85r/min，搅拌8.5min，温度升至162℃后向55L聚合釜内加入三烯丙基异氰脲酸酯和2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷，然后继续搅拌10.5min；

S2：排胶：聚合时间到后，升起55L聚合釜的压坨，打开55L聚合釜的排料口，依靠转子的转动自然排出胶料，排胶的温度为162℃，转子的转速为85r/min，排胶时间为1.5min；

S3：压片：将排胶后的材料放入辊温为70℃、辊距为0.3mm的18吋开炼机上进行薄通拉胶17min，时间到后，开始出片，出片厚度为10mm，出片后挂在胶架上自然冷却降温。

实施例4

一种机滤用橡胶密封件材料，包括以下按重量份数计的组分：丁二烯﹣丙烯腈共聚物85份，乙烯﹣丙烯共聚物15份，三烯丙基异氰脲酸酯0.23份，2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷0.85份。

S1：将丁二烯﹣丙烯腈共聚物与乙烯﹣丙烯共聚物按照以上重量份数配比投入到55L聚合釜中，聚合釜中的初始压力为0.60MPa、初始温度为80℃，然后以搅拌机转速为50r/min搅拌3min，搅拌后升温，同时提高搅拌机的转速为80r/min，搅拌8min，温度升至160℃后向55L聚合釜内加入三烯丙基异氰脲酸酯和2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷，然后继续搅拌10min；

S3：压片：将排胶后的材料放入辊温为60℃、辊距为0.3mm的18吋开炼机上进行薄通拉胶15min，时间到后，开始出片，出片厚度为9mm，出片后挂在胶架上自然冷却降温。

实施例5

一种机滤用橡胶密封件材料，包括以下按重量份数计的组分：丁二烯﹣丙烯腈共聚物90份，乙烯﹣丙烯共聚物10份，三烯丙基异氰脲酸酯0.1份，2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷0.4份。

实验例

分别使用本发明制备的橡胶材料(SYNER橡胶材料)与常规丁腈橡胶制备橡胶材料，其对比组分和重量配备份数如下：

橡胶混炼胶制备过程：

⑴炼胶：使用设备为6吋开炼机；炼胶工艺如下

⑵试片硫化工艺：使用设备为50T平板硫化机，温度为180±2℃；时间为10±1min；压力为15±1MPa；装胶量为45±1g；排气3次，每次硫化4张；

分别使用本发明制备的橡胶材料(SYNER橡胶材料)和丁腈橡胶材料制备的橡胶试片，分别进行物理机械性能检测，其检测结果如下表：

依据上表，本发明提供的SYNER橡胶材料与丁腈橡胶材料的硫化试片，经物理机械性能对比，确定机滤用橡胶密封件材料的最佳配方为：

组分	重量份数
		丁二烯﹣丙烯腈共聚物	80～85
乙烯﹣丙烯共聚物	15～20
		三烯丙基异氰脲酸酯	0.23～0.26
2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷	0.85～0.90

机滤橡胶密封件硫化工艺：

使用以上最佳的机滤用橡胶密封件材料，制造机滤密封件，其使用设备为200T真空硫化机，硫化压力为15±1MPa，温度为180±2℃；时间为10±1min；单件装胶量为6±0.2g。

分别使用本发明SYNER橡胶和丁腈橡胶制得的机滤密封件，其物理机械性能如下：

综上所述，本发明提供的橡胶材料生产的机滤密封件，其物理机械性能显著优于丁腈橡胶生产的机滤密封件。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种机滤用橡胶密封件材料，其特征在于：包括以下按重量份数计的组分：丁二烯﹣丙烯腈共聚物70～90份，乙烯﹣丙烯共聚物共聚物10～30份，引发剂0.1～0.5份，聚合剂0.4～1.5份。

2.根据权利要求1所述的机滤用橡胶密封件材料，其特征在于：所述丁二烯﹣丙烯腈共聚物80～85份，乙烯﹣丙烯共聚物15～20份，引发剂0.23～0.26份；聚合剂0.85～0.90份。

3.根据权利要求1或2所述的机滤用橡胶密封件材料，其特征在于：所述引发剂为三烯丙基异氰脲酸酯。

4.根据权利要求1或2所述的机滤用橡胶密封件材料，其特征在于：所述聚合剂为2,5﹣二甲基﹣2,5﹣二叔丁基过氧己烷。

5.根据权利要求1-4任一项所述的机滤用橡胶密封件材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

S2：排胶：聚合时间到后，升起聚合釜的压坨，打开聚合釜的排料口，依靠转子的转动自然排出胶料。

6.根据权利要求5所述的机滤用橡胶密封件材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中聚合釜内部的初始温度为70～80℃、初始压力为0.6±0.02MPa，所述搅拌的转速为50±5r/min，搅拌时间为3±0.5min。

7.根据权利要求5所述的机滤用橡胶密封件材料的制备方法，其特征在于：所述升温后搅拌的转速为80±5r/min，搅拌时间为8±0.5min，搅拌温度为160±2℃。

8.根据权利要求5所述的机滤用橡胶密封件材料的制备方法，其特征在于：所述S2中排胶的温度为160±2℃，所述转子的转速为80±5r/min，所述排胶的时间为1±0.5min。

9.根据权利要求5所述的机滤用橡胶密封件材料的制备方法，其特征在于：所述S3中开炼机的辊温50～70℃、辊距0.1～0.3mm，所述薄通拉胶时间为15±2min。

10.根据权利要求5所述的机滤用橡胶密封件材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中压片厚度为8-10mm。