CN110483864A - 一种耐高温耐油型橡胶密封件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了橡胶密封件技术领域的一种耐高温耐油型橡胶密封件及其制备方法，橡胶密封件包括如下重量组分的原料：氢化丁腈橡胶50‑70份、氟橡胶25‑50份、白炭黑30‑50份、氧化锌4‑10份、硫磺1‑3份、硬脂酸1‑2份、防老剂RD0.5‑1份、钛白粉4‑6份、促进剂1‑4份、软化剂2‑4份、三乙醇胺1‑3份、硅烷偶联剂2‑4份，通过分批少量加入改性白炭黑，使橡胶的羟基之间易产生氢键缔合，提高橡胶颗粒之间的凝聚力，提高了橡胶的交联密度；橡胶密封件经过冷却修边，使其在去飞边的时候得到冷却，让橡胶密封件的硬度变大，本发明制得的橡胶密封件具备优异耐高温和耐非极性油性能，硬度大，加入防老剂，防老剂表面具有抗氧官能团，延长了该橡胶密封的使用寿命。

Description

一种耐高温耐油型橡胶密封件及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶密封件技术领域，具体为一种耐高温耐油型橡胶 密封件及其制备方法。

背景技术

密封件是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外 界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件的材料或零件。密 封件的存放室温最好在30℃以下，避免密封件产生高温老化，橡塑 密封件虽小，但它的作用使它成为国防、化工、石油、煤炭、交通运 输和机械制造等国民经济主要行业中的基础部件和配件。

在申请公布号为CN109233025A、申请公告日为2019.01.18的中 国发明专利中公开了一种耐热汽车油封用橡胶密封件制备方法，包括 如下步骤：将纳米二氧化硅、水超声混合均匀，加入聚乙二醇400搅 拌，调节体系呈中性，加入羧甲基纤维素钠、环氧氯丙烷，升温搅拌， 过滤，洗涤，干燥得到预制料；将丁苯橡胶、腈硅橡胶、预制料、沸 石粉、硫酸钙晶须、防老剂RD、防老剂2246混炼，薄通，静置得到 混炼胶；向混炼胶中加入N,N'-间苯撑双马来酰亚胺、二硫化二苯并 噻唑、1,1-双-(叔丁基过氧)环己烷、磷酸三氯乙酯、环氧脂肪酸甲酯、 松焦油、沥青继续薄通，硫化，成型得到耐热汽车油封用橡胶密封件。 本发明提出的耐热汽车油封用橡胶密封件制备方法，所得密封件耐热 性能优异，密封性能好。

在申请公布号为CN108976513A、申请公告日为2018.12.11的中 国发明专利中公开了一种用于汽车油封的橡胶密封件制备方法，包括 如下步骤：将腐殖酸、氢氧化钠溶液搅拌，调节体系呈中性，加入纳 米二氧化钛、聚乙二醇400搅拌，加入羧甲基纤维素钠、环氧氯丙烷 搅拌，过滤，洗涤，干燥得到预制料；将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、环 氧大豆油、乙酰柠檬酸三丁酯、对苯二甲酸二辛酯混炼，降温继续混 炼得到混炼料；向混炼料中加入预制料、重质碳酸钙、纳米云母粉、 硬脂酸、防老剂MBZ、防老剂BLE继续混炼，加入硫磺、一硫化四甲基秋兰姆、氧二乙烯基苯并噻唑次磺酰胺、氧化镁继续混炼，硫化 得到用于汽车油封的橡胶密封件。本发明所得密封件的密封效果好， 拉伸强度和断裂伸长率高。

现有的橡胶密封件大多采用氟橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶或丁苯 橡胶等制成，但是传统的橡胶密封件的耐温性能和硬度仍然有待提 高，已不能满足实际需要。

基于此，本发明设计了具体为一种耐高温耐油型橡胶密封件及其 制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温耐油型橡胶密封件及其制备 方法，以解决上述背景技术中提出的传统橡胶密封件的耐温性能和硬 度仍然有待提高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐高温耐油型 橡胶密封件，所述橡胶密封件包括如下重量组分的原料：氢化丁腈橡 胶50-70份、氟橡胶25-50份、白炭黑30-50份、氧化锌4-10份、硫 磺1-3份、硬脂酸1-2份、防老剂RD0.5-1份、钛白粉4-6份、促进剂1-4份、软化剂2-4份、三乙醇胺1-3份、硅烷偶联剂2-4份。

优选的，所述氟橡胶为26型氟橡胶、246型氟橡胶和全氟醚橡 胶其中的一种。

优选的，所述软化剂为松香油或妥尔油。

优选的，所述促进剂为2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、 四甲基二硫化秋兰姆和二硫化四乙基秋兰姆其中的至少一种。

优选的，所述硅烷偶联剂为三甲基乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅 烷、乙烯基乙氧硅烷、四丁氧基硅烷、六甲基乙基硅氮烷、六甲基二 硅氮烷其中的一种。

本发明还提供了一种耐高温耐油型橡胶密封件的制备方法，包括 如下步骤：

步骤一：将白炭黑、软化剂、三乙醇胺和硅烷偶联剂混合，在氮 气保护下搅拌均匀，得到改性白炭黑；

步骤二：将氢化丁腈橡胶和氟橡胶放入混炼设备中混合均匀，再 依次将改性白炭黑、氧化锌、硫磺、硬脂酸、防老剂、钛白粉和促进 剂加入混炼设备并混合均匀，其中改性白炭黑分成若干份、多次加入， 在60-80℃下混合均匀后，经挤出预成型；

步骤三：将预成型的混冻胶放在平板硫化机上做硫化处理；

步骤四：将橡胶密封件放置在冷冻修边机中去除飞边。

优选的，所述步骤三中硫化处理的硫化温度为160-180℃，硫化 时间为10-15分钟；二次硫化温度为200-250℃，硫化时间为8-24h。

优选的，所述步骤四冷冻修边机工作时滚筒的转速为40-70rpm， 温度为-140℃～-150℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过氢化丁腈橡 胶和氟橡胶的原料的选取，它们的表面均具有极性基团，依次可以达 到耐非极性油的效果，由于氟橡胶中的C-F的键能大，氢化丁腈橡胶 中不稳定的双键被-H取代，使其趋于饱和，进而让该橡胶密封件的 耐高温性能较强；将硅烷偶联剂作为表面活性剂加入至白炭黑中，使 硅烷偶联剂与白炭黑表面的活性羟基缩合成硅氧烷键，减少白炭黑表 面的羟基；通过改性白炭黑的加入，其表面积大，使得橡胶的羟基之 间易产生氢键缔合，提高橡胶颗粒之间的凝聚力，同时在加入白炭黑 时，分批少量加入，使得白炭黑能够均匀的分散在橡胶粒子中，提高 了橡胶的交联密度；在生产过程中橡胶密封件在硫化后经过冷却修 边，使得橡胶密封件在去飞边的时候得到冷却，让橡胶密封件的硬度 变大，本发明生制得的橡胶密封件具备优异耐高温和耐非极性油性 能，硬度大，加入防老剂，防老剂表面具有抗氧官能团，延长了该橡 胶密封的使用寿命。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部 分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发 明保护的范围。

实施例1：

一种耐高温耐油型橡胶密封件，橡胶密封件包括如下重量组分的 原料：氢化丁腈橡胶53份、26型氟橡胶25份、白炭黑32份、氧化 锌6份、硫磺2份、硬脂酸1份、防老剂RD00.6份、钛白粉5份、 2-硫醇基苯并噻唑2份、松香油3份、三乙醇胺2份、三甲基乙氧基 硅烷3份。

该耐高温耐油型橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将32份白炭黑、3份松香油、2份三乙醇胺和3份三甲 基乙氧基硅烷混合，在氮气保护下搅拌均匀，得到改性白炭黑；

步骤二：将53份氢化丁腈橡胶和25份26型氟橡胶放入混炼设 备中混合均匀，再依次将改性白炭黑、6份氧化锌、2份硫磺、1份 硬脂酸、0.6份防老剂RD、5份钛白粉、2份2-硫醇基苯并噻唑加入 混炼设备并混合均匀，其中改性白炭黑分成三份、三次加入，在70℃ 下混合均匀后，经挤出预成型；

步骤三：将预成型的混冻胶放在平板硫化机上做硫化处理，硫化 温度为160℃，硫化时间为15分钟，二次硫化温度为200℃，硫化时 间为22h；

步骤四：将橡胶密封件放置在冷冻修边机中去除飞边，其中，滚 筒的转速为52rpm，温度为-140℃，得到橡胶密封件1。

实施例2：

一种耐高温耐油型橡胶密封件，橡胶密封件包括如下重量组分的 原料：氢化丁腈橡胶62份、246型氟橡胶45份、白炭黑42份、氧 化锌8份、硫磺1份、硬脂酸1份、防老剂RD1份、钛白粉5份、 二硫化二苯并噻唑2份、妥尔油2份、三乙醇胺1份、甲基三甲氧基 硅烷4份。

该耐高温耐油型橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将42份白炭黑、2份妥尔油、1份三乙醇胺和4份甲基 三甲氧基硅烷混合，在氮气保护下搅拌均匀，得到改性白炭黑；

步骤二：将62份氢化丁腈橡胶和45份246型氟橡胶放入混炼设 备中混合均匀，再依次将改性白炭黑、8份氧化锌、1份硫磺、1份 硬脂酸、1份防老剂RD、5份钛白粉、2份二硫化二苯并噻唑加入混 炼设备并混合均匀，其中改性白炭黑分成五份、五次加入，在65℃ 下混合均匀后，经挤出预成型；

步骤三：将预成型的混冻胶放在平板硫化机上做硫化处理，硫化 温度为175℃，硫化时间为12分钟，二次硫化温度为240℃，硫化时 间为10h；

步骤四：将橡胶密封件放置在冷冻修边机中去除飞边，其中，滚 筒的转速为60rpm，温度为-150℃，得到橡胶密封件2。

实施例3：

一种耐高温耐油型橡胶密封件，橡胶密封件包括如下重量组分的 原料：氢化丁腈橡胶55份、全氟醚橡胶38份、白炭黑45份、氧化 锌9份、硫磺3份、硬脂酸2份、防老剂RD0.8份、钛白粉4份、四 甲基二硫化秋兰姆4份、松香油3份、三乙醇胺1份、乙烯基乙氧硅 烷2份。

该耐高温耐油型橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将45份白炭黑、3份松香油、1份三乙醇胺和2份乙烯 基乙氧硅烷混合，在氮气保护下搅拌均匀，得到改性白炭黑；

步骤二：将55份氢化丁腈橡胶和38份全氟醚橡胶放入混炼设备 中混合均匀，再依次将改性白炭黑、9份氧化锌、3份硫磺、2份硬 脂酸、0.8份防老剂RD、4份钛白粉、4份四甲基二硫化秋兰姆加入 混炼设备并混合均匀，其中改性白炭黑分成三份、三次加入，在75℃ 下混合均匀后，经挤出预成型；

步骤三：将预成型的混冻胶放在平板硫化机上做硫化处理，硫化 温度为162℃，硫化时间为14分钟，二次硫化温度为210℃，硫化时 间为20h；

步骤四：将橡胶密封件放置在冷冻修边机中去除飞边，其中，滚 筒的转速为45rpm，温度为-148℃，得到橡胶密封件3。

实施例4：

一种耐高温耐油型橡胶密封件，橡胶密封件包括如下重量组分的 原料：氢化丁腈橡胶55份、26型氟橡胶36份、白炭黑48份、氧化 锌6份、硫磺3份、硬脂酸1份、防老剂RD0.6份、钛白粉5份、二 硫化四乙基秋兰姆3份、妥尔油3份、三乙醇胺2份、四丁氧基硅烷 3份。

该耐高温耐油型橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将48份白炭黑、3份妥尔油、2份三乙醇胺和3份四丁 氧基硅烷混合，在氮气保护下搅拌均匀，得到改性白炭黑；

步骤二：将55份氢化丁腈橡胶和36份26型氟橡胶放入混炼设 备中混合均匀，再依次将改性白炭黑、6份氧化锌、3份硫磺、1份 硬脂酸、0.6份防老剂RD、5份钛白粉、3份二硫化四乙基秋兰姆加 入混炼设备并混合均匀，其中改性白炭黑分成七份、七次加入，在 78℃下混合均匀后，经挤出预成型；

步骤三：将预成型的混冻胶放在平板硫化机上做硫化处理，硫化 温度为155℃，硫化时间为13分钟，二次硫化温度为215℃，硫化时 间为16h；

步骤四：将橡胶密封件放置在冷冻修边机中去除飞边，其中，滚 筒的转速为40rpm，温度为-150℃，得到橡胶密封件4。

实施例5：

一种耐高温耐油型橡胶密封件，橡胶密封件包括如下重量组分的 原料：氢化丁腈橡胶68份、246型氟橡胶45份、白炭黑36份、氧 化锌8份、硫磺1份、硬脂酸2份、防老剂RD0.9份、钛白粉5份、 二硫化二苯并噻唑3份、松香油4份、三乙醇胺2份、六甲基乙基硅 氮烷4份。

该耐高温耐油型橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将36份白炭黑、4份松香油、2份三乙醇胺和4份六甲 基乙基硅氮烷混合，在氮气保护下搅拌均匀，得到改性白炭黑；

步骤二：将68份氢化丁腈橡胶和45份246型氟橡胶放入混炼设 备中混合均匀，再依次将改性白炭黑、8份氧化锌、1份硫磺、2份 硬脂酸、0.9份防老剂RD、5份钛白粉、3份二硫化二苯并噻唑加入 混炼设备并混合均匀，其中改性白炭黑分成六份、六次加入，在65℃ 下混合均匀后，经挤出预成型；

步骤三：将预成型的混冻胶放在平板硫化机上做硫化处理，硫化 温度为165℃，硫化时间为12分钟，二次硫化温度为230℃，硫化时 间为15h；

步骤四：将橡胶密封件放置在冷冻修边机中去除飞边，其中，滚 筒的转速为60rpm，温度为-147℃，，得到橡胶密封件5。

性能测试：

实验：将实施例1-5制得的橡胶密封件放置在通一种汽油中，在 80℃的条件下放置7天后，对其硬度、体积、质量记性检测，得到表1。

表1 为实施例1-5橡胶密封件实验后的硬度、体积和质量的变化情况

由上表可知，实施例1-5制得的橡胶密封件在高温的油性条件下， 硬度、体积和质量变化较小，表明本发明制得的橡胶密封件在经过高 温和油性测试后能够保持初始优异的性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体 示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材 料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书 中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而 且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个 实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实 施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实 施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说 明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和 实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发 明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种耐高温耐油型橡胶密封件，其特征在于，包括如下重量组分的原料：氢化丁腈橡胶50-70份、氟橡胶25-50份、白炭黑30-50份、氧化锌4-10份、硫磺1-3份、硬脂酸1-2份、防老剂RD0.5-1份、钛白粉4-6份、促进剂1-4份、软化剂2-4份、三乙醇胺1-3份、硅烷偶联剂2-4份。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐油型橡胶密封件，其特征在于：所述氟橡胶为26型氟橡胶、246型氟橡胶和全氟醚橡胶其中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温耐油型橡胶密封件，其特征在于：所述软化剂为松香油或妥尔油。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温耐油型橡胶密封件，其特征在于：所述促进剂为2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、四甲基二硫化秋兰姆和二硫化四乙基秋兰姆其中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温耐油型橡胶密封件，其特征在于：所述硅烷偶联剂为三甲基乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基乙氧硅烷、四丁氧基硅烷、六甲基乙基硅氮烷、六甲基二硅氮烷其中的一种。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的一种耐高温耐油型橡胶密封件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将白炭黑、软化剂、三乙醇胺和硅烷偶联剂混合，在氮气保护下搅拌均匀，得到改性白炭黑；

步骤二：将氢化丁腈橡胶和氟橡胶放入混炼设备中混合均匀，再依次将改性白炭黑、氧化锌、硫磺、硬脂酸、防老剂、钛白粉和促进剂加入混炼设备并混合均匀，其中改性白炭黑分成若干份、多次加入，在60-80℃下混合均匀后，经挤出预成型；

步骤三：将预成型的混冻胶放在平板硫化机上做硫化处理；

步骤四：将橡胶密封件放置在冷冻修边机中去除飞边。

7.根据权利要求6所述的一种耐高温耐油型橡胶密封件的制备方法，其特征在于：所述步骤三中硫化处理的硫化温度为160-180℃，硫化时间为10-15分钟；二次硫化温度为200-250℃，硫化时间为8-24h。

8.根据权利要求6所述的一种耐高温耐油型橡胶密封件的制备方法，其特征在于：所述步骤四冷冻修边机工作时滚筒的转速为40-70rpm，温度为-140℃～-150℃。