CN111944219A - 一种发动机用油封hnbr橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机用油封HNBR橡胶及其制备方法，涉及汽车发动机油封制备技术领域，按重量份数计，包括以下组分：氢化丁腈橡胶100份、炭黑43～47份、硅石灰32～40份、硬脂酸0.3～0.5份、氧化锌1.8～2.0份、增塑剂2.3～2.5份、润滑防粘剂1.8～2.0份、抗氧化剂1.3～1.5份、交联剂1.2～1.5份、有机过氧化物硫化剂5.2～13份。本发明提出了一种发动机用油封HNBR橡胶，制备方法简单，通过对补强填充剂和过氧化二异丙苯载体的优化选择，提高橡胶分散性，减少模具表面的无机沉积，改善现有橡胶模具易结垢的缺陷，生产汽车发动机油封产品时模具模脏问题大大减少，从而提高了模具的使用寿命和生产效率，同时制得的油封橡胶耐油性提高，油封的使用寿命更长。

Description

一种发动机用油封HNBR橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机油封制备技术领域，尤其涉及一种发动机用油封HNBR橡胶及其制备方法。
背景技术
油封是机械基础零部件中的关键零件，在机械装置中起到防止润滑介质泄漏的作用，保证机械装置的正常运转。油封的应用领域十分广泛，凡是有转动轴或齿轮的地方，都不能缺少油封，具体应用遍布汽车、船舶、航空航天、机床设备等各行各业。油封产品按应用于汽车部位进行分类，主要为发动机用油封、变速箱用油封、转向器油封及减震器油封、其他油封等。
橡胶加工工业中，橡胶模具结垢问题是一个常见的现象。硫化过程中模具壁面上形成一层沉积物，并在随后的生产循环中逐渐积累。结垢的机理：结垢最初是由附着在模具上的无机沉积物引起的，并形成一个灰色的沉积层；作为温度的函数，混合物中低分子量的成份附着在沉积物的微晶体上，并引起第二阶段的沉积(有机沉积)。在一定时间内形成氧化产物，并引起碳的沉积。
目前有机过氧化物硫化剂常用的有过氧化二异丙苯(dicumyl peroxide)，又称硫化剂DCP，分子式：C18H22O2。其一般是以二氧化硅或碳酸钙为分散载体、DCP含量为40％，以二氧化硅或碳酸钙、高岭土等作为载体。过氧化二异丙苯的化学结构式如下：
Figure BDA0002650684410000011
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种发动机用油封HNBR橡胶及其制备方法，通过对补强填充剂和过氧化二异丙苯载体的优化选择，提高橡胶分散性，改善现有橡胶模具易结垢的缺陷。
本发明提出的一种发动机用油封HNBR橡胶，按重量份数计，包括以下组分：氢化丁腈橡胶100份、炭黑43～47份、硅石灰32～40份、硬脂酸0.3～0.5份、氧化锌1.8～2.0份、增塑剂2.3～2.5份、润滑防粘剂1.8～2.0份、抗氧化剂1.3～1.5份、交联剂1.2～1.5份、有机过氧化物硫化剂5.2～13份。
优选地，炭黑为N550炭黑。
优选地，所述硅石灰为氨基硅烷(AST)改性硅石灰。
优选地，所述有机过氧化物硫化剂为DCP含量40％、活性氧2.4％、以二氧化硅和碳酸钙为分散载体的过氧化二异丙苯，DCP含量40％、活性氧2.4％、以高岭土为分散载体的过氧化二异丙苯，DCP含量100％、活性氧5.9％的过氧化二异丙苯中的一种或多种。
优选地，所述增塑剂为Edenol T810T。
优选地，所述润滑防粘剂是芥酸酰胺。
优选地，所述抗氧化剂为Polystay 29P。
优选地，所述交联剂为交联剂TAIC。
本发明还提出了上述发动机用油封HNBR橡胶，包括以下步骤：
S1、混炼：将氢化丁腈生胶加入密炼机中，混炼；再加入炭黑、硅石灰、硬脂酸、氧化锌、增塑剂、润滑防粘剂、抗氧化剂、交联剂，混炼，抬上顶栓，继续混炼；最后加入有机过氧化物硫化剂，混炼，抬上顶栓，继续混炼，排胶，得混炼胶Ⅰ；
S2、翻炼：将混炼胶Ⅰ在开炼机上进行翻炼，过隔离剂池，鼓风冷却线冷却，得到混炼胶Ⅱ；
S3、静置挤出：将混炼胶Ⅱ置于空气中冷却，然后将其在挤出机进行挤出，得到挤出胶条；
S4、静置：将挤出胶条置于空气中冷却，即得。
优选地，包括以下步骤：
S1、混炼：将氢化丁腈生胶加入密炼机中，混炼35±2s，转子转速为24±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2；再加入炭黑、硅石灰、硬脂酸、氧化锌、增塑剂、润滑防粘剂、抗氧化剂、交联剂，混炼55±2s，抬上顶栓，继续混炼45±2s；转子转速改为19±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2，加入有机过氧化物硫化剂，混炼35±2s，抬上顶栓，继续混炼35±2s，混炼温度在90～120℃，排胶，得混炼胶Ⅰ；
S2、翻炼：将混炼胶Ⅰ在开炼机上进行自动翻炼，翻炼时间为120±2s，开炼机辊温设定值为15℃，开炼机辊距为2±0.2mm；过隔离剂池，鼓风冷却线冷却，得到混炼胶Ⅱ；
S3、静置挤出：将混炼胶Ⅱ置于空气中冷却12小时，然后在挤出机进行挤出，挤出机机头温度设定为56℃，机头压力8.6，机头螺杆速度6.5，得到挤出胶条；
S4、静置：将挤出得到的挤出胶条置于空气中冷却12小时，即得。
有益效果：本发明提出了一种发动机用油封HNBR橡胶，制备方法简单，通过对补强填充剂和过氧化二异丙苯载体的优化选择，提高橡胶分散性，减少模具表面的无机沉积，改善现有橡胶模具易结垢的缺陷，生产汽车发动机油封产品时模具模脏问题大大减少，从而提高了模具的使用寿命和生产效率，同时制得的油封橡胶耐油性提高，油封的使用寿命更长。
附图说明
图1为实施例4中的胶料在硫化生产油封产品48h后的模具内腔的照片；
图2为对比例中的胶料在硫化生产油封产品2h后的模具内腔的照片。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种发动机用油封HNBR橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)混炼：将氢化丁腈生胶100份加入密炼机中，混炼35±2s，转子转速为24±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2；再加入炭黑47份、硅石灰32份、硬脂酸0.3份、氧化锌2.0份、增塑剂2.3份、润滑防粘剂2.0份、抗氧化剂1.3份、交联剂1.5份，混炼55±2s，抬上顶栓，继续混炼45±2s；转子转速改为19±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2，加入有机过氧化物硫化剂(100％含量DCP)5.2份，混炼35±2s，清上顶栓，继续混炼35±2s，混炼温度在90～120℃排胶，得混炼胶Ⅰ。
(2)翻炼：混炼胶Ⅰ在开炼机上进行自动翻炼，翻炼时间为120±2s，开炼机辊温设定值为15℃，开炼机辊距为2±0.2mm。过隔离剂池，鼓风冷却线冷却，得到混炼胶Ⅱ。
(3)静置挤出：将混炼胶Ⅱ置于空气中冷却12小时，将其在挤出机进行挤出，挤出机机头温度设定为56℃，机头压力8.6，机头螺杆速度6.5，得到挤出胶条。
(4)静置：将挤出胶条置于空气中冷却12小时。
实施例2
一种发动机用油封HNBR橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)混炼：将氢化丁腈生胶100份加入密炼机中，混炼35±2s，转子转速为24±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2；再加入炭黑45份、硅石灰34份、硬脂酸0.5份、氧化锌1.8份、增塑剂2.5份、润滑防粘剂1.8份、抗氧化剂1.5份、交联剂1.2份，混炼55±2s，抬上顶栓，继续混炼45±2s；转子转速改为19±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2，加入有机过氧化物硫化剂(100％含量DCP)5.2份，混炼35±2s，清上顶栓，继续混炼35±2s，混炼温度在90～120℃排胶，得混炼胶Ⅰ。
(2)翻炼：混炼胶Ⅰ在开炼机上进行自动翻炼，翻炼时间为120±2s，开炼机辊温设定值为15℃，开炼机辊距为2±0.2mm。过隔离剂池，鼓风冷却线冷却，得到混炼胶Ⅱ。
(3)静置挤出：将混炼胶Ⅱ置于空气中冷却12小时，将其在挤出机进行挤出，挤出机机头温度设定为56℃，机头压力8.6，机头螺杆速度6.5，得到挤出胶条。
(4)静置：将挤出胶条置于空气中冷却12小时。
实施例3
一种发动机用油封HNBR橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)混炼：将氢化丁腈生胶100份加入密炼机中，混炼35±2s，转子转速为24±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2；再加入炭黑43份、硅石灰36份、硬脂酸0.5份、氧化锌1.8份、增塑剂2.5份、润滑防粘剂1.8份、抗氧化剂1.5份、交联剂1.2份，混炼55±2s，抬上顶栓，继续混炼45±2s；转子转速改为19±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2，加入有机过氧化物硫化剂(100％含量DCP)5.2份，混炼35±2s，清上顶栓，继续混炼35±2s，混炼温度在90～120℃排胶，得混炼胶Ⅰ。
(2)翻炼：混炼胶Ⅰ在开炼机上进行自动翻炼，翻炼时间为120±2s，开炼机辊温设定值为15℃，开炼机辊距为2±0.2mm。过隔离剂池，鼓风冷却线冷却，得到混炼胶Ⅱ。
(3)静置挤出：将混炼胶Ⅱ置于空气中冷却12小时，将其在挤出机进行挤出，挤出机机头温度设定为56℃，机头压力8.6，机头螺杆速度6.5，得到挤出胶条。
(4)静置：将挤出胶条置于空气中冷却12小时。
实施例4
一种发动机用油封HNBR橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)混炼：将氢化丁腈生胶100份加入密炼机中，混炼35±2s，转子转速为24±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2；再加入炭黑47份、硅石灰40份、硬脂酸0.5份、氧化锌1.8份、增塑剂2.5份、润滑防粘剂1.8份、抗氧化剂1.5份、交联剂1.2份，混炼55±2s，抬上顶栓，继续混炼45±2s；转子转速改为19±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2，加入有机过氧化物硫化剂(40％含量DCP，高岭土为载体)13份，混炼35±2s，清上顶栓，继续混炼35±2s，混炼温度在90～120℃排胶，得混炼胶Ⅰ。
(2)翻炼：混炼胶Ⅰ在开炼机上进行自动翻炼，翻炼时间为120±2s，开炼机辊温设定值为15℃，开炼机辊距为2±0.2mm。过隔离剂池，鼓风冷却线冷却，得到混炼胶Ⅱ。
(3)静置挤出：将混炼胶Ⅱ置于空气中冷却12小时，将其在挤出机进行挤出，挤出机机头温度设定为56℃，机头压力8.6，机头螺杆速度6.5，得到挤出胶条。
(5)第二次静置：将挤出胶条置于空气中冷却12小时。
对比例
与实施例4相比，区别仅在于有机过氧化物硫化剂为过氧化二异丙苯DCP，40％含量DCP，二氧化硅为载体；其余均相同。
对实施例1-4和对比例制备得到的HNBR橡胶进行性能检测，结果如表1所示。
表1实施例1-4和对比例的HNBR橡胶性能测试结果
Figure BDA0002650684410000071
由表1可知，与对比例的胶料相比，采用本发明实施例1-4制备的HNBR橡胶，硬度、拉断伸长率、拉伸强度、100％定伸应力接近，且实施例1-4的胶料在硫化生产油封产品时，模脏情况优于对比例。图1为实施例4中的胶料在硫化生产油封产品48h后的模具内腔的照片，图2为对比例中的胶料在硫化生产油封产品2h后的模具内腔的照片，从图中可以看出，实施例4中的模具结垢情况要明显优于对比例。其中，实施例3和4在线清模频次为6个班(一个班8小时)1次，而对比例在线清模频次为2小时1次。
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 (10)

1.一种发动机用油封HNBR橡胶，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：氢化丁腈橡胶100份、炭黑43～47份、硅石灰32～40份、硬脂酸0.3～0.5份、氧化锌1.8～2.0份、增塑剂2.3～2.5份、润滑防粘剂1.8～2.0份、抗氧化剂1.3～1.5份、交联剂1.2～1.5份、有机过氧化物硫化剂5.2～13份。
2.根据权利要求1所述的发动机用油封HNBR橡胶，其特征在于，炭黑为N550炭黑。
3.根据权利要求1所述的发动机用油封HNBR橡胶，其特征在于，所述硅石灰为氨基硅烷(AST)改性硅石灰。
4.根据权利要求1所述的发动机用油封HNBR橡胶，其特征在于，所述有机过氧化物硫化剂为DCP含量40％、活性氧2.4％、以二氧化硅和碳酸钙为分散载体的过氧化二异丙苯，DCP含量40％、活性氧2.4％、以高岭土为分散载体的过氧化二异丙苯，DCP含量100％、活性氧5.9％的过氧化二异丙苯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的发动机用油封HNBR橡胶，其特征在于，所述增塑剂为EdenolT810T。
6.根据权利要求1所述的发动机用油封HNBR橡胶，其特征在于，所述润滑防粘剂是芥酸酰胺。
7.根据权利要求1所述的发动机用油封HNBR橡胶，其特征在于，所述抗氧化剂为Polystay 29P。
8.根据权利要求1所述的发动机用油封HNBR橡胶，其特征在于，所述交联剂为交联剂TAIC。
9.一种基于权利要求1-8任一项所述的发动机用油封HNBR橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、混炼：将氢化丁腈生胶加入密炼机中，混炼；再加入炭黑、硅石灰、硬脂酸、氧化锌、增塑剂、润滑防粘剂、抗氧化剂、交联剂，混炼，抬上顶栓，继续混炼；最后加入有机过氧化物硫化剂，混炼，抬上顶栓，继续混炼，排胶，得混炼胶Ⅰ；
S2、翻炼：将混炼胶在开炼机上进行翻炼，过隔离剂池，鼓风冷却线冷却，得到混炼胶Ⅱ；
S3、静置挤出：将混炼胶Ⅱ置于空气中冷却，然后将其在挤出机进行挤出，得到挤出胶条；
S4、静置：将挤出胶条置于空气中冷却，即得。
10.根据权利要求9所述的发动机用油封HNBR橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、混炼：将氢化丁腈生胶加入密炼机中，混炼35±2s，转子转速为24±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2；再加入炭黑、硅石灰、硬脂酸、氧化锌、增塑剂、润滑防粘剂、抗氧化剂、交联剂，混炼55±2s，抬上顶栓，继续混炼45±2s；转子转速改为19±5r/min，上顶栓压力为100±5kg/cm2，加入有机过氧化物硫化剂，混炼35±2s，抬上顶栓，继续混炼35±2s，混炼温度在90～120℃，排胶，得混炼胶Ⅰ；
S2、翻炼：将混炼胶在开炼机上进行自动翻炼，翻炼时间为120±2s，开炼机辊温设定值为15℃，开炼机辊距为2±0.2mm；过隔离剂池，鼓风冷却线冷却，得到混炼胶Ⅱ；
S3、静置挤出：将混炼胶Ⅱ置于空气中冷却12小时，然后在挤出机进行挤出，挤出机机头温度设定为56℃，机头压力8.6，机头螺杆速度6.5，得到挤出胶条；
S4、静置：将挤出得到的挤出胶条置于空气中冷却12小时，即得。
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