CN112375306A - 一种密封胶条用橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种密封胶条用橡胶材料，属于密封胶条技术领域。本发明提供了一种密封胶条用橡胶材料，包括以下重量份数的组分：充油三元乙丙橡胶140～200份、氧化锌1～10份、硬脂酸1～5份、防老剂1～5份、防护蜡1～5份、活性剂2～10份、补强填充剂60～200份、石蜡油40～100份和硫化剂2～5份。本发明使用了充油三元乙丙橡胶，在添加少量操作油的情况下高填充，并且加工性好，兼顾了操作油的用量以及密封胶条用橡胶材料的硬度。

Description

一种密封胶条用橡胶材料
技术领域
本发明涉及密封胶条技术领域，尤其涉及一种密封胶条用橡胶材料。
背景技术
三元乙丙橡胶具有优越的耐候、耐热和耐化学稳定性，广泛用作机械及设备的密封材料，因此，机车门窗、建筑门窗、机械设备密封大多采用三元乙丙橡胶密封条进行密封。密封胶条要求硬度适宜，弹性好、抗压缩变形低、耐热耐臭氧老化性能优异，此外，还要求胶条延展性好，易于贴合安装，封接性能强。目前，三元乙丙橡胶密封胶条的配方中需添加大量的操作油调配硬度，但是加工过程中是很难加入操作油，存在加工性能较差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种密封胶条用橡胶材料。本发明提供的密封胶条用橡胶材料加工性好，在加工过程中加入操作油的量少。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种密封胶条用橡胶材料，包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶140～200份、氧化锌1～10份、硬脂酸1～5份、防老剂1～5份、防护蜡1～5份、活性剂2～10份、补强填充剂60～200份、石蜡油40～100份和硫化剂2～5份。
优选地，所述密封胶条用橡胶材料还包括以下重量份数的组分：促进剂0～2份和交联助剂0～3份。
优选地，所述充油三元乙丙橡胶的充油率为40～100wt％。
优选地，所述密封胶条用橡胶材料中乙叉降冰片烯(ENB)的质量含量为4％以上。
优选地，所述硫化剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯或硫磺。
优选地，所述防护蜡为精炼石蜡和微晶蜡的混合物。
优选地，所述密封胶条用橡胶材料包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶5469C 200份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 1.5份、防护蜡Okerin 1900 2份、活性剂PEG-4000 3份、N550炭黑60份、N774炭黑50份、陶土20份、石蜡油60份、硫磺1份、促进剂TMTD 1份和促进剂M 0.5份。
优选地，所述密封胶条用橡胶材料包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶3072EM 70份、充油三元乙丙橡胶5469C 100份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂RD 1.5份、防老剂6PPD 1.5份、防护蜡Okerin1900 1份、活性剂PEG-4000 2份、N550炭黑50份、N774炭黑20份、陶土30份、石蜡油60份、硫磺1份、促进剂TMTD 1.2份、促进剂M 0.5份和硫化剂BIBP 1份。
优选地，所述密封胶条用橡胶材料包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶3072EM 140份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 2份、防老剂RD 1份、防护蜡Okerin 19003份、活性剂PEG-4000 5份、N550炭黑60份、N774炭黑20份、轻质碳酸钙30份、石蜡油80份、硫磺0.5份、硫化剂BIBP 2.5份、促进剂TMTD 1.5份和交联助剂TAIC 1.5份。
优选地，所述密封胶条用橡胶材料包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶3072EM 100份、EPDM5469C 60份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 2份、防老剂RD 1.5份、防护蜡Okerin 1900 2份、活性剂PEG-4000 5份、N550炭黑50份、N774炭黑40份、陶土20份、石蜡油65份、硫磺0.3份、过氧化物BIBP 2.5份、促进剂TMTD 1份和交联助剂TAIC 1份。
本发明提供了一种密封胶条用橡胶材料，包括以下重量份数的组分：充油三元乙丙橡胶140～200份、氧化锌1～10份、硬脂酸1～5份、防老剂1～5份、防护蜡1～5份、活性剂2～10份、补强填充剂60～200份、石蜡油40～100份和硫化剂2～5份。本发明使用了充油三元乙丙橡胶，在添加少量操作油的情况下高填充，并且加工性好，兼顾了操作油的用量以及密封胶条用橡胶材料的硬度。
进一步地，本发明的硫化体系为过氧化物硫化体系，采用无异味过氧化物1,4-双叔丁基过氧异丙基苯(BIBP)硫化，对环境友好，能够形成交联网络，稳定性好，使得到的想煎熬材料具有优越的耐热性能和较低的压缩永久变形，能够满足对要求长期苛刻条件使用的密封胶条(如寿命10年以上)的要求，避免了现有技术中采用硫化体系制造的密封胶条存在较难满足使用寿命较长的密封要求的问题，且避免了过氧化物过氧化二异丙苯(DCP)硫化存在的产品气味难闻的问题；同时，本发明使用的硫化体系能够缩短胶料硫化时间，不污染金属，BIBP硫化体系温度系数比硫磺硫化体系高，温度每提高10℃，硫化速度约提高两倍，且焦烧性能也提高两倍。
进一步地，本发明的防护蜡是精炼石蜡和微晶蜡混合物，这样的防护蜡防护范围广，防老性能好。
具体实施方式
本发明提供了一种密封胶条用橡胶材料，包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶(EPDM)140～200份、氧化锌1～10份、硬脂酸1～5份、防老剂1～5份、防护蜡1～5份、活性剂2～10份、补强填充剂60～200份、石蜡油40～100份和硫化剂2～5份。
在本发明中，若无特殊说明，本发明使用的原料均为本领域的常规市售商品。
在本发明中，所述密封胶条用橡胶材料优选还包括以下重量份数的组分：促进剂0～2份和交联助剂0～3份。
在本发明中，所述促进剂优选为2-巯基苯并噻唑(M)、二硫化秋姆(TMTD)和二硫化二苯并噻唑(DM)中的一种或多种。
在本发明中，所述充油三元乙丙橡胶的充油率优选为40～100wt％，更优选为40～75wt％。
在本发明中，所述密封胶条用橡胶材料中乙叉降冰片烯(ENB)的质量含量优选为4％以上。在本发明中，所述充油三元乙丙橡胶优选为中石化三井的EPDM 3072EM(充油40wt％)、朗盛EPDM5467C(充油75wt％)、朗盛EPDM5469C(充油100wt％)，充油的三元乙丙橡胶在高填充时便于加工混炼，充油三元乙丙橡胶具有优越的耐氧化、耐氧化、耐热、耐水蒸气、抗臭氧和抗侵蚀能力和极好的硫化特性，充油三元乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用，在所有橡胶当中，具有最低的比重，能够吸收大量的填料和油而不影响特性，具有良好的弹性可以应用于制作各种密封件。
在本发明中，所述硫化剂优选为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯或硫磺，所述密封胶条用橡胶材料中硫磺的质量份数优选为1份以下，更优选为0.5份以下。在本发明中，所述硫磺优选为普通硫磺、不溶性硫磺或充油硫磺，在过氧化物硫化体系中添加微量硫磺，可提高胶料的物理机械性能。
在本发明中，所述防护蜡优选为精炼石蜡和微晶蜡的混合物，所述防护蜡在硫化后，能够在橡胶制品表面形成物理保护膜，能有效防止臭氧老化龟裂，使迁移速度中等，可形成长期防护作用。在本发明中，所述防护蜡优选为Okerin 1900或LSB 20。本发明对所述精炼石蜡和微晶蜡的用量没有特殊的限定。
在本发明中，所述补强填充剂优选包括炭黑、陶土和轻质碳钙中的二种或三种，所述炭黑优选为快压炭黑和/或半补强炭黑。在本发明中，所述补强填充剂在制备密封胶条用橡胶材料时易于混炼加工，并且硫化胶的弹性好、生热低、动态性能良好。本发明对所述炭黑、陶土和轻质碳钙的用量没有特殊的限定。
在本发明中，所述活性剂优选为PEG-4000，能够中和陶土、碳酸钙和炭黑的酸性，提高硫化速度。
在本发明中，所述石蜡油优选为橡胶工业用油，更优选为牌号KP380#、2280#的橡胶工业用油。
在本发明中，所述交联助剂优选为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)，所述TAIC对EPDM有助硫化作用，能显著缩短硫化时间，提高胶料物理机械性能。
在本发明中，所述防老剂优选为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物(RD)和N-(1,3-二甲基丁基)N-苯基对苯二胺(6PPD)的混合物，所述防老剂与防护蜡共同构成防护体系，采用6PPD+防护蜡，具有优良的抗氧化、抗臭氧、抗曲挠作用，对天候老化也有较好的防护作用，对于需要长时间使用的橡胶密封件具有保护作用。本发明对所述2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物和N-(1,3-二甲基丁基)N-苯基对苯二胺的用量没有特殊的限定。
在本发明中，所述密封胶条用橡胶材料优选包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶5469C 200份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 1.5份、防护蜡Okerin 1900 2份、活性剂PEG-4000 3份、N550炭黑60份、N774炭黑50份、陶土20份、石蜡油60份、硫磺1份、促进剂TMTD 1份和促进剂M 0.5份。
或
充油三元乙丙橡胶3072EM 70份、充油三元乙丙橡胶5469C 100份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂RD 1.5份、防老剂6PPD 1.5份、防护蜡Okerin1900 1份、活性剂PEG-4000 2份、N550炭黑50份、N774炭黑20份、陶土30份、石蜡油60份、硫磺1份、促进剂TMTD 1.2份、促进剂M 0.5份和硫化剂BIBP 1份。
或
充油三元乙丙橡胶3072EM 140份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 2份、防老剂RD 1份、防护蜡Okerin 1900 3份、活性剂PEG-4000 5份、N550炭黑60份、N774炭黑20份、轻质碳酸钙30份、石蜡油80份、硫磺0.5份、硫化剂BIBP 2.5份、促进剂TMTD 1.5份和交联助剂TAIC 1.5份。
或
充油三元乙丙橡胶3072EM 100份、EPDM5469C 60份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 2份、防老剂RD 1.5份、防护蜡Okerin 1900 2份、活性剂PEG-4000 5份、N550炭黑50份、N774炭黑40份、陶土20份、石蜡油65份、硫磺0.3份、过氧化物BIBP 2.5份、促进剂TMTD 1份和交联助剂TAIC 1份。
本发明还提供了上述技术方案所述密封胶条用橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
将充油三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、防护蜡、活性剂、补强填充剂和石蜡油混合进行第一混炼，得到母胶；
将所述母胶和硫化剂混合进行第二混炼，得到所述密封胶条用橡胶材料。
在本发明中，当所述密封胶条用橡胶材料的原料中含有促进剂时，所述促进剂优选在第二混炼时加入。
在本发明中，所述第一混炼和第二混炼优选在密炼机中进行。本发明对所述第一混炼和第二混炼的具体参数没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。在本发明的具体实施例中，优选为：
步骤1，母胶混炼：设置密炼机转速为50rpm，在密炼机中加入充油三元乙丙橡胶，混炼20s后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、防护蜡、活性剂、补强填充剂和石蜡油，混炼至210s，提栓，然后压栓至240s后排料即得母胶，排胶温度在150℃以下；
步骤2，终炼胶混炼：设置密炼机转速为30rpm，在密炼机中加入母胶，混炼30s后加入硫化剂和促进剂，混炼70s，提栓，然后压栓至120s后排料即得终炼胶，即所述密封胶条用橡胶材料，排胶温度控制在105℃以下。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的密封胶条用橡胶材料进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
本实施例一种密封胶条用橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：
EPDM5469C 200份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 1.5份、防护蜡Okerin1900 2份、活性剂PEG-4000 3份、N550炭黑60份、N774炭黑40份、陶土20份、石蜡油60份、硫磺1份、促进剂TMTD 1份、促进剂M 0.5份。
制备方法采用GK250密炼机二段混炼法，包括如下步骤：
步骤1，母胶混炼：设置密炼机转速为50rpm，在密炼机中加入充油三元乙丙橡胶，混炼20s后加入氧化锌、硬脂酸、防护蜡Okerin 1900、防老剂6PPD、活性剂PEG-4000和陶土，混炼至50s后加入N550炭黑和N774炭黑，混炼至180s后加石蜡油，混炼至210s，提栓，然后压栓至240s后排料即得母胶，排胶温度在150℃；
步骤2，终炼胶混炼：设置密炼机转速为30rpm，在密炼机中加入母胶，混炼30s后加入硫磺和促进剂TMTD和促进剂M，混炼70s，提栓，然后压栓至120s后排料即得终炼胶，排胶温度控制在105℃。
实施例2
本实施例一种密封胶条用橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：
EPDM3072EM 70份、EPDM5469C 100份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂RD 1.5份、防老剂6PPD 1.5份、防护蜡Okerin 1900 1份、活性剂PEG-4000 2份、N550炭黑50份、N774炭黑20份、陶土30份、石蜡油60份、硫磺1份、促进剂TMTD 1.2份、促进剂M 0.5份和硫化剂BIBP 1份。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例一种密封胶条用橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：
EPDM3072EM 140份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 2份、防老剂RD 1份、防护蜡Okerin 1900 3份、活性剂PEG-4000 5份、N550炭黑60份、N774炭黑20份、轻质碳酸钙30份、石蜡油80份、硫磺0.5份、硫化剂BIBP 2.5份、促进剂TMTD 1.5份和交联助剂TAIC 1.5份。
制备方法与实施例1相同，区别仅在于，硫化温度为165℃，用时10min。
实施例4
本实施例一种密封胶条用橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：
EPDM3072EM 100份、EPDM5469C 60份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 2份、防老剂RD 1.5份、防护蜡Okerin 1900 2份、活性剂PEG-4000 5份、N550炭黑50份、N774炭黑40份、陶土20份、石蜡油65份、硫磺0.3份、过氧化物BIBP 2.5份、促进剂TMTD 1份和交联助剂TAIC 1份。
制备方法与实施例1相同，区别仅在于，硫化温度为185℃，用时3min。
对比例
原料用量如表1所示，制备方法与实施例1相同。
对上述实施例1～4制得的密封胶条用橡胶材料以及对比例得到的橡胶材料进行测试，结果如表1所示。从表1可以看到，实施例1～4得到的橡胶材料耐老化性能和耐压缩永久变形均优于对比例。
表1实施例1～4以及对比例得到的橡胶材料的测试结果
Figure BDA0002804422500000081
Figure BDA0002804422500000091
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种密封胶条用橡胶材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶140～200份、氧化锌1～10份、硬脂酸1～5份、防老剂1～5份、防护蜡1～5份、活性剂2～10份、补强填充剂60～200份、石蜡油40～100份和硫化剂2～5份。
2.根据权利要求1所述的密封胶条用橡胶材料，其特征在于，所述密封胶条用橡胶材料还包括以下重量份数的组分：促进剂0～2份和交联助剂0～3份。
3.根据权利要求1或2所述的密封胶条用橡胶材料，其特征在于，所述充油三元乙丙橡胶的充油率为40～100wt％。
4.根据权利要求1所述的密封胶条用橡胶材料，其特征在于，所述密封胶条用橡胶材料中乙叉降冰片烯的质量含量为4％以上。
5.根据权利要求1所述的密封胶条用橡胶材料，其特征在于，所述硫化剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯或硫磺。
6.根据权利要求1所述的密封胶条用橡胶材料，其特征在于，所述防护蜡为精炼石蜡和微晶蜡的混合物。
7.根据权利要求1～6任一项所述的密封胶条用橡胶材料，其特征在于，所述密封胶条用橡胶材料包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶5469C 200份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 1.5份、防护蜡Okerin 1900 2份、活性剂PEG-4000 3份、N550炭黑60份、N774炭黑50份、陶土20份、石蜡油60份、硫磺1份、促进剂TMTD 1份和促进剂M 0.5份。
8.根据权利要求1～6任一项所述的密封胶条用橡胶材料，其特征在于，所述密封胶条用橡胶材料包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶3072EM 70份、充油三元乙丙橡胶5469C 100份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂RD 1.5份、防老剂6PPD 1.5份、防护蜡Okerin 1900 1份、活性剂PEG-4000 2份、N550炭黑50份、N774炭黑20份、陶土30份、石蜡油60份、硫磺1份、促进剂TMTD 1.2份、促进剂M 0.5份和硫化剂BIBP 1份。
9.根据权利要求1～6任一项所述的密封胶条用橡胶材料，其特征在于，所述密封胶条用橡胶材料包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶3072EM 140份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 2份、防老剂RD1份、防护蜡Okerin 1900 3份、活性剂PEG-4000 5份、N550炭黑60份、N774炭黑20份、轻质碳酸钙30份、石蜡油80份、硫磺0.5份、硫化剂BIBP 2.5份、促进剂TMTD 1.5份和交联助剂TAIC1.5份。
10.根据权利要求1～6任一项所述的密封胶条用橡胶材料，其特征在于，所述密封胶条用橡胶材料包括以下重量份数的组分：
充油三元乙丙橡胶3072EM 100份、EPDM5469C 60份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂6PPD 2份、防老剂RD 1.5份、防护蜡Okerin 1900 2份、活性剂PEG-4000 5份、N550炭黑50份、N774炭黑40份、陶土20份、石蜡油65份、硫磺0.3份、过氧化物BIBP 2.5份、促进剂TMTD 1份和交联助剂TAIC 1份。
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