CN112480489A - 一种耐油密封圈橡胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶50‑70重量份，胶种70‑90重量份，硫磺0.5‑2.5重量份，促进剂1.2‑4.2重量份，氧化锌2‑5重量份，硬脂酸1‑3重量份，增塑剂10‑30重量份，通用炭黑20‑40重量份，防老剂2‑6重量份，微晶蜡1‑3重量份，分散剂0.5‑3.5重量份；其中，所述胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶60‑90重量份，顺丁胶10‑40重量份，松焦油3‑8重量份，增粘树脂8‑15重量份，硬脂酸1‑3重量份，通用炭黑15‑35重量份，消泡剂3‑8重量份；所述促进剂包括促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM。该橡胶材料密封性好，强度高，耐油性能优异，且使用寿命长，能够满足长期使用的需要。除此之外，本发明还提供该耐油密封圈橡胶材料的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种耐油密封圈橡胶材料及其制备方法。
背景技术
橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一，它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品，而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。
橡胶是提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。它是高弹性的高分子化合物。分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。合成橡胶在性能上不如天然橡胶全面，但具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温、耐低温等优势性能。现有技术中，传统的合成橡胶及其制品在使用过程中容易受到多重因素的作用而发生老化，导致性能下降，甚至影响使用。
例如，现有的密封圈在用于输油管道密封时，耐油性能较差，在长期使用过程中，还会由于性能老化而出现油或含油废水泄露等现象，危害公共安全。
因此，如何提供一种密封性好，使用寿命长，耐油及耐老化性能优异的耐油密封圈橡胶材料，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种耐油密封圈橡胶材料，该橡胶材料密封性好，强度高，耐油性能优异，且使用寿命长，能够满足长期使用的需要。除此之外，本发明还提供该耐油密封圈橡胶材料的制备方法，该方法同样具有上述技术效果，且工艺简单，适用于工业化生产。
本发明公开了一种耐油密封圈橡胶材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：天然橡胶50-70重量份，胶种70-90重量份，硫磺0.5-2.5重量份，促进剂1.2-4.2重量份，氧化锌2-5重量份，硬脂酸1-3重量份，增塑剂10-30重量份，通用炭黑20-40重量份，防老剂2-6重量份，微晶蜡1-3重量份，分散剂0.5-3.5重量份；其中，所述胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶10-30重量份，顺丁胶10-30重量份，松焦油3-8重量份，增粘树脂8-15重量份，硬脂酸1-3重量份，通用炭黑15-35重量份，消泡剂3-8重量份；所述促进剂包括促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM。
氧化锌的加入，能够在制备过程中起到传热的作用，缩短制备过程的升温时间。同时，金属氧化物的加入还能够提高橡胶材料的耐热性能、耐磨性能、以及拉伸强度等指标。
优选的，包括以下重量份的原料：天然橡胶55-65重量份，胶种75-85重量份，硫磺1-2重量份，促进剂2.2-4.2重量份，氧化锌3-5重量份，硬脂酸1.5-2.5重量份，增塑剂15-25重量份，通用炭黑25-35重量份，防老剂5-6重量份，微晶蜡1.5-2.5重量份，分散剂2.5-3.5重量份；其中，所述胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶15-25重量份，顺丁胶15-25重量份，松焦油4-6重量份，增粘树脂10-13重量份，硬脂酸1-2重量份，通用炭黑20-30重量份，消泡剂4-6重量份。
优选的，包括以下重量份的原料：天然橡胶60重量份，胶种80重量份，硫磺1.5重量份，促进剂3.2重量份，氧化锌4重量份，硬脂酸2重量份，增塑剂20重量份，通用炭黑30重量份，防老剂6重量份，微晶蜡2重量份，分散剂3重量份；其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶20重量份，顺丁胶20重量份，松焦油5重量份，增粘树脂12重量份，硬脂酸1重量份，通用炭黑25重量份，消泡剂5重量份。
优选的，所述促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为(1-1.3):(1-1.2):(0.1-0.3):(1-1.1)。
优选的，所述促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1:1:0.2:1。
优选的，所述防老剂包括防老剂RD和防老剂4020。
防老剂RD和防老剂4020共同作用，能够有效提高橡胶材料的耐老化性和耐热性。
优选的，所述防老剂中，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1:1。
优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，和/或，邻苯二甲酸二辛脂。
除此之外，本发明还提供一种上述耐油密封圈橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；
胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
本发明的有益效果是：
1.本发明提供的耐油密封圈橡胶材料，将促进剂DM、促进剂CZ、促进剂TMTD、以及促进剂DTDM配合使用，可以大大加快橡胶与硫磺之间的反应，提高硫化速度、降低硫化温度、缩短硫化时间、减少硫磺用量，改进橡胶的物理力学性能，提高其抗张强度、定伸强度、耐磨耗性和硬度等；同时，还能有效改善橡胶材料的耐老化性能，延长橡胶材料的使用寿命。
2.本发明提供的耐油密封圈橡胶材料，其硬度较低，为50邵氏硬度，能够发生变形从而与输油管道的内壁完美契合，满足输油管道的密封需求。
3.本发明提供的耐油密封圈橡胶材料，强度高，密封性好，耐油性能优异，能够有效防止油或含油废水泄露，保障使用安全。
4.本发明提供的制备方法，先将通用炭黑和顺丁胶混合，利用通用炭黑增加顺丁胶的硬度，改善其加工性能，再将其与其它原料混合，能够有效提高橡胶材料的各项性能指标。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1
一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶50重量份，胶种70重量份，硫磺0.5重量份，促进剂1.2重量份，氧化锌2重量份，硬脂酸1重量份，邻苯二甲酸二丁酯10重量份，通用炭黑20重量份，防老剂2重量份，微晶蜡1重量份，分散剂0.5重量份；
其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶10重量份，顺丁胶10重量份，松焦油3重量份，增粘树脂8重量份，硬脂酸1重量份，通用炭黑15重量份，消泡剂3重量份；
促进剂包括促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM。
具体的，促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1.3:1:0.1:1.1。
防老剂包括防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1:2。
制备方法具体为：制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
实施例2
一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶70重量份，胶种90重量份，硫磺2.5重量份，促进剂4.2重量份，氧化锌5重量份，硬脂酸3重量份，邻苯二甲酸二辛脂30重量份，通用炭黑40重量份，防老剂6重量份，微晶蜡3重量份，分散剂3.5重量份；
其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶30重量份，顺丁胶30重量份，松焦油8重量份，增粘树脂15重量份，硬脂酸3重量份，通用炭黑35重量份，消泡剂8重量份；
促进剂包括促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM。
具体的，促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1:1.2:0.3:1。
防老剂包括防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为2:1。
制备方法具体为：制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
实施例3
一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶55重量份，胶种75重量份，硫磺1重量份，促进剂2.2重量份，氧化锌3重量份，硬脂酸1.5重量份，邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛脂共15重量份，通用炭黑25重量份，防老剂5重量份，微晶蜡1.5重量份，分散剂2.5重量份；
其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶15重量份，顺丁胶15重量份，松焦油4重量份，增粘树脂10重量份，硬脂酸1重量份，通用炭黑20重量份，消泡剂4重量份。
具体的，促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1.3:1.2:0.2:1。
防老剂包括防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1:1.2。
制备方法具体为：制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
实施例4
一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶65重量份，胶种85重量份，硫磺2重量份，促进剂4.2重量份，氧化锌5重量份，硬脂酸2.5重量份，邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛脂共25重量份，通用炭黑35重量份，防老剂6重量份，微晶蜡2.5重量份，分散剂3.5重量份；
其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶25重量份，顺丁胶25重量份，松焦油6重量份，增粘树脂13重量份，硬脂酸2重量份，通用炭黑30重量份，消泡剂6重量份。
具体的，促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1.2:1.1:0.2:1。
防老剂包括防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1.1:1。
制备方法具体为：制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
实施例5
一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶60重量份，胶种80重量份，硫磺1.5重量份，促进剂3.2重量份，氧化锌4重量份，硬脂酸2重量份，邻苯二甲酸二丁酯20重量份，通用炭黑30重量份，防老剂6重量份，微晶蜡2重量份，分散剂3重量份；其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶20重量份，顺丁胶20重量份，松焦油5重量份，增粘树脂12重量份，硬脂酸1重量份，通用炭黑25重量份，消泡剂5重量份。
具体的，促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1:1:0.2:1。
防老剂包括防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1:1。
制备方法具体为：制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
实施例6
一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶62重量份，胶种78重量份，硫磺1.6重量份，促进剂3.4重量份，氧化锌3.5重量份，硬脂酸2.2重量份，邻苯二甲酸二辛脂23重量份，通用炭黑28重量份，防老剂5.6重量份，微晶蜡2.1重量份，分散剂3.4重量份；
其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶22重量份，顺丁胶19重量份，松焦油4.8重量份，增粘树脂13重量份，硬脂酸1.3重量份，通用炭黑26重量份，消泡剂4.8重量份。
具体的，促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1:1.1:0.2:1.1。
防老剂包括防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1:1。
制备方法具体为：制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
实施例7
一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶59重量份，胶种80重量份，硫磺1.8重量份，促进剂3.2重量份，氧化锌4.3重量份，硬脂酸2重量份，邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛脂共22重量份，通用炭黑33重量份，防老剂6.2重量份，微晶蜡2重量份，分散剂3重量份；
其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶20重量份，顺丁胶20重量份，松焦油4.5重量份，增粘树脂15重量份，硬脂酸1.1重量份，通用炭黑26重量份，消泡剂5重量份。
具体的，促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1:1.1:0.2:1.1。
防老剂包括防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1:1。
制备方法具体为：制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
实施例8
一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶63重量份，胶种78重量份，硫磺1.5重量份，促进剂3.3重量份，氧化锌3.5重量份，硬脂酸1.8重量份，邻苯二甲酸二辛脂20重量份，通用炭黑33重量份，防老剂5.7重量份，微晶蜡2重量份，分散剂2.8重量份；
其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶19重量份，顺丁胶21重量份，松焦油5.3重量份，增粘树脂11重量份，硬脂酸0.8重量份，通用炭黑27重量份，消泡剂4.5重量份。
具体的，促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1.2:1.1:0.3:1。
防老剂包括防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1:1.2。
制备方法具体为：制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
实施例9
一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶60重量份，胶种80重量份，硫磺1.6重量份，促进剂3.5重量份，氧化锌3.8重量份，硬脂酸1.9重量份，邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛脂共24重量份，通用炭黑28重量份，防老剂7重量份，微晶蜡1.6重量份，分散剂3.4重量份；
其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶22重量份，顺丁胶18重量份，松焦油5重量份，增粘树脂12重量份，硬脂酸1重量份，通用炭黑25重量份，消泡剂5重量份。
具体的，促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1:1.1:0.2:1.1。
所述防老剂包括防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1:1。
制备方法具体为：制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
实施例10
一种耐油密封圈橡胶材料，包括以下重量份的原料：天然橡胶58重量份，胶种82重量份，硫磺1.7重量份，促进剂2.8重量份，氧化锌3.6重量份，硬脂酸1.8重量份，邻苯二甲酸二丁酯22重量份，通用炭黑35重量份，防老剂6重量份，微晶蜡2重量份，分散剂3重量份；
其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶15重量份，顺丁胶25重量份，松焦油5重量份，增粘树脂11重量份，硬脂酸1重量份，通用炭黑28重量份，消泡剂5重量份。
具体的，促进剂中，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1.2:1.2:0.3:1.1。
防老剂包括防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1:1。
制备方法具体为：制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
根据相关的国家以及行业标准，对实施例1-10所得的耐油密封圈橡胶材料进行试验，具体结果如下表所示：
表1.实施例1-10的性能指标
从表1可以看出，本发明提供的耐油密封圈橡胶材料具有指标优良，性能优异等优势，其抗拉强度及断裂延伸率均远高于国家及该行业标准，其在高温及常温条件下的压缩永久变形远低于国家及行业标准。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种耐油密封圈橡胶材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：天然橡胶50-70重量份，胶种70-90重量份，硫磺0.5-2.5重量份，促进剂1.2-4.2重量份，氧化锌2-5重量份，硬脂酸1-3重量份，增塑剂10-30重量份，通用炭黑20-40重量份，防老剂2-6重量份，微晶蜡1-3重量份，分散剂0.5-3.5重量份；
其中，所述胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶60-90重量份，顺丁胶10-30重量份，松焦油3-8重量份，增粘树脂8-15重量份，硬脂酸1-3重量份，通用炭黑15-35重量份，消泡剂3-8重量份；
所述促进剂包括促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM。
2.根据权利要求1所述的耐油密封圈橡胶材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：天然橡胶55-65重量份，胶种75-85重量份，硫磺1-2重量份，促进剂2.2-4.2重量份，氧化锌3-5重量份，硬脂酸1.5-2.5重量份，增塑剂15-25重量份，通用炭黑25-35重量份，防老剂5-6重量份，微晶蜡1.5-2.5重量份，分散剂2.5-3.5重量份；
其中，所述胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶15-25重量份，顺丁胶15-25重量份，松焦油4-6重量份，增粘树脂10-13重量份，硬脂酸1-2重量份，通用炭黑20-30重量份，消泡剂4-6重量份。
3.根据权利要求2所述的耐油密封圈橡胶材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：天然橡胶60重量份，胶种80重量份，硫磺1.5重量份，促进剂3.2重量份，氧化锌4重量份，硬脂酸2重量份，增塑剂20重量份，通用炭黑30重量份，防老剂6重量份，微晶蜡2重量份，分散剂3重量份；
其中，胶种包括以下重量份的原料：丁腈胶20重量份，顺丁胶20重量份，松焦油5重量份，增粘树脂12重量份，硬脂酸1重量份，通用炭黑25重量份，消泡剂5重量份。
4.根据权利要求1至3任一项所述的耐油密封圈橡胶材料，其特征在于，所述促进剂中，
促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为(1-1.3):(1-1.2):(0.1-0.3):(1-1.1)。
5.根据权利要求4所述的耐油密封圈橡胶材料，其特征在于，所述促进剂中，
促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TMTD，以及促进剂DTDM的重量份数比为1:1:0.2:1。
6.根据权利要求1至3任一项所述的耐油密封圈橡胶材料，其特征在于，所述防老剂包括防老剂RD和防老剂4020。
7.根据权利要求6所述的耐油密封圈橡胶材料，其特征在于，所述防老剂中，防老剂RD与防老剂4020的重量份数比为1:1。
8.根据权利要求1所述的耐油密封圈橡胶材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，和/或，邻苯二甲酸二辛脂。
9.一种根据权利要求1至8任一项所述的耐油密封圈橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备胶种：先将顺丁胶与通用炭黑混合，再将通用炭黑和顺丁胶的混合物与丁腈胶混合，最后加入胶种中的其余原料；
胶种制备完成后，将胶种与天然橡胶混合，再加入其它原料一同混合均匀。
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