CN113121921A - 一种耐高温密封垫用组合橡胶材料及其制备方法 - Google Patents
一种耐高温密封垫用组合橡胶材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113121921A CN113121921A CN202110415843.8A CN202110415843A CN113121921A CN 113121921 A CN113121921 A CN 113121921A CN 202110415843 A CN202110415843 A CN 202110415843A CN 113121921 A CN113121921 A CN 113121921A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- rubber
- temperature
- rubber material
- diene monomer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08L27/18—Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/38—Boron-containing compounds
- C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
- C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
本发明公开了一种耐高温密封垫用组合橡胶材料及其制备方法,由以下份量比材料组成:三元乙丙橡胶50‑70份、四丙氟橡胶20‑50份、氧化锌4‑10份、硬脂酸1‑2份、碳纤维5‑20份、氮化硼0.5‑3份、防护体系1‑4份、PEG 1‑5份、碱性白炭黑60‑80份、硫化剂3‑6份、助交联剂3‑6份。本发明制备的橡胶组合材料以三元乙丙胶为主,并用四丙氟橡胶,利用其加更高的耐温特性,辅以耐热导热材料和适合的防护体系,优选了硫化体系,得到一种耐高温性能优异,可以在170℃‑185℃高温区间间歇使用一年而不会因热氧老化而损坏的组合橡胶材料,本方法制备的橡胶组合材料不仅耐温性能、力学性能得到了明显的提高,其优异的高温压缩永久变形为产品的密封性能提供了保障,且制备方法简单,成本低。
Description
技术领域
本发明属于耐高温复合材料技术领域,具体涉及一种耐高温密封垫用组合橡胶材料及其制备方法。
背景技术
板式热交换密封垫主要是在板式热交换器上起到密封介质,防止介质泄露的作用。随着现在工况条件越来越苛刻,对密封垫的性能提出了更高的要求。要求:密封垫有足够的强度,不会在使用过程中出现断裂影响密封,强度≥14Mpa;压缩变形要小,这样才能保证板式热交换密封垫在长时间高温压缩下产品有足够的密封性能,(150℃*24H,25%的压缩率)压变≤20%;耐温性能要好,(170℃*70H)热空气老化:硬度变化<5,强度变化<30%,伸长率变化<30%。
乙丙橡胶由于其出色的耐老化性能和低廉的价格在市场上广泛的被应用。但其极限温度在150℃,不能满足耐热耐温性能要求。而氟橡胶虽然耐温性能足够高,可以达到230℃长期使用,但是价格昂贵,实用成本过高,因此市场接受度受到限制。目前是上市需要一款耐温在170℃-180℃温度区间间歇使用,且成本低廉的一款组合橡胶材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温密封垫用组合橡胶材料,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种耐高温密封垫用组合橡胶材料,由以下份量比材料组成:三元乙丙橡胶50-70份、四丙氟橡胶20-50份、氧化锌4-10份、硬脂酸1-2份、碳纤维5-20份、氮化硼0.5-3份、防护体系1-4份、PEG 1-5份、碱性白炭黑60-80份、硫化剂3-6份、助交联剂3-6份。
优选的,所述四丙氟橡胶为日本肖旭子150E,日本肖旭子150E门尼较低,和三元乙丙胶相容性较好,用过氧硫化体系可以和三元乙丙橡胶达到很好的共硫化效果,获得很好的材料性能,另一方面四丙氟可以在200℃下长期使用,可以提高材料的整体耐温性能。
优选的,所述碳纤维为长度3-5毫米的短切碳纤维,3-5毫米的短切碳纤维在配方中可以起到很好的导热性能,材料在受到高温老化时及时通过碳纤维将高温传导出去,防止在材料内部聚集。
优选的,所述氮化硼为改性纳米氮化硼,改性纳米氮化硼材料本身具有很好的导热性能,且对橡胶材料有很好的补强增硬效果。
优选的,所述防护体系为防老剂MB(0.5-1.5份)和防老剂445(1-2份),两种防老剂并用有很好的防热氧老化效果。
优选的,所述PEG为聚乙二醇,聚乙二醇一方面可以作为分散剂改善原材料的分散性,另一方面对白炭黑进行表面改性,提高硫化交联密度的作用。
优选的,所述碱性白炭黑为532白炭黑,其耐温效果优于炭黑,但其压缩永久变型比炭黑补强的要差一些,选用碱性白炭黑(532白炭黑)在保证耐温性的前提下,提高了材料的交联密度,改善了材料的压缩永久变形性能。
优选的,所述硫化剂为过氧化二异丙苯(DCP),采用过氧化二异丙苯硫化的材料不仅能获得很好的耐热耐老化性能,同时能提高材料的压缩永久变形性能。
优选的,所述助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA),三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)作为架桥助剂,可以提高拉伸强度,降低压缩永久变形,缩短硫化时间,改善老化性能。
一种耐高温密封垫用组合橡胶材料的制备方法,包括以下步骤:
a)一段塑炼:按照上述组分准备三元乙丙橡胶和四丙氟橡胶一起放入密炼机中进行一段塑炼,放入密炼室后将上加压盖落下,待密炼机温度升到140-150℃时排胶(高温可以促进两种橡胶材料的相容性),待温度降到30-50℃(温度降低是为了保证开炼机辊筒有足够的剪切力),然后将混合好的胶料放到开炼机上进行薄通,先将开炼机的辊筒距离放到1-1.5mm后生橡胶拉5个薄通,拉好薄通后出片推入冷却房进行冷却,停放12小时再进行二段混炼;
b)二段混炼:将塑炼停放后的生胶放入密炼机中混炼3-5分钟,加入碳纤维和氮化硅材料混炼2-4分钟后,依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂及炭黑,再混炼3-8分钟,待密炼温度到达135-150℃时进行排胶,以保证三元乙丙橡胶和四丙氟橡胶有较好相融性,然后出片放入冷却房进行冷却;
c)精炼:混炼好的胶料停放24小时后进行精炼,在开炼机上加入硫化剂和助交联剂,开足冷却水将辊温控制在20-60℃,防止辊筒温度过高造成焦烧现象,加好硫化剂和助交联剂后将辊筒距离调节至1-1.5mm后拉3个薄通,然后下片,推入冷却房进行冷却;
d)预成型:材料检验合格用预成型设备将材料挤成条状,方便摆放到产品的型腔中。
e)硫化:硫化条件:一段:170℃硫化15分钟;二段:150℃烘4小时。
本发明的技术效果和优点:
1.通过三元乙丙橡胶和四丙氟橡胶并用,辅以耐热导热材料和适合的防护体系,优选了硫化体系,制备的橡胶组合材料力学性能优异(强度可以达到15.41Mpa)避免了在使用过程中因断裂而影响密封;超低的高温压缩永久变形(150℃*24小时,压缩率25%;压缩永久变形:17.4%),保证了板式热交换密封垫在长时间高温压缩下产品有足够的密封性能;优异的耐高温温性能(热空气老化170℃*70小时:硬度变化+2;强度变化率-20.36%;伸长变化率-25.34%),保证了产品在高温条件下不会因为热氧老化而导致产品失效。
2.经客户长期使用验证,所制备的材料在170℃-185℃间歇使用,可以使用一年以上产品没有损坏,具有很长的使用寿命,得到客户认可。
3.对比使用氟橡胶做的产品,虽然氟胶产品耐温性能更好,但在170-180℃温度区间使用,其能力有些过剩,且成本较高,本发明制备的材料在上述温度区间有很好的使用效果,且成本为氟胶产品的40%,成本大大降低。
4.本制备方法工艺简单,容易操作,所制备的混炼胶中三元乙丙橡胶和四丙氟橡胶有很好的相融性,所用材料分散均匀,使材料具有很好的力学性能,在生产制品时,材料性能稳定,提高产品合格率。
具体实施方式:
下面将结合本发明实施例中的表格,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如下表示出了本耐高温密封垫用组合橡胶材料的具体实施方式:
配方:
一种耐高温密封垫用组合橡胶材料的制备方法,包括以下步骤:
a)一段塑炼:按照上述组分准备三元乙丙橡胶和四丙氟橡胶一起放入密炼机中进行一段塑炼,放入密炼室后将上加压盖落下,待密炼机温度升到140-150℃时排胶,高温可以促进两种橡胶材料的相容性,待温度降到30-50℃温度降低是为了保证开炼机辊筒有足够的剪切力,然后将混合好的胶料放到开炼机上进行薄通,先将开炼机的辊筒距离放到1-1.5mm后生橡胶拉5个薄通,拉好薄通后出片推入冷却房进行冷却,停放12小时再进行二段混炼;
b)二段混炼:将塑炼停放后的生胶放入密炼机中混炼3-5分钟,加入碳纤维和氮化硅材料混炼2-4分钟后,依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂及炭黑,再混炼3-8分钟,待密炼温度到达135℃时进行排胶,以保证三元乙丙橡胶和四丙氟橡胶有较好相融性,然后出片放入冷却房进行冷却;
c)精炼:混炼好的胶料停放24小时后进行精炼,在开炼机上加入硫化剂和助交联剂,开足冷却水将辊温控制在50℃-60℃,防止辊筒温度过高造成焦烧现象,加好硫化剂和助交联剂后将辊筒距离调节至1-1.5mm后拉3个薄通,然后下片,推入冷却房进行冷却;
d)预成型:材料检验合格用预成型设备将材料挤成条状,方便摆放到产品的型腔中。
e)硫化:硫化条件:一段:170℃硫化15分钟;二段:150℃烘4小时。
本发明制备的橡胶组合材料以三元乙丙胶为主,并用四丙氟橡胶,利用其加高的耐温特性,辅以耐热导热材料和适合的防护体系,优选了硫化体系,得到一种耐高温性能优异,可以在170℃-185℃高温区间间歇使用一年儿不会因热氧老化而损坏的组合橡胶材料,本方法制备的橡胶组合材料不仅耐温性能、力学性能得到了明显的提高,其优异的高温压缩永久变形为产品的密封性能提供了保障,且制备方法简单,成本低。
申请人又一声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构,但本发明并不局限于上述实施方式,即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开的范围之内。
本发明并不限于上述实施方式,凡采用和本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有方式,均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐高温密封垫用组合橡胶材料,其特征在于,由以下份量比材料组成:三元乙丙橡胶50-70份、四丙氟橡胶20-50份、氧化锌4-10份、硬脂酸1-2份、碳纤维5-20份、氮化硼0.5-3份、防护体系1-4份、PEG 1-5份、碱性白炭黑60-80份、硫化剂3-6份、助交联剂3-6份。
2.根据权利要求1所述的耐高温密封垫用组合橡胶材料,其特征在于,所述四丙氟橡胶为日本肖旭子150E。
3.根据权利要求1所述的耐高温密封垫用组合橡胶材料,其特征在于,所述碳纤维为长度3-5毫米的短切碳纤维。
4.根据权利要求1所述的耐高温密封垫用组合橡胶材料,其特征在于,所述氮化硼为改性纳米氮化硼。
5.根据权利要求1所述的耐高温密封垫用组合橡胶材料,其特征在于,所述防护体系为防老剂MB和防老剂445的混合物。
6.根据权利要求1所述的耐高温密封垫用组合橡胶材料,其特征在于,所述PEG为聚乙二醇。
7.根据权利要求1所述的耐高温密封垫用组合橡胶材料,其特征在于,所述碱性白炭黑为532白炭黑。
8.根据权利要求1所述的耐高温密封垫用组合橡胶材料,其特征在于,所述硫化剂为过氧化二异丙苯(DCP)。
9.根据权利要求1所述的耐高温密封垫用组合橡胶材料,其特征在于,所述助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)。
10.一种如权利要求1所述的耐高温密封垫用组合橡胶材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a)一段塑炼:按照上述组分准备三元乙丙橡胶和四丙氟橡胶一起放入密炼机中进行一段塑炼,放入密炼室后将上加压盖落下,待密炼机温度升到140-150℃时排胶,待温度降到30-50℃,然后将混合好的胶料放到开炼机上进行薄通,先将开炼机的辊筒距离放到1-1.5mm后生橡胶拉5个薄通,拉好薄通后出片推入冷却房进行冷却,停放12小时再进行二段混炼;
b)二段混炼:将塑炼停放后的生胶放入密炼机中混炼3-5分钟,加入碳纤维和氮化硅材料混炼2-4分钟后,依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂及炭黑,再混炼3-8分钟,待密炼温度到达135-150℃时进行排胶,以保证三元乙丙橡胶和四丙氟橡胶有较好相融性,然后出片放入冷却房进行冷却;
c)精炼:混炼好的胶料停放24小时后进行精炼,在开炼机上加入硫化剂和助交联剂,开足冷却水将辊温控制在20-60℃,加好硫化剂和助交联剂后将辊筒距离调节至1-1.5mm后拉3个薄通,然后下片,推入冷却房进行冷却;
d)预成型:材料检验合格用预成型设备将材料挤成条状,方便摆放到产品的型腔中;
e)硫化:硫化条件:一段:170℃硫化15分钟;二段:150℃烘4小时。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110415843.8A CN113121921A (zh) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | 一种耐高温密封垫用组合橡胶材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110415843.8A CN113121921A (zh) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | 一种耐高温密封垫用组合橡胶材料及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113121921A true CN113121921A (zh) | 2021-07-16 |
Family
ID=76777353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110415843.8A Withdrawn CN113121921A (zh) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | 一种耐高温密封垫用组合橡胶材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113121921A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114716771A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-07-08 | 苏州吉尼尔机械科技有限公司 | 一种三元乙丙橡胶吸盘材料及其制备方法 |
CN115322588A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-11 | 成都鸿图超越工程技术有限公司 | 一种物联网传感器密封件的制备方法 |
CN116144126A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-05-23 | 南京利德东方橡塑科技有限公司 | 一种耐高温、抗撕裂的导电橡胶复合材料及其制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107698880A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-02-16 | 镇江市益宝电气科技有限公司 | 一种耐高温密封件及其制备方法 |
-
2021
- 2021-04-19 CN CN202110415843.8A patent/CN113121921A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107698880A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-02-16 | 镇江市益宝电气科技有限公司 | 一种耐高温密封件及其制备方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114716771A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-07-08 | 苏州吉尼尔机械科技有限公司 | 一种三元乙丙橡胶吸盘材料及其制备方法 |
CN115322588A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-11 | 成都鸿图超越工程技术有限公司 | 一种物联网传感器密封件的制备方法 |
CN116144126A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-05-23 | 南京利德东方橡塑科技有限公司 | 一种耐高温、抗撕裂的导电橡胶复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113121921A (zh) | 一种耐高温密封垫用组合橡胶材料及其制备方法 | |
CN111253687B (zh) | 一种硅橡胶与三元乙丙橡胶的共混胶及其制备方法 | |
CN106279958B (zh) | 用于制造汽车涡轮增压软管内外胶层的橡胶组合物及其生产方法 | |
CN110330750B (zh) | 一种低压缩永久变形羧酸型丙烯酸酯橡胶及其制备方法 | |
KR100878877B1 (ko) | 이피디엠을 주재로 한 판형 열교환기용 고무 가스켓 조성물 및 이를 이용한 고무 가스켓 제조방법 | |
CN105778381A (zh) | 一种丙烯酸酯橡胶材料、制备方法及其应用 | |
CN111763357A (zh) | 一种抗老化变色的顺丁橡胶/硅橡胶复合材料及其制备方法 | |
CN111040454A (zh) | 一种新型耐高温硅橡胶及其制备方法 | |
CN108659545B (zh) | 一种硅橡胶复合材料及其制备方法 | |
CN115490969B (zh) | 一种超高压绝缘三元乙丙橡胶的生产与制造方法 | |
CN114015133A (zh) | 一种超高性能环保氢化丁腈胶及其制备方法 | |
WO2024045226A1 (zh) | 石墨烯改性氯丁橡胶及用其制得的高性能橡胶 v 带 | |
JP3093579B2 (ja) | リン酸型燃料電池用ガスケットおよびその製造法 | |
CN104774409A (zh) | 耐高温橡胶管 | |
CN110358305B (zh) | 一种耐候性优异的镀镍粉体填充弹性体及其制备方法 | |
CN115403875A (zh) | 一种丁基橡胶密封材料及其制备方法 | |
CN104788864A (zh) | 耐高温橡胶管的制备方法 | |
CN112724541A (zh) | 一种高强度耐高温三元乙丙橡胶 | |
CN114149640A (zh) | 耐油性三元乙丙橡胶软管及其制备方法 | |
CN113896994A (zh) | 管道止水阀密封件三元乙丙橡胶及其制备方法 | |
JP3051314B2 (ja) | リン酸型燃料電池用ガスケットおよびその製造法 | |
CN112694683B (zh) | 丙烯酸酯橡胶与三元乙丙橡胶共混复合橡胶的制备方法 | |
CN112898775A (zh) | 一种耐热耐压汽车硅胶堵头及其加工方法 | |
CN109134910A (zh) | 一种耐高温、耐油的三元乙丙橡胶汽车胶管及制备方法 | |
CN114634676B (zh) | 一种乙丙橡胶雨刮条及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210716 |