CN113321859B - 塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料及其制备方法，属于橡胶材料及其制备方法领域。本发明包括如下重量百分比的组分：21.0～25.0％丙烯腈含量33％的中高丙烯腈丁腈橡胶、16.0～20.0％丙烯腈含量18％低丙烯腈丁腈橡胶、22.0～27.0％N550快压出炭黑、17.0～22.0％N774半补强炭黑、1.5～2.5％氧化锌、0.2～0.6％硬脂酸、8.0～10.0％增塑剂W260S。本发明旨在解决滤清器用丁腈橡胶材料在严酷的寒冷环境中易产生滤清器漏油，而导致汽车发动机不能正常工作的问题，使得丁腈橡胶具有既能满足丁腈橡胶超低温性能的要求，同时又具有耐油性好且价格低廉的特性。

Description

塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域，更具体地说，涉及一种塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料及其制备方法。
背景技术
随着人们对汽车自身重量和汽车性价比的要求越来越高，新型塑料滤清器运用而生，与传统的金属滤清器相比，新型塑料滤清器重量更轻，性价比更高，过滤效果更好，新型塑料滤清器用橡胶密封件是滤清器关键部件之一，以往滤清器用丁腈橡胶密封件在严寒的冬季，特别是寒冷的北方和北欧地区使用，丁腈橡胶密封件易发硬、发脆失去使用性能，而导致滤清器漏油现象，使汽车发动机不能正常的工作，因此，在严寒的气温环境中，橡胶密封件的密封效果优劣完全取决于该橡胶材料的低温回弹性和耐油性能。氟橡胶虽然耐油性能优越，但耐低温性能差，而氟硅胶耐油和耐低温性能虽好，但其承压能力较差，且两种橡胶的价格昂贵，产品成本客户难以接受。
众所周知，丁腈橡胶的耐低温性能和耐油性能成反比关系，是一对相互矛盾体，若要满足低温性能，则耐油性能差，反之，耐油性能好，则低温性能差，两种性能不能同时兼备。以往人们通常采用丁腈橡胶与其他橡胶并用或对橡胶大分子链改性等方法来进行，但采用丁腈橡胶与其他橡胶并用，其耐油性能不能满足要求，而通过对橡胶大分子链改性的方法，其成本高。
本发明旨在解决滤清器用丁腈橡胶在严酷的寒冷气温环境中，易产生滤清器漏油，而导致汽车发动机不能正常工作的问题。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的旨在解决滤清器用丁腈橡胶材料在严酷的寒冷环境中易产生滤清器漏油，而导致汽车发动机不能正常工作的问题，使得丁腈橡胶具有既能满足丁腈橡胶超低温性能的要求，同时又具有耐油性好且价格低廉的特性，并且满足材料标准：ASTM D2000M2BG706A14B14EF11EF21EO14EO34Z57；Z57＝TR10:MAX-43℃。
2.技术方案
本发明采用如下技术方案：
本发明的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料，包括如下重量百分比的组分：
更进一步地，所述的丙烯腈含量为33％的中高丙烯腈丁腈橡胶组分的重量百分比为23.0％，所述的丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶组分的重量百分比为18.0％，所述的增塑剂W260S组分的重量百分比为9.0％。
更进一步地，所述丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶和增塑剂W260S之间的比例为2：1。
更进一步地，所述的增塑剂W260S在25℃时的粘度为12～22cps，酸值≤0.7mgKOH/g，在25℃时的比重为1.005～1.019，25℃时的折射率为1.437～1.451，加热减量≤2.5％。
本发明的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的制备方法，采用上述的丁腈橡胶材料的原料制备而成，包括以下步骤：
(1)母炼胶混炼：
按比例将丙烯腈含量为33％的中高丙烯腈丁腈橡胶和丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶置于密炼机中并塑80～90秒后升栓清扫，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA混炼40～60秒后升栓清扫，加入N550快压出炭黑混炼60～90秒后升栓清扫，再加入N774半补强炭黑以及增塑剂W260S混炼70～100秒后升栓清扫，压上顶栓80～100秒后升栓清扫，再次压上顶栓60～90秒后升栓排胶，停放；
(2)母炼胶二段加硫
将停放后的母炼胶置于密炼机中，加入促进剂DTDM-80、硫磺-80、促进剂CZ-80、促进剂TETD、促进剂DM-80，压上顶栓50～70秒后升栓排胶，将胶料加入到开炼机上出片。
更进一步地，所述母炼胶的排胶温度为125～135℃。
更进一步地，所述母炼胶二段加硫的排胶温度为80～100℃。
更进一步地，所述母炼胶的停放时间大于16小时。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，具有如下显著效果：
(1)本发明采用了中高丙烯腈丁腈橡胶和低丙烯腈丁腈橡胶并用的方法，同时添加低温性能优越的增塑剂W260S，它们之间的特定比例组合使得本发明的新型塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料不但能满足丁腈橡胶超低温性能要求，同时又具有耐油性好且价格低廉的的特性，从而解决现有丁腈橡胶两种性能不能同时兼备的问题。
(2)本发明中使用的丙烯腈含量33％的中高丙烯腈丁腈橡胶DN3350赋予了本发明的新型塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料优异的耐油性能，在各种类型的油中性能表现优异；本发明中使用的丙烯腈含量18％的低丙烯腈丁腈橡胶DN401L赋予了本发明的新型塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料较好的耐油性能及耐低温性能。
(3)本发明中使用的酸值≤0.7mgKOH/g的增塑剂W260S，因酸值较低可以与低丙烯腈含量18％的丁腈橡胶DN40L更好的相容，极易分布在丁腈胶分子结构中，使得丁腈胶分子链的柔顺性提高，从而提升了耐低温性能，同时提高了不影响材料的硫化程度，提高了抵抗压缩永久变形的能力。
(4)本发明的的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料，不仅具有优越的低温回弹性，而且耐油性能好且价格低廉，其成本远远低于低温氟橡胶、氟硅等，不仅能够应用于新型塑料滤清器橡胶件，也可以应用于金属滤清器橡胶件，同时可广泛用于其他领域要求具有超低温性能，同时耐油性好的橡胶产品，使企业大大提高了产品竞争力，并且给企业带来明显的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料，包括如下重量百分比的组分：
表1实施例1塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的组分及百分比含量
本实施例中所述的丙烯腈含量为33％的中高丙烯腈丁腈橡胶组分的重量百分比为23.0％，所述的丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶组分的重量百分比为18.0％，所述的增塑剂W260S组分的重量百分比为9.0％。更进一步地，所述丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶和增塑剂W260S之间的比例为2：1。
具体在本实施例中，丙烯腈含量33％的中高丙烯腈丁腈橡胶是日本瑞翁生产的DN3350丁腈橡胶，供应商是上海立深行国际贸易有限公司。本实施中的丙烯腈含量18％的低丙烯腈丁腈橡胶是日本瑞翁生产的DN401L丁腈橡胶，供应商是上海立深行国际贸易有限公司。
本实施中的增塑剂W260S在25℃时的粘度为12～22cps，酸值≤0.7mgKOH/g，在25℃时的比重为1.005～1.019，25℃时的折射率为1.437～1.451，加热减量≤2.5％。此外，本实施例中的增塑剂W260S的供应商是上海酬信化工有限公司。
值得说明的是，本实施例中使用的酸值≤0.7mgKOH/g的增塑剂W260S，因酸值较低可以与低丙烯腈含量18％的丁腈橡胶DN40L更好的相容，极易分布在丁腈胶分子结构中，使得丁腈胶分子链的柔顺性提高，从而提升了耐低温性能，同时提高了不影响材料的硫化程度，提高了抵抗压缩永久变形的能力。
本实施例中的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料，采用了中高丙烯腈丁腈橡胶和低丙烯腈丁腈橡胶并用的方法，同时添加低温性能优越的增塑剂W260S，它们之间的特定比例使得本发明的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料不但能满足丁腈橡胶超低温性能要求，同时又具有耐油性好且价格低廉的特性，从而解决现有丁腈橡胶两种性能不能同时兼备的问题。
本发明中使用的丙烯腈含量33％的中高丙烯腈丁腈橡胶DN3350赋予了本发明的新型塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料优异的耐油性能，在各种类型的油中性能表现优异；本发明中使用的丙烯腈含量18％的低丙烯腈丁腈橡胶DN401L赋予了本发明的新型塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料较好的耐油性能及耐低温性能。
本发明的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的制备方法，采用上述的丁腈橡胶材料的原料制备而成，包括以下步骤：
(1)母炼胶混炼：
按比例将丙烯腈含量为33％的中高丙烯腈丁腈橡胶和丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶置于密炼机中并塑85秒后升栓清扫，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA混炼50秒后升栓清扫，加入N550快压出炭黑混炼75秒后升栓清扫，再加入N774半补强炭黑以及增塑剂W260S混炼85秒后升栓清扫，压上顶栓90秒后升栓清扫，再次压上顶栓75秒后升栓排胶，停放；
(2)母炼胶二段加硫
将停放后的母炼胶置于密炼机中，加入促进剂DTDM-80、硫磺-80、促进剂CZ-80、促进剂TETD、促进剂DM-80，压上顶栓60秒后升栓排胶，将胶料加入到开炼机上出片。
进一步地，本实施例中所述母炼胶的排胶温度为125℃，所述母炼胶二段加硫排胶温度为80℃。
优选的，本实施例中所述母炼胶的停放时间大于16小时。
本实施例制得的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的性能如表1-1所示。
表1-1实施例1塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料测试性能
本实施例中的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料，其成本远远低于低温氟橡胶、氟硅等，使企业大大提高了产品竞争力，并且给企业带来明显的经济效益，且丁腈橡胶材料不仅能够应用于新型塑料滤清器橡胶件，也可以应用于金属滤清器橡胶件，同时可广泛用于其他领域要求具有超低温性能，同时耐油性好的橡胶产品。
实施例2
本实施例的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料，包括如下重量百分比的组分：
表2实施例2塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的组分及百分比含量
原材料名称 百分含量/％
丙烯腈含量33％的中高丙烯腈丁腈橡胶 21.0
丙烯腈含量18％的低丙烯腈丁腈橡胶 20.0
N550快压出炭黑 27.0
N774半补强炭黑 17.0
氧化锌 2.0
硬脂酸 0.2
防老剂RD 0.2
防老剂4010NA 0.5
硫磺-80 0.3
促进剂DM-80 0.1
促进剂TETD 0.2
促进剂DTDM-80 0.8
促进剂CZ-80 0.7
增塑剂W260S 10.0
本实施例的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的制备方法，采用上述的丁腈橡胶材料的原料制备而成，包括以下步骤：
(1)母炼胶混炼：
按比例将丙烯腈含量为33％的中高丙烯腈丁腈橡胶和丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶置于密炼机中并塑80秒后升栓清扫，然后按比例加入氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA混炼60秒后升栓清扫，加入N550快压出炭黑混炼60秒后升栓清扫，再加入N774半补强炭黑以及增塑剂W260S混炼70秒后升栓清扫，压上顶栓100秒后升栓清扫，再次压上顶栓60秒后升栓排胶，停放；
(2)母炼胶二段加硫
将停放后的母炼胶置于密炼机中，加入促进剂DTDM-80、硫磺-80、促进剂CZ-80、促进剂TETD、促进剂DM-80，压上顶栓90秒后升栓排胶，将胶料加入到开炼机上出片。
进一步地，本实施例中所述母炼胶的排胶温度为130℃，所述母炼胶二段加硫排胶温度为90℃。
优选的，本实施例中所述母炼胶的停放时间大于16小时。
本实施例制得的新型塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的性能与实施例1中的表1-1的性能相近，但与实施例1相比低温回弹性能略低，其中，材料标准：ASTM D2000M2BG706A14B14EF11EF21EO14EO34Z57；Z57＝TR10:MAX-43℃。
实施例3
本实施例的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料，包括如下重量百分比的组分：
表3实施例3塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的组分及百分比含量
原材料名称 百分含量/％
丙烯腈含量33％的中高丙烯腈丁腈橡胶 25.0
丙烯腈含量18％的低丙烯腈丁腈橡胶 16.0
N550快压出炭黑 23.3
N774半补强炭黑 22.0
氧化锌 1.5
硬脂酸 0.6
防老剂RD 0.5
防老剂4010NA 0.2
硫磺-80 0.1
促进剂DM-80 0.4
促进剂TETD 0.6
促进剂DTDM-80 1.2
促进剂CZ-80 0.6
增塑剂W260S 8.0
本实施例的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的制备方法，采用上述的丁腈橡胶材料的原料制备而成，包括以下步骤：
(1)母炼胶混炼：
按比例将丙烯腈含量为33％的中高丙烯腈丁腈橡胶和丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶置于密炼机中并塑90秒后升栓清扫，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA混炼40秒后升栓清扫，加入N550快压出炭黑混炼90秒后升栓清扫，再加入N774半补强炭黑以及增塑剂W260S混炼80秒后升栓清扫，压上顶栓95秒后升栓清扫，再次压上顶栓80秒后升栓排胶，停放；
(2)母炼胶二段加硫
将停放后的母炼胶置于密炼机中，加入促进剂DTDM-80、硫磺-80、促进剂CZ-80、促进剂TETD、促进剂DM-80，压上顶栓65秒后升栓排胶，将胶料加入到开炼机上出片。
进一步地，本实施例中所述母炼胶的排胶温度为135℃，所述母炼胶二段加硫排胶温度为100℃。
优选的，本实施例中所述母炼胶的停放时间大于16小时。
本实施例制得的新型塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的性能与实施例1中的表1-1的性能相近，与实施例1相比低温回弹性能略高，但耐ASTM 1#油性能不及实施例1，其中，材料标准：ASTM D2000 M2BG706A14B14EF11EF21EO14EO34Z57；Z57＝TR10:MAX-43℃。
实施例4
本实施例的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料，包括如下重量百分比的组分：
表4实施例4塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的组分及百分比含量
原材料名称 百分含量/％
丙烯腈含量33％的中高丙烯腈丁腈橡胶 24.0
丙烯腈含量18％的低丙烯腈丁腈橡胶 17.0
N550快压出炭黑 22.0
N774半补强炭黑 21.8
氧化锌 2.5
硬脂酸 0.2
防老剂RD 0.3
防老剂4010NA 0.3
硫磺-80 0.2
促进剂DM-80 0.2
促进剂TETD 0.5
促进剂DTDM-80 1.1
促进剂CZ-80 0.4
增塑剂W260S 9.5
本发明的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的制备方法，采用上述的丁腈橡胶材料的原料制备而成，包括以下步骤：
(1)母炼胶混炼：
按比例将丙烯腈含量为33％的中高丙烯腈丁腈橡胶和丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶置于密炼机中并塑78秒后升栓清扫，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA混炼55秒后升栓清扫，加入N550快压出炭黑混炼85秒后升栓清扫、再加入N774半补强炭黑以及增塑剂W260S混炼100秒后升栓清扫，压上顶栓80秒后升栓清扫，再次压上顶栓90秒后升栓排胶，停放；
(2)母炼胶二段加硫
将停放后的母炼胶置于密炼机中，加入促进剂DTDM-80、硫磺-80、促进剂CZ-80、促进剂TETD、促进剂DM-80，压上顶栓50秒后升栓排胶，将胶料加入到开炼机上出片。
进一步地，本实施例中所述母炼胶的排胶温度为135℃，所述母炼胶二段加硫排胶温度为95℃。
优选的，本实施例中所述母炼胶的停放时间大于16小时。
本实施例制得的新型塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的性能与实施例1中的表1-1的性能相近，但耐ASTM 1#油性能不及实施例1，其中材料标准：ASTM D2000 M2BG706A14B14EF11EF21EO14EO34Z57；Z57＝TR10:MAX-43℃。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料，其特征在于：包括如下重量百分比的组分：
上述重量百分比组分以使所述塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料满足ASTMD2000 M2BG706A14B14EF11EF21EO14EO34 Z57＝TR10:MAX-43℃的材料标准；
所述丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶DN401L和增塑剂W260S之间的比例为2：1；所述的增塑剂W260S在25℃时的粘度为12～22cps，酸值≤0.7mgKOH/g，在25℃时的比重为1.005～1.019，25℃时的折射率为1.437～1.451，加热减量≤2.5％。
2.塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料的制备方法，采用权利要求1所述的丁腈橡胶材料的原料制备而成，其特征在于：包括以下步骤：
(1)母炼胶混炼
按比例将丙烯腈含量为33％的中高丙烯腈丁腈橡胶DN3350和丙烯腈含量为18％的低丙烯腈丁腈橡胶DN401L置于密炼机中并塑炼80～90秒后升栓清扫，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA混炼40～60秒后升栓清扫，加入N550快压出炭黑混炼60～90秒后升栓清扫，再加入N774半补强炭黑以及增塑剂W260S混炼70～100秒后升栓清扫，压上顶栓80～100秒后升栓清扫，再次压上顶栓60～90秒后升栓排胶，停放；
(2)母炼胶二段加硫
将停放后的母炼胶置于密炼机中，加入促进剂DTDM-80、硫磺-80、促进剂CZ-80、促进剂TETD、促进剂DM-80，压上顶栓50～70秒后升栓排胶，将胶料加入到开炼机上出片。
3.根据权利要求2所述的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料制备方法，其特征在于：所述母炼胶的排胶温度为125～135℃。
4.根据权利要求2所述的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料制备方法，其特征在于：所述母炼胶二段加硫排胶温度为80～100℃。
5.根据权利要求2所述的塑料滤清器用超低温、耐油丁腈橡胶材料制备方法，其特征在于：所述母炼胶的停放时间大于16小时。
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