CN113861571A - 一种耐高压氢渗的橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐高压氢渗的橡胶材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113861571A
CN113861571A CN202111199760.6A CN202111199760A CN113861571A CN 113861571 A CN113861571 A CN 113861571A CN 202111199760 A CN202111199760 A CN 202111199760A CN 113861571 A CN113861571 A CN 113861571A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
rubber
rubber material
carbon black
hydrogen permeation
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.)
Pending
Application number
CN202111199760.6A
Other languages
English (en)
Inventor
陈增宝
田友峰
秦岩
孙卫华
金贝
陈丽娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Cooper Sealing Technology Co ltd
Original Assignee
Anhui Cooper Sealing Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Cooper Sealing Technology Co ltd filed Critical Anhui Cooper Sealing Technology Co ltd
Priority to CN202111199760.6A priority Critical patent/CN113861571A/zh
Publication of CN113861571A publication Critical patent/CN113861571A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions 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
    • C08L23/16Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/006Additives being defined by their surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/014Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K

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)

Abstract

本发明公开了一种耐高压氢渗的橡胶材料,包括下述质量份的原料:橡胶生胶100份、炭黑A 30‑50份、炭黑B 80‑100份、硫化剂3‑5份、氧化锌4‑6份、防老剂1‑3份、分散剂1‑2份;炭黑A的比表面积为6‑17×103m2/kg,炭黑B的比表面积为73‑125×103m2/kg。本发明还公开了耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法。本发明的橡胶材料硬度高、强度高、压缩永久变形效果好,耐高压氢气效果非常理想,能够满足氢能源汽车密封系统的使用需求。

Description

一种耐高压氢渗的橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域,尤其涉及一种耐高压氢渗的橡胶材料及其制备方法。
背景技术
随着汽车行业的快速发展,氢能源汽车出现。其装置的氢气储存容器需要90MPa的超高压密封系统,此密封系统中用的橡胶弹性体一方面需要抵抗高压力,另一方面也需要耐氢渗。为了适应氢能源汽车密封系统的使用需求,有必要设计开发一种可以耐高压氢渗的橡胶材料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种耐高压氢渗的橡胶材料及其制备方法。
本发明提出的一种耐高压氢渗的橡胶材料,包括下述质量份的原料:橡胶生胶100份、炭黑A 30-50份、炭黑B 80-100份、硫化剂3-5份、氧化锌4-6份、防老剂1-3份、分散剂1-2份;
所述炭黑A的比表面积为6-17×103m2/kg,炭黑B的比表面积为73-125×103m2/kg。
对于橡胶用炭黑,通常采用比表面积代替粒径作为炭黑的分类依据,炭黑的比表面积与粒径大小存在一定的关系,比表面积越大,粒径越小,反之越大。
优选地,所述橡胶生胶为三元乙丙橡胶生胶;优选地,所述三元乙丙橡胶生胶门尼粘度[ML(1+4),125℃]为60-80,乙烯含量为45-70wt%,分子量≥250000kg/mol。
硫化剂的作用是使生胶硫化。本发明对硫化剂不作特别限制,优选地,所述硫化剂为硫化剂DCP,BIPB,双2.5中的至少一种。
防老剂的作用是提高橡胶材料的抗老化性能。本发明对防老剂不作特别限制,优选地,所述防老剂为防老剂RD,防老剂MB,防老剂MBZ,MMBI中的至少一种。
氧化锌的作用是提高硫化反应的活性。
分散剂的作用是提高炭黑等添加剂在橡胶中的分散性。本发明对分散剂不作特别限制,优选地,所述分散剂为PEG4000,分散剂FL中的至少一种。
一种所述的耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法,包括下述步骤:
S1、将橡胶生胶加入密炼机中,然后加入炭黑A混炼,得到第一混合料;
S2、向所述第一混合料中加入炭黑B、防老剂、氧化锌和分散剂,混炼,得到第二混合料;
S3、向所述第二混合料中加入硫化剂,混炼,得到混炼胶;
S4、将所述混炼胶进行开炼预成型,然后加入模具中硫化成型。
优选地,所述步骤S1中,混炼温度为70-100℃,混炼时间为40-60s。
优选地,所述步骤S2中,混炼温度为80-110℃,混炼时间为40-60s。
优选地,所述步骤S3中,混炼温度为100-130℃,混炼时间为30-50s。
优选地,所述步骤S4中,开炼温度为70-90℃,开炼时间为5-10s;
优选地,所述步骤S4中,硫化温度为180±10℃,硫化时间为240±30s。
本发明的有益效果如下:
本发明橡胶材料的配方中,通过将不同粒径大小的炭黑配合并用,使橡胶材料具有优良的耐高压氢渗性能,其中大粒径炭黑的主要作用是提升材料的弹性和压变,使橡胶材料能够有足够的回弹力抵抗氢气高压力,而适量的小粒径炭黑与大粒径炭黑复配添加,主要作用是提升材料的致密性,降低透气率,从而减弱氢渗。本发明的橡胶材料硬度高、强度高、压缩永久变形变形效果好,耐高压氢气效果非常理想,能够满足氢能源汽车密封系统的使用需求。
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
一种耐高压氢渗的橡胶材料,包括下述质量份的原料:三元乙丙橡胶生胶100份、炭黑A 40份、炭黑B 80份、硫化剂DCP 4份、间接法氧化锌4.5份、防老剂RD 2份、分散剂PEG4000 1.5份;
三元乙丙橡胶生胶的门尼粘度[ML(1+4),125℃]为80,乙烯含量为48wt%,分子量为300000kg/mol。
上述耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法包括下述步骤:
S1、将橡胶生胶加入密炼机中,然后加入炭黑A,在80℃下混炼50s,得到第一混合料;
S2、向第一混合料中加入炭黑B、防老剂、氧化锌和分散剂,在100℃下混炼50s,得到第二混合料;
S3、向第二混合料中加入硫化剂,在110℃下混炼40s,得到混炼胶;
S4、将所述混炼胶进行开炼预成型,开炼温度为80℃,开炼时间为8min,然后加入模具中硫化成型,硫化温度为180℃,硫化时间为240s,即得。
实施例2
一种耐高压氢渗的橡胶材料,包括下述质量份的原料:三元乙丙橡胶生胶100份、炭黑A 40份、炭黑B 90份、硫化剂DCP 4份、间接法氧化锌4.5份、防老剂RD 2份、分散剂PEG4000 1.5份;
三元乙丙橡胶的门尼粘度[ML(1+4),125℃]为80,乙烯含量为48wt%,分子量为300000kg/mol。
上述耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法同实施例1。
实施例3
一种耐高压氢渗的橡胶材料,包括下述质量份的原料:三元乙丙橡胶生胶100份、炭黑A 40份、炭黑B 100份、硫化剂DCP 4份、间接法氧化锌4.5份、防老剂RD 2份、分散剂PEG4000 1.5份;
炭黑A的比表面积为6-17×103m2/kg,炭黑B的比表面积为73-125×103m2/kg。
三元乙丙橡胶生胶的门尼粘度[ML(1+4),125℃]为80,乙烯含量为48wt%,分子量为300000kg/mol。
上述耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法同实施例1。
实施例4
一种耐高压氢渗的橡胶材料,包括下述质量份的原料:三元乙丙橡胶生胶100份、炭黑A 30份、炭黑B 80份、硫化剂DCP 3份、间接法氧化锌4份、防老剂RD 1份、分散剂PEG4000 1份;
炭黑A的比表面积为6-17×103m2/kg,炭黑B的比表面积为73-125×103m2/kg。
三元乙丙橡胶生胶的门尼粘度[ML(1+4),125℃]为80,乙烯含量为48wt%,分子量为300000kg/mol。
上述耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法包括下述步骤:
S1、将橡胶生胶加入密炼机中,然后加入炭黑A,在70℃下混炼60s,得到第一混合料;
S2、向第一混合料中加入炭黑B、防老剂、氧化锌和分散剂,在80℃下混炼60s,得到第二混合料;
S3、向第二混合料中加入硫化剂,在100℃下混炼50s,得到混炼胶;
S4、将所述混炼胶进行开炼预成型,开炼温度为70℃,开炼时间为10min,然后加入模具中硫化成型,硫化温度为170℃,硫化时间为270s,即得。
实施例5
一种耐高压氢渗的橡胶材料,包括下述质量份的原料:三元乙丙橡胶生胶100份、炭黑A 50份、炭黑B 100份、硫化剂DCP 5份、间接法氧化锌6份、防老剂RD 3份、分散剂PEG4000 2份;
炭黑A的比表面积为6-17×103m2/kg,炭黑B的比表面积为73-125×103m2/kg。
三元乙丙橡胶生胶的门尼粘度[ML(1+4),125℃]为80,乙烯含量为48wt%,分子量为300000kg/mol。
上述耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法包括下述步骤:
S1、将橡胶生胶加入密炼机中,然后加入炭黑A,在100℃下混炼40s,得到第一混合料;
S2、向第一混合料中加入炭黑B、防老剂、氧化锌和分散剂,在110℃下混炼40s,得到第二混合料;
S3、向第二混合料中加入硫化剂,在130℃下混炼30s,得到混炼胶;
S4、将所述混炼胶进行开炼预成型,开炼温度为90℃,开炼时间为5min,然后加入模具中硫化成型,硫化温度为190℃,硫化时间为210s,即得。
试验例
对实施例1-3制得的橡胶材料进行性能测试,测试结果如表1所示:
表1橡胶材料性能测试结果
Figure BDA0003304485000000061
从测试结果可以看出,本发明通过不同粒径炭黑复配制得的橡胶材料,材料硬度高、强度高、压缩永久变形效果好,耐高压氢气效果非常理想。
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)

1.一种耐高压氢渗的橡胶材料,其特征在于,包括下述质量份的原料:橡胶生胶100份、炭黑A 30-50份、炭黑B 80-100份、硫化剂3-5份、氧化锌4-6份、防老剂1-3份、分散剂1-2份;
所述炭黑A的比表面积为6-17×103m2/kg,炭黑B的比表面积为73-125×103m2/kg。
2.根据权利要求1所述的耐高压氢渗的橡胶材料,其特征在于,所述橡胶生胶为三元乙丙橡胶生胶;优选地,所述三元乙丙橡胶生胶门尼粘度[ML(1+4),125℃]为60-80,乙烯含量为45-70wt%,分子量≥250000kg/mol。
3.根据权利要求1或2所述的耐高压氢渗的橡胶材料,其特征在于,所述硫化剂为硫化剂DCP,BIPB,双2.5中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的耐高压氢渗的橡胶材料,其特征在于,所述防老剂为防老剂RD,防老剂MB,防老剂MBZ,MMBI中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐高压氢渗的橡胶材料,其特征在于,所述分散剂为PEG4000,分散剂FL中的至少一种。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
S1、将橡胶生胶加入密炼机中,然后加入炭黑A混炼,得到第一混合料;
S2、向所述第一混合料中加入炭黑B、防老剂、氧化锌和分散剂,混炼,得到第二混合料;
S3、向所述第二混合料中加入硫化剂,混炼,得到混炼胶;
S4、将所述混炼胶进行开炼预成型,然后加入模具中硫化成型。
7.根据权利要求6所述的耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,混炼温度为70-100℃,混炼时间为40-60s。
8.根据权利要求6或7所述的耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,混炼温度为80-110℃,混炼时间为40-60s。
9.根据权利要求6-8任一项所述的耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,混炼温度为100-130℃,混炼时间为30-50s。
10.根据权利要求6-9任一项所述的耐高压氢渗的橡胶材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S4中,开炼温度为70-90℃,开炼时间为5-10min;
优选地,所述步骤S4中,硫化温度180±10℃,硫化时间为240±30s。
CN202111199760.6A 2021-10-14 2021-10-14 一种耐高压氢渗的橡胶材料及其制备方法 Pending CN113861571A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111199760.6A CN113861571A (zh) 2021-10-14 2021-10-14 一种耐高压氢渗的橡胶材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111199760.6A CN113861571A (zh) 2021-10-14 2021-10-14 一种耐高压氢渗的橡胶材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113861571A true CN113861571A (zh) 2021-12-31

Family

ID=78999363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111199760.6A Pending CN113861571A (zh) 2021-10-14 2021-10-14 一种耐高压氢渗的橡胶材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113861571A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105802032A (zh) * 2016-05-30 2016-07-27 成都硅宝科技股份有限公司 耐高温的乙丙橡胶/硅橡胶并用混炼胶及其制备方法
CN106084503A (zh) * 2016-08-25 2016-11-09 兰州瑞普科技实业有限责任公司 一种三元乙丙橡胶材料及其制备方法和应用
CN106336584A (zh) * 2016-08-30 2017-01-18 安徽中鼎密封件股份有限公司 一种膜片材料、其制备方法及用于净化污水的用途
CN107090133A (zh) * 2017-06-23 2017-08-25 南京金三力高分子科技有限公司 一种汽车散热系统密封件用乙丙橡胶材料及其生产方法
CN107141617A (zh) * 2017-06-27 2017-09-08 南京金三力高分子科技有限公司 一种耐油三元乙丙橡胶材料及其制备方法
CN110016187A (zh) * 2019-04-17 2019-07-16 瑞源橡塑制品有限公司 一种耐高温及低低温压缩变形epdm橡胶
WO2021006018A1 (ja) * 2019-07-08 2021-01-14 Nok株式会社 トーショナルダンパ用ゴム組成物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105802032A (zh) * 2016-05-30 2016-07-27 成都硅宝科技股份有限公司 耐高温的乙丙橡胶/硅橡胶并用混炼胶及其制备方法
CN106084503A (zh) * 2016-08-25 2016-11-09 兰州瑞普科技实业有限责任公司 一种三元乙丙橡胶材料及其制备方法和应用
CN106336584A (zh) * 2016-08-30 2017-01-18 安徽中鼎密封件股份有限公司 一种膜片材料、其制备方法及用于净化污水的用途
CN107090133A (zh) * 2017-06-23 2017-08-25 南京金三力高分子科技有限公司 一种汽车散热系统密封件用乙丙橡胶材料及其生产方法
CN107141617A (zh) * 2017-06-27 2017-09-08 南京金三力高分子科技有限公司 一种耐油三元乙丙橡胶材料及其制备方法
CN110016187A (zh) * 2019-04-17 2019-07-16 瑞源橡塑制品有限公司 一种耐高温及低低温压缩变形epdm橡胶
WO2021006018A1 (ja) * 2019-07-08 2021-01-14 Nok株式会社 トーショナルダンパ用ゴム組成物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王雷等: "高性能EPDM/炭黑复合材料的制备与性能研究", 《橡胶科技市场》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114621530B (zh) 一种汽车制动卡钳用乙丙橡胶矩形密封圈及其制备方法
CN114350040B (zh) 一种hnbr/nbr并用橡胶材料及其制备方法
CN110591175B (zh) 一种高力学性能和低滞后损失的非填充橡胶组合物及其制备方法
CN108841090A (zh) 一种epdm/天然橡胶并用耐老化橡胶及其制备方法
CN108117680B (zh) 一种橡胶组合物及其制备方法
CN116751414B (zh) 一种耐高温橡胶密封圈及其制备方法
CN113861571A (zh) 一种耐高压氢渗的橡胶材料及其制备方法
CN110591174B (zh) 一种高力学性能、高导电及轻质的橡胶组合物及其制备方法
CN108774364A (zh) 一种epdm/丁苯橡胶并用橡胶及其制备方法
CN109777010B (zh) 一种低压变合金弹性体密封件及其制备方法
CN108659282B (zh) 一种宽温域高阻尼耐油减震橡胶复合材料及其制备方法
CN108395584A (zh) 一种汽车轮胎内胎及其制备方法
CN111423638A (zh) 一种高铁密封件用高强橡胶复合材料及其制备方法
EP3971241B1 (en) Rubber composition for fuel-cell cooling hose and fuel-cell cooling hose using same
CN114230877A (zh) 一种异戊二烯橡胶与溴化丁基橡胶的共混体系及混炼工艺
CN102120835B (zh) 一种高分子量稀土顺丁橡胶的加工方法
CN114015166A (zh) 一种epdm橡胶发泡材料及应用
CN113736153B (zh) 一种密封垫及其制备方法与应用
CN110845773A (zh) 一种改性耐磨耐热eco胶管的制备方法
CN113462046B (zh) Nbr-ectfe-acs耐油耐寒橡胶及其制备方法
CN118027535A (zh) 一种高性能可重复加工的复合材料及其制备方法和应用
CN115322464A (zh) 一种耐低温低压缩永久变形橡胶材料及其制备方法
CN116970229B (zh) 耐压缩型橡胶密封垫及其制备方法
CN117511012A (zh) 一种生物质填料补强的环保橡胶组合物及其制备方法
CN114230934A (zh) 一种航空轮胎气密层胶及其制备方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211231