CN114835928A - 高耐寒氢化丁腈橡胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐寒氢化丁腈橡胶材料及其制备方法，本发明采用硅橡胶(VMQ)、氟橡胶(FKM)对氢化丁腈橡胶进行并用改性；根据软化剂的作用原理，采用复配软化剂提高氢化丁腈橡胶的分子链柔顺性，降低其玻璃化温度(Tg),提高氢化丁腈橡胶的耐寒性能，通过不同的硫化体系复配硫化，使交联分子链中存在不同的交联键，即保证了氢化丁腈橡胶的力学性能、耐油性能、耐化学腐蚀性能，也提高了其耐低温性能；通过硫化工艺的调整，提高氢化丁腈橡胶的耐低温性能。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，尤其涉及一种高耐寒氢化丁腈橡胶材料及其制备方法。
背景技术
氢化丁腈橡胶(HNBR)侧链含有强极性的腈基取代基团及主链具有一定的饱和状态，因此具有耐高温、耐老化以及耐化学介质腐蚀等性能特点，符合很多极端条件下应用的标准，因此在汽车工业、石油勘探、航空航天等领域作为重要的密封材料使用。但近些年来，随着汽车工业及航空航天事业的不断发展，对氢化丁腈橡胶密封材料的综合性能也提出了更高的要求，在一些极低温度，如冬季的石油勘探和高空航天的情况下，HNBR制品弹性急剧下降，表现出脆性，严重影响其使用性能及使用寿命。目前我国自主生产的动态油封制品其耐低温性能只能达到-40℃，无法满足某些极端低温环境(-55℃)下的使用要求。因此，对氢化丁腈橡胶低温性能进行研究，制备高耐寒氢化丁腈橡胶材料极为重要。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种高耐寒氢化丁腈橡胶材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、橡胶并用：采用硅橡胶和氟橡胶与氢化丁腈橡胶混合进行并用改性得到橡胶并用混合物；其中硅橡胶和氟橡胶与氢化丁腈橡胶的质量比为7-10:4-5:85-95；
步骤二、向橡胶并用混合物中加入复合软化剂软化，得到软化后橡胶；
步骤三、向软化后橡胶中加入复合硫化剂进行硫化，使得软化后橡胶形成碳碳交联键和碳硫交联键得到高耐寒氢化丁腈橡胶材料。
进一步的改进，所述复合软化剂包括二甲酸二丁酯、葵二酸二辛酯、己二酸二辛酯和聚已二酸乙二醇酯；二甲酸二丁酯、葵二酸二辛酯、己二酸二辛酯和聚已二酸乙二醇酯的质量比为2-3:3-6:1-2:2-4。
进一步的改进，所述复合硫化剂为过氧化物硫化体系或硫磺硫化体系。
进一步的改进，所述过氧化物硫化体系包括过氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯；氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为4-6:1-3。
进一步的改进，所述硫磺硫化体系包括硫磺和二硫化四甲基秋兰姆；硫磺和二硫化四甲基秋兰姆的质量比为3-4:0.5-1。
进一步的改进，所述步骤二中，复合软化剂的加入量为橡胶并用混合物质量的的7-8％。
进一步的改进，所述步骤三中，复合硫化剂的加入两为橡胶并用混合物质量的2-3％。
一种上述高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法制得的高耐寒氢化丁腈橡胶材料。
本发明的优点：
本发明采用硅橡胶(VMQ)、氟橡胶(FKM)对氢化丁腈橡胶进行并用改性；根据软化剂的作用原理，采用复配软化剂提高氢化丁腈橡胶的分子链柔顺性，降低其玻璃化温度(Tg),提高氢化丁腈橡胶的耐寒性能。通过不同的硫化体系复配硫化，使交联分子链中存在不同的交联键，即保证了氢化丁腈橡胶的力学性能、耐油性能、耐化学腐蚀性能，也提高了其耐低温性能；通过硫化工艺的调整，提高氢化丁腈橡胶的耐低温性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、橡胶并用：采用硅橡胶和氟橡胶与氢化丁腈橡胶混合进行并用改性得到橡胶并用混合物；其中硅橡胶和氟橡胶与氢化丁腈橡胶的质量比为7:4:85；
步骤二、向橡胶并用混合物中加入7％的复合软化剂软化，得到软化后橡胶；复合软化剂中的二甲酸二丁酯、葵二酸二辛酯、己二酸二辛酯和聚已二酸乙二醇酯的质量比为2:3:1:2；
步骤三、向软化后橡胶中加入2％复合硫化剂进行硫化，使得软化后橡胶形成碳碳交联键和碳硫交联键得到高耐寒氢化丁腈橡胶材料；复合硫化剂包括硫磺和二硫化四甲基秋兰姆，硫磺和二硫化四甲基秋兰姆硫磺和二硫化四甲基秋兰姆的质量比为3:0.5。
根据GB/T 6034—1985《硫化橡胶压缩耐寒系数的测定》检测其压缩耐寒系数为0.39.
实施例2
一种高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、橡胶并用：采用硅橡胶和氟橡胶与氢化丁腈橡胶混合进行并用改性得到橡胶并用混合物；其中硅橡胶和氟橡胶与氢化丁腈橡胶的质量比为10:5:95；
步骤二、向橡胶并用混合物中加入8％的复合软化剂软化，得到软化后橡胶；复合软化剂中的二甲酸二丁酯、葵二酸二辛酯、己二酸二辛酯和聚已二酸乙二醇酯的质量比为3:6:2:4；
步骤三、向软化后橡胶中加入3％复合硫化剂进行硫化，使得软化后橡胶形成碳碳交联键和碳硫交联键得到高耐寒氢化丁腈橡胶材料；复合硫化剂包括氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯，氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为4:1。根据GB/T 6034—1985《硫化橡胶压缩耐寒系数的测定》检测其压缩耐寒系数为0.41。
其均大于现有氢化丁腈橡胶材料的压缩耐寒系数0.21-025。因此其具有优良的耐寒性能。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (8)
1.一种高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、橡胶并用：采用硅橡胶和氟橡胶与氢化丁腈橡胶混合进行并用改性得到橡胶并用混合物；其中硅橡胶和氟橡胶与氢化丁腈橡胶的质量比为7-10:4-5:85-95；
步骤二、向橡胶并用混合物中加入复合软化剂软化，得到软化后橡胶；
步骤三、向软化后橡胶中加入复合硫化剂进行硫化，使得软化后橡胶形成碳碳交联键和碳硫交联键得到高耐寒氢化丁腈橡胶材料。
2.如权利要求1所述的高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述复合软化剂包括二甲酸二丁酯、葵二酸二辛酯、己二酸二辛酯和聚已二酸乙二醇酯；二甲酸二丁酯、葵二酸二辛酯、己二酸二辛酯和聚已二酸乙二醇酯的质量比为2-3:3-6:1-2:2-4。
3.如权利要求1所述的高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述复合硫化剂为过氧化物硫化体系或硫磺硫化体系。
4.如权利要求3所述的高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述过氧化物硫化体系包括过氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯；氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为4-6:1-3。
5.如权利要求3所述的高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述硫磺硫化体系包括硫磺和二硫化四甲基秋兰姆；硫磺和二硫化四甲基秋兰姆的质量比为3-4:0.5-1。
6.如权利要求1所述的高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，复合软化剂的加入量为橡胶并用混合物质量的的7-8％。
7.如权利要求1所述的高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，复合硫化剂的加入两为橡胶并用混合物质量的2-3％。
8.一种权利要求1-8任一所述高耐寒氢化丁腈橡胶材料的制备方法制得的高耐寒氢化丁腈橡胶材料。
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