CN115490977A

CN115490977A - 一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料

Info

Publication number: CN115490977A
Application number: CN202211115086.3A
Authority: CN
Inventors: 沈夏雨; 施明烁; 陈诗江; 张林星
Original assignee: Wuhu Naizi Auto Parts Co ltd; Zhejiang Gunai Rubber & Plastic Science & Technology Co ltd
Current assignee: Wuhu Naizi Auto Parts Co ltd; Zhejiang Gunai Rubber & Plastic Science & Technology Co ltd
Priority date: 2022-09-14
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2022-12-20

Abstract

本发明涉及橡胶类聚合物复合材料技术领域，且公开了一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料。本发明的丙烯酸酯橡胶材料，组分分别是：丙烯酸酯橡胶100份、防老剂2－6份、防焦剂0.5－2份、硬脂酸1－2份、硫化剂及促进剂2－8份、导电炭黑20－40份、炭黑10－40份、硅酸盐10－30份、聚酯增塑剂5－15份、偶联剂1－3份、超导炭黑20－40份。按配方量将各组分(硫化促进剂除外)加入密炼机或开炼机中，制成用于电机轴承密封的丙烯酸酯橡胶材料，此材料具有较好的耐油性、耐磨性及耐热性，还可以通过调整原料分别制成抗静电轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料和新能源电机轴承密封的高导电性丙烯酸酯橡胶复合材料，解决了电机轴承电腐蚀的危害，减少电机发生故障的几率。

Description

一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料

技术领域

本发明涉及用于新能源汽车密封橡胶材料，属于橡胶类聚合物复合材料技术领域，具体地说是一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料。

背景技术

丙烯酸酯橡胶(ACM)，以丙烯酸酯为主要单体经共聚而成的一种合成橡胶，具有耐高温、耐油、抗臭氧和耐紫外线辐射等特殊性能，是一种耐热、耐油的特种橡胶。主要用于汽车各种耐热耐油密封圈、衬垫和油封等地方。

新能源汽车电机轴承使用工况为：长期暴露在电刷磨损粉及来自外部灰尘的环境中，同时抵抗电机运转时内部的高电压放电造成的电腐蚀，在高温、高载荷下从低速到高速运转，需要高的可靠性。电机运行时转轴两端之间或轴与轴承之间产生的电位差叫做轴电压，若轴两端通过电机机座等构成回路，则轴电压形成了电流。轴电流是轴承电压通过电机轴、轴承、定子机座或辅助装置构成闭合回路产生的。

在正常情况下，电动机的轴电压较低，轴承内的润滑油膜能起到绝缘作用，不会产生轴电流。但当轴电压较高，或电机起动瞬间油膜未稳定形成时，轴电压将使润滑油膜放电击穿形成回路产生轴电流。轴电流局部放电能量产生的高温，可以融化轴承内圈、外圈或滚珠上许多微小区域，并形成凹槽，从而产生噪声，振动。若不能及时发现处理将导致轴承失效，对生产带来极大的影响。电腐蚀可能导致滚道和滚动体的损坏及润滑剂的老化，从而引起电机或发电机过早发生故障，造成维修费用的增加甚至带来停机停产等造成的损失。要解决轴承电腐蚀的最佳方案，就是导走轴电流，阻止产生局部放电，将轴承密封做成一个半导体材质，在阻挡外部灰尘的同时还能导走轴电流，轴承内使用导电油脂，提高导电性。由于丙烯酸酯橡胶绝缘性能较差，适合做成导电橡胶，用作电机轴承密封。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料，通过添加不同的橡胶助剂、导电填料、硫化促进剂在密炼机或开炼机上制成用于电机轴承密封的丙烯酸酯橡胶材料，此材料具有较好的耐油性、耐磨性及耐热性，又解决了电机轴承电腐蚀的危害，减少电机发生故障的几率，具有很好的经济效益和广阔的市场应用前景。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：所述复合材料有用于抗静电轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料(A)和用于新能源电机轴承密封的高导电性丙烯酸酯橡胶复合材料(B)两种，A由如下质量配比的原料组成：丙烯酸酯橡胶100份、防老剂2－6份、防焦剂0.5－2份、硬脂酸1－2份、硫化剂及促进剂2－8份、导电炭黑20－40份、炭黑10－40份、硅酸盐10－30份、聚酯增塑剂5－15份、偶联剂1－3份。B由如下质量配比的原料组成：丙烯酸酯橡胶100份、防老剂2－8份、防焦剂0.5－2份、硬脂酸1－2份、硫化剂及促进剂2－8份、炭黑10－30份、超导炭黑20－40份、聚酯增塑剂5－20份。

优选的，A橡胶原料中：所述防老剂为橡胶防老剂MB、防老剂4010NA或防老剂445；所述防焦剂为橡胶防焦剂CTP或E/C；所述硅酸盐为白炭黑、滑石粉、硅藻土或陶土；所述偶联剂为双－(γ－三乙氧基硅基丙基)四硫化物或γ－巯丙基三甲基硅烷；所述硫化剂及促进剂为三嗪硫化体系(TCY)或季铵盐硫化系统(NPC－50)；所述聚酯增塑剂为已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯、已二酸聚酯或癸二酸二辛酯。

优选的，B橡胶原料中：所述防老剂为橡胶防老剂MB、防老剂4010NA或防老剂445；所述防焦剂为橡胶防焦剂CTP或E/C；所述硫化剂及促进剂为三嗪硫化体系(TCY)或季铵盐硫化系统(NPC－50)；所述聚酯增塑剂为已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯、已二酸聚酯或癸二酸二辛酯。

优选的，防老剂可以吸收外界影响产生的自由基，从而阻止降解或交联的进一步发生；或者析出于橡胶表面，形成保护膜，阻挡外界的影响。橡胶防焦剂可以防止橡胶胶料在加工过程中产生的硫化现象。硫化剂可以与生胶发生化学反应，使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，使从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等优良性能。

优选的，A材料最优配比的原料组成：丙烯酸酯橡胶100份、防老剂445型2份、防焦剂CTP 0.5份、硬脂酸1.5份、硫化剂及促进剂5份、炭黑35份、导电炭黑25份、陶土20份、已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯5份、偶联剂γ－巯丙基三甲基硅烷1份。该配方制成的丙烯酸酯橡胶复合材料，具有一定的导电作用，可用于低导电性要求轴承，消除静电影响。所述硫化剂及促进剂为NPC－50、TCY、硬脂酸钠以1.5：0.5：3的质量比混合。

优选的，B材料最优配比的原料组成：丙烯酸酯橡胶100份、防老剂445型2份、防焦剂CTP 0.5份、硬脂酸1.5份、硫化剂及促进剂5份、炭黑15份、超导炭黑20份、已二酸聚酯10份。该配方制成的丙烯酸酯橡胶复合材料，导电性能优良，既有橡胶材料的密封作用，又具有导电材料优良的导电性，可用于导电性要求要求较高的新能源电机轴承，降低电腐蚀对轴承造成的不良影响所述硫化剂及促进剂为NPC－50、TCY、硬脂酸钠以1.5：0.5：3的质量比混合。

优选的，在制备方法上包括以下步骤：

S1、按比例称取原料。开炼机预热，调节辊距保证辊上方的堆积胶量，尽量使胶料包前辊。

S2、依次将上述丙烯酸酯橡胶、硬脂酸、防老剂、防焦剂、炭黑、超导炭黑或导电碳黑、硫化剂及促进剂、硅酸盐、聚酯增塑剂、偶联剂、聚酯增塑剂加入到开炼机中。

S3、待吃料完毕后，采用三角包法、斜刀法等进行切割翻炼。

S4、结束混炼并出片，获得该发明所述的丙烯酸酯橡胶复合材料。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过添加不同的橡胶助剂、导电填料、硫化促进剂制成用于电机轴承密封的丙烯酸酯橡胶材料，此材料具有较好的耐油性、耐磨性及耐热性，又解决了电机轴承电腐蚀的危害，减少电机发生故障的几率，具有很好的经济效益和广阔的市场应用前景，应用前景广阔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

实施例1

用于抗静电轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料

称量：丙烯酸酯橡胶200克，硬脂酸3克，防老剂445型4克，防焦剂CTP 1克，陶土40克，炭黑70克，导电碳黑50克，偶联剂γ－巯丙基三甲基硅烷2克，已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯10克，促进剂NPC－50型3克，硫化剂TCY 1克，促进剂硬脂酸钠6克。

混炼：保持XK－160开炼机辊温30－50℃，调节辊距1－2mm左右或保证辊上方的堆积胶量占总生胶量的1/4－1/3，尽量使胶料包前辊，依次将上述丙烯酸酯橡胶、硬脂酸、防老剂445、防焦剂CTP、炭黑、导电碳黑、陶土、偶联剂γ－巯丙基三甲基硅烷、已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯、NPC－50、TCY、硬脂酸钠加入到开炼机中，待吃料完毕后，采用三角包法、斜刀法等进行切割翻炼，最后薄通3－5遍后才能结束混炼并出片，胶料停放8－24h后翻炼出片，获得所述用于抗静电轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料，用于硫化压制标准实验试片，然后进行性能检测。

性能测试：将上述制备的用于抗静电轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料进行常规、热空气老化、压缩永久变形及导电性性能测试，结果见表1所示。

表1抗静电密封丙烯酸酯橡胶复合材料性能

实施例2

称量：丙烯酸酯橡胶200克，硬脂酸3克，防老剂445型4克，防焦剂CTP 1克，炭黑30克，超导炭黑40克，已二酸聚酯20克，促进剂NPC－50型3克，硫化剂TCY 1克，促进剂硬脂酸钠6克。

混炼：保持XK－160开炼机辊温30－50℃，调节辊距1－2mm左右或保证辊上方的堆积胶量占总生胶量的1/4－1/3，尽量使胶料包前辊，依次将上述丙烯酸酯橡胶，硬脂酸，防老剂445，防焦剂CTP，炭黑，超导炭黑，已二酸聚酯，促进剂NPC－50，硫化剂TCY，促进剂硬脂酸钠加入到开炼机中，待吃料完毕后，采用三角包法、斜刀法等进行切割翻炼，最后薄通3－5遍后才能结束混炼并出片，胶料停放8－24h后翻炼出片，获得所述用于抗静电轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料，用于硫化压制标准实验试片，然后进行性能检测。

性能测试：将上述制备的用于抗静电轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料进行常规、热空气老化、压缩永久变形及导电性性能测试，结果见表2所示。

表2新能源汽车电机轴承密封丙烯酸酯橡胶复合材料性能

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料，其特征在于，所述复合材料有用于抗静电轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料(A)和用于新能源电机轴承密封的高导电性丙烯酸酯橡胶复合材料(B)两种，A材料由如下质量配比的原料组成：丙烯酸酯橡胶100份、防老剂2－6份、防焦剂0.5－2份、硬脂酸1－2份、硫化剂及促进剂2－8份、导电炭黑20－40份、炭黑10－40份、硅酸盐10－30份、聚酯增塑剂5－15份、偶联剂1－3份。B材料由如下质量配比的原料组成：丙烯酸酯橡胶100份、防老剂2－8份、防焦剂0.5－2份、硬脂酸1－2份、硫化剂及促进剂2－8份、炭黑10－30份、超导炭黑20－40份、聚酯增塑剂5－20份。

2.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料，其特征在于，A橡胶原料中：所述防老剂为橡胶防老剂MB、防老剂4010NA或防老剂445；所述防焦剂为橡胶防焦剂CTP或E/C；所述硅酸盐为白炭黑、滑石粉、硅藻土或陶土；所述偶联剂为双－(γ－三乙氧基硅基丙基)四硫化物或γ－巯丙基三甲基硅烷；所述硫化剂及促进剂为三嗪硫化体系(TCY)或季铵盐硫化系统(NPC－50)；所述聚酯增塑剂为已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯、已二酸聚酯或癸二酸二辛酯。

3.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料，其特征在于，B橡胶原料中：所述防老剂为橡胶防老剂MB、防老剂4010NA或防老剂445；所述防焦剂为橡胶防焦剂CTP或E/C；所述硫化剂及促进剂为三嗪硫化体系(TCY)或季铵盐硫化系统(NPC－50)；所述聚酯增塑剂为已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯、已二酸聚酯或癸二酸二辛酯。

4.根据权利要求3所述的一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料，A橡胶配方制成的丙烯酸酯橡胶复合材料，其特征在于，该配方制成的丙烯酸酯橡胶复合材料，具有一定的导电作用，可用于低导电性要求轴承，消除静电影响。

5.根据权利要求3所述的一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料，B橡胶配方制成的丙烯酸酯橡胶复合材料，其特征在于，导电性能优良，既有橡胶材料的密封作用，又具有导电材料优良的导电性，可用于导电性要求要求较高的新能源电机轴承，降低电腐蚀对轴承造成的不良影响。

6.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车密封的导电丙烯酸酯橡胶材料的制备工艺，其特征在于，制备方法上包括以下步骤：

S1、按配方量将各组分(硫化促进剂除外)加入密炼机或开炼机中，操作温度30－130℃，操作时间10－35分钟。

S2、再在开炼机上加入本发明的硫化促进剂组分，操作温度30－70℃，操作时间12－20分钟。

S3、停放24h，获得所述用于新能源汽车电机轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料。