CN116063802B - 一种耐高温抗老化橡胶密封圈及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡胶密封圈技术领域，公开了一种耐高温抗老化橡胶密封圈及其制备方法：所述橡胶密封圈包括以下组分：按质量份数计，三元乙丙橡胶60‑80份、茂金属聚烯烃弹性体20‑30份、硫化剂5‑8份、促进剂2‑5份、多功能改性白炭黑20‑36份和增塑剂3‑5份；本发明通过将N‑(4‑苯胺基苯基)马来酰亚胺上的乙烯基与N‑乙酰‑L‑半胱氨酸上的巯基发生硫醇‑烯点击化学反应，接着通过N‑乙酰‑L‑半胱氨酸上的羧基与硅烷偶联剂上的氨基反应，再通过加入白炭黑与硅烷偶联剂交联，制备得到的多功能改性白炭黑；将其与三元乙丙橡胶和其他助剂混炼，硫化，成功制备一种具有耐高温、耐老化、高强度橡胶密封圈。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶密封圈技术领域，具体为一种耐高温抗老化橡胶密封圈及其制备方法。
背景技术
随着科技的不断发展，橡胶密封圈所应用的环境中也渐渐存在着高温、高压、潮湿、臭氧、液体腐蚀和镭射等因素，这些环境不同程度导致橡胶密封圈出现松动、老化、易碎和疲劳等现象，导致其自身的力学性能达不到实际生产所需要求，一旦密封圈的作用失效，将会导致设备的正常运作；
因此，需要发明一种具有耐高温、抗老化的橡胶密封圈具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温抗老化橡胶密封圈及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种耐高温抗老化橡胶密封圈的制备方法：
S1：制备多功能改性白炭黑；
将防老剂和N-乙酰-L-半胱氨酸分别溶解于四氢呋喃和乙醇中，将两种溶解溶液混合均匀加入光引发剂，在室温下用紫外线灯光照射1-1.5h，与室温下待溶剂挥发后，置于50-55℃烘箱中真空干燥18-24h，得到多功能产物；
将多功能产物和N，N’-羰基二咪唑加入到二氯甲烷中，在冰浴下反应30-45min；加入硅烷偶联剂于室温下反应24-36h，得到多功能偶联剂；
将白炭黑超声分散在乙醇溶液中，用氨水调节pH9-10，加入多功能偶联剂在氮气保护下加热至50-55℃反应3-4h，离心，过滤，洗涤，于45-50℃烘箱中真空干燥24-48h，得到多功能改性白炭黑；
S2：制备橡胶密封圈；
将三元乙丙橡胶和茂金属聚烯烃弹性体混炼，先后加入硫化剂、促进剂、多功能改性白炭黑和增塑剂混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中硫化，压片，裁切，精加工处理，得到橡胶密封圈。
进一步的，所述硫化剂为DTDM、CDP中任意一种。
进一步的，所述促进剂为TAIC、TMTD中任意一种。
进一步的，所述增塑剂为低分子量聚异丁烯、低分子量聚丁二烯中任意一种。
进一步的，所述混炼温度为100-110℃，时间为15-20min。
进一步的，所述硫化温度为145-155℃，时间为5-10min。
进一步的，所述防老剂：N-乙酰-L-半胱氨酸的质量比为1：(0.4-0.8)；光引发剂加入量为N-乙酰-L-半胱氨酸质量的5.5-7.3％。
进一步的，所述多功能产物：N，N’-羰基二咪唑：硅烷偶联剂的质量比为1：(0.23-0.29)：(0.34-0.40)。
进一步的，所述白炭黑：多功能偶联剂的质量比为1：(0.2-0.25)。
进一步的，所述橡胶密封圈包括以下组分：
按质量份数计，三元乙丙橡胶60-80份、茂金属聚烯烃弹性体20-30份、硫化剂5-8份、促进剂2-5份、多功能改性白炭黑20-36份和增塑剂3-5份。
进一步的，所述防老剂为N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺和N-—(苯甲酸-3，5-二叔丁基羟苯甲酯)马来酰亚胺中任意一种。
进一步的，所述光引发剂为苯偶酰双甲醚。
进一步的，所述硅烷偶联剂为氨丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷中任意一种。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过将N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺上的乙烯基与N-乙酰-L-半胱氨酸上的巯基发生硫醇-烯点击化学反应，成功将N-乙酰-L-半胱氨酸接枝在N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺的侧链，接枝的N-乙酰-L-半胱氨酸上的侧链与侧链之间的氨基与羰基发生强氢键作用形成的物理交联点，这些交联点随着N-乙酰-L-半胱氨酸接枝含量的增加，极大程度上限制了分子链之间的相对滑动，使得分子链与链之间交联更加紧密，大大增加了材料的力学性能；同时，由于接枝N-乙酰-L-半胱氨酸的侧链之间的氢键，当在受热分解的过程中，氢键受热解离需要吸收大量的能力，进一步提高了材料的耐热性能。
本发明接着通过N-乙酰-L-半胱氨酸上的羧基与硅烷偶联剂上的氨基反应，再通过加入白炭黑与硅烷偶联剂交联，成功制备一种具有耐高温、耐老化、高强度和疏水性的多功能改性白炭黑；与传统硅烷偶联剂改性白炭黑后加入防老剂MC与橡胶混炼相比，多功能改性白炭黑在橡胶集体中分散性能增强，对其他橡胶基体中的助剂吸附作用降低，大大提高了材料的力学性能；将防老剂MC通过与白炭黑的间接接枝，解决了传统防老剂加入橡胶基体后易游离导致硫化不完全，力学和耐热性能降低的问题，使得制备得到的橡胶圈具有耐高温、抗老化等性能的同时还具有较强的力学性能。
具体实施方式
下面将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。
以下实施例中，N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺由上海麦克林生化科技股份有限公司提供；N-乙酰-L-半胱氨酸由湖北优益澄实业有限公司提供；苯偶酰双甲醚由恒桥产业股份有限公司提供；N，N’-羰基二咪唑由南通萧畅医药贸易有限公司提供；氨丙基三甲氧基硅烷由上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供；三元乙丙橡胶由武汉卡米克科技有限公司提供；茂金属聚烯烃弹性体由广州晋凯化工有限公司提供；DTDM由天津希恩思生化科技有限公司；TAIC由上海拓径新材料科技股份有限公司提供；低分子量聚异丁烯由上海麦克林生化科技股份有限公司提供，货号P875576，分子量为1300。
实施例1
S1：制备多功能改性白炭黑；
将10gN-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺和4gN-乙酰-L-半胱氨酸分别溶解于300mL四氢呋喃和250mL乙醇中，将两种溶解溶液混合均匀加入0.22g苯偶酰双甲醚，在室温下用紫外线灯光照射1h，与室温下待溶剂挥发后，置于50℃烘箱中真空干燥24h，得到多功能产物；
将10g多功能产物和2.3gN，N’-羰基二咪唑加入到二氯甲烷中，在冰浴下反应45min；加入3.4g氨丙基三甲氧基硅烷于室温下反应24h，得到多功能偶联剂；
将10g白炭黑超声分散在81％乙醇溶液中，用氨水调节溶液pH为10，加入2g多功能偶联剂在氮气保护下加热至50℃反应4h，离心，过滤，洗涤，于50℃烘箱中真空干燥48h，得到多功能改性白炭黑；
S2：制备橡胶密封圈；
将60g三元乙丙橡胶和20g茂金属聚烯烃弹性体在100℃下混炼10min，先后加入5gDTDM、2gTAIC、20g多功能改性白炭黑和3g低分子量聚异丁烯混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中150℃硫化5min，压片，裁切，精加工处理修剪打磨橡胶边缘，得到橡胶密封圈。
试验：
老化性能测试：
根据GB/T 3512规定，将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将哑铃片试样分成两组，一组按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；将另一组放入175℃老化烘箱中，老化96h后冷却，按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；
高温性能测试：
将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将试样在175℃的烘箱中预热10-15min，根据HGT3868-2008规定，以500mm/min±20mm/min拉伸速度拉伸试样，直至拉断。
实验数据见下表1。
实施例2
S1：制备多功能改性白炭黑；
将10gN-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺和6gN-乙酰-L-半胱氨酸分别溶解于300mL四氢呋喃和250mL乙醇中，将两种溶解溶液混合均匀加入0.40g苯偶酰双甲醚，在室温下用紫外线灯光照射1h，与室温下待溶剂挥发后，置于50℃烘箱中真空干燥24h，得到多功能产物；
将10g多功能产物和2.6gN，N’-羰基二咪唑加入到二氯甲烷中，在冰浴下反应45min；加入3.6g氨丙基三甲氧基硅烷于室温下反应24h，得到多功能偶联剂；
将10g白炭黑超声分散在81％乙醇溶液中，用氨水调节溶液pH为10，加入2.3g多功能偶联剂在氮气保护下加热至50℃反应4h，离心，过滤，洗涤，于50℃烘箱中真空干燥48h，得到多功能改性白炭黑；
S2：制备橡胶密封圈；
将60g三元乙丙橡胶和20g茂金属聚烯烃弹性体在100℃下混炼10min，先后加入5gDTDM、2gTAIC、20g多功能改性白炭黑和3g低分子量聚异丁烯混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中150℃硫化5min，压片，裁切，精加工处理修剪打磨橡胶边缘，得到橡胶密封圈。
试验：
老化性能测试：
根据GB/T 3512规定，将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将哑铃片试样分成两组，一组按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；将另一组放入175℃老化烘箱中，老化96h后冷却，按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；
高温性能测试：
将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将试样在175℃的烘箱中预热10-15min，根据HGT3868-2008规定，以500mm/min±20mm/min拉伸速度拉伸试样，直至拉断。
实验数据见下表1。
实施例3
S1：制备多功能改性白炭黑；
将10gN-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺和8gN-乙酰-L-半胱氨酸分别溶解于300mL四氢呋喃和250mL乙醇中，将两种溶解溶液混合均匀加入0.58g苯偶酰双甲醚，在室温下用紫外线灯光照射1h，与室温下待溶剂挥发后，置于50℃烘箱中真空干燥24h，得到多功能产物；
将10g多功能产物和2.9gN，N’-羰基二咪唑加入到二氯甲烷中，在冰浴下反应45min；加入4g氨丙基三甲氧基硅烷于室温下反应24h，得到多功能偶联剂；
将10g白炭黑超声分散在81％乙醇溶液中，用氨水调节溶液pH为10，加入2.5g多功能偶联剂在氮气保护下加热至50℃反应4h，离心，过滤，洗涤，于50℃烘箱中真空干燥48h，得到多功能改性白炭黑；
S2：制备橡胶密封圈；
将60g三元乙丙橡胶和20g茂金属聚烯烃弹性体在100℃下混炼10min，先后加入5gDTDM、2gTAIC、20g多功能改性白炭黑和3g低分子量聚异丁烯混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中150℃硫化5min，压片，裁切，精加工处理修剪打磨橡胶边缘，得到橡胶密封圈。
试验：
老化性能测试：
根据GB/T 3512规定，将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将哑铃片试样分成两组，一组按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；将另一组放入175℃老化烘箱中，老化96h后冷却，按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；
高温性能测试：
将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将试样在175℃的烘箱中预热10-15min，根据HGT3868-2008规定，以500mm/min±20mm/min拉伸速度拉伸试样，直至拉断。
实验数据见下表1。
实施例4
S1：制备多功能改性白炭黑；
将10gN-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺和4gN-乙酰-L-半胱氨酸分别溶解于300mL四氢呋喃和250mL乙醇中，将两种溶解溶液混合均匀加入0.22g苯偶酰双甲醚，在室温下用紫外线灯光照射1h，与室温下待溶剂挥发后，置于50℃烘箱中真空干燥24h，得到多功能产物；
将10g多功能产物和2.3gN，N’-羰基二咪唑加入到二氯甲烷中，在冰浴下反应45min；加入3.4g氨丙基三甲氧基硅烷于室温下反应24h，得到多功能偶联剂；
将10g白炭黑超声分散在81％乙醇溶液中，用氨水调节溶液pH为10，加入2g多功能偶联剂在氮气保护下加热至50℃反应4h，离心，过滤，洗涤，于50℃烘箱中真空干燥48h，得到多功能改性白炭黑；
S2：制备橡胶密封圈；
将65g三元乙丙橡胶和25g茂金属聚烯烃弹性体在100℃下混炼10min，先后加入6gDTDM、3gTAIC、25g多功能改性白炭黑和4g低分子量聚异丁烯混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中150℃硫化5min，压片，裁切，精加工处理修剪打磨橡胶边缘，得到橡胶密封圈。
试验：
老化性能测试：
根据GB/T 3512规定，将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将哑铃片试样分成两组，一组按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；将另一组放入175℃老化烘箱中，老化96h后冷却，按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；
高温性能测试：
将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将试样在175℃的烘箱中预热10-15min，根据HGT3868-2008规定，以500mm/min±20mm/min拉伸速度拉伸试样，直至拉断。
实验数据见下表1。
实施例5
S1：制备多功能改性白炭黑；
将10gN-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺和4gN-乙酰-L-半胱氨酸分别溶解于300mL四氢呋喃和250mL乙醇中，将两种溶解溶液混合均匀加入0.22g苯偶酰双甲醚，在室温下用紫外线灯光照射1h，与室温下待溶剂挥发后，置于50℃烘箱中真空干燥24h，得到多功能产物；
将10g多功能产物和2.3gN，N’-羰基二咪唑加入到二氯甲烷中，在冰浴下反应45min；加入3.4g氨丙基三甲氧基硅烷于室温下反应24h，得到多功能偶联剂；
将10g白炭黑超声分散在81％乙醇溶液中，用氨水调节溶液pH为10，加入2g多功能偶联剂在氮气保护下加热至50℃反应4h，离心，过滤，洗涤，于50℃烘箱中真空干燥48h，得到多功能改性白炭黑；
S2：制备橡胶密封圈；
将70g三元乙丙橡胶和28g茂金属聚烯烃弹性体在100℃下混炼10min，先后加入7gDTDM、4gTAIC、30g多功能改性白炭黑和4g低分子量聚异丁烯混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中150℃硫化5min，压片，裁切，精加工处理修剪打磨橡胶边缘，得到橡胶密封圈。
试验：
老化性能测试：
根据GB/T 3512规定，将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将哑铃片试样分成两组，一组按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；将另一组放入175℃老化烘箱中，老化96h后冷却，按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；
高温性能测试：
将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将试样在175℃的烘箱中预热10-15min，根据HGT3868-2008规定，以500mm/min±20mm/min拉伸速度拉伸试样，直至拉断。
实验数据见下表1。
实施例6
S1：制备多功能改性白炭黑；
将10gN-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺和4gN-乙酰-L-半胱氨酸分别溶解于300mL四氢呋喃和250mL乙醇中，将两种溶解溶液混合均匀加入0.22g苯偶酰双甲醚，在室温下用紫外线灯光照射1h，与室温下待溶剂挥发后，置于50℃烘箱中真空干燥24h，得到多功能产物；
将10g多功能产物和2.3gN，N’-羰基二咪唑加入到二氯甲烷中，在冰浴下反应45min；加入3.4g氨丙基三甲氧基硅烷于室温下反应24h，得到多功能偶联剂；
将10g白炭黑超声分散在81％乙醇溶液中，用氨水调节溶液pH为10，加入2g多功能偶联剂在氮气保护下加热至50℃反应4h，离心，过滤，洗涤，于50℃烘箱中真空干燥48h，得到多功能改性白炭黑；
S2：制备橡胶密封圈；
将75g三元乙丙橡胶和30g茂金属聚烯烃弹性体在100℃下混炼10min，先后加入7gDTDM、4gTAIC、36g多功能改性白炭黑和7g低分子量聚异丁烯混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中150℃硫化5min，压片，裁切，精加工处理修剪打磨橡胶边缘，得到橡胶密封圈。
试验：
老化性能测试：
根据GB/T 3512规定，将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将哑铃片试样分成两组，一组按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；将另一组放入175℃老化烘箱中，老化96h后冷却，按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；
高温性能测试：
将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将试样在175℃的烘箱中预热10-15min，根据HGT3868-2008规定，以500mm/min±20mm/min拉伸速度拉伸试样，直至拉断。
实验数据见下表1。
对比例1
S1：制备多功能改性白炭黑；
将10gN-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺和2.3gN，N’-羰基二咪唑加入到二氯甲烷中，在冰浴下反应45min；加入3.4gγ-巯丙基三甲氧基硅烷于室温下反应24h，得到多功能偶联剂；
将10g白炭黑超声分散在81％乙醇溶液中，用氨水调节溶液pH为10，加入2g多功能偶联剂在氮气保护下加热至50℃反应4h，离心，过滤，洗涤，于50℃烘箱中真空干燥48h，得到多功能改性白炭黑；
S2：制备橡胶密封圈；
将60g三元乙丙橡胶和20g茂金属聚烯烃弹性体在100℃下混炼10min，先后加入5gDTDM、2gTAIC、20g多功能改性白炭黑和3g低分子量聚异丁烯混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中150℃硫化5min，压片，裁切，精加工处理修剪打磨橡胶边缘，得到橡胶密封圈。
试验：
老化性能测试：
根据GB/T 3512规定，将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将哑铃片试样分成两组，一组按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；将另一组放入175℃老化烘箱中，老化96h后冷却，按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；
高温性能测试：
将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将试样在175℃的烘箱中预热10-15min，根据HGT3868-2008规定，以500mm/min±20mm/min拉伸速度拉伸试样，直至拉断。
实验数据见下表1。
对比例2
S1：制备多功能改性白炭黑；
将10gN-乙酰-L-半胱氨酸和2.3gN，N’-羰基二咪唑加入到二氯甲烷中，在冰浴下反应45min；加入3.4g氨丙基三甲氧基硅烷于室温下反应24h，得到多功能偶联剂；
将10g白炭黑超声分散在81％乙醇溶液中，用氨水调节溶液pH为10，加入2g多功能偶联剂在氮气保护下加热至50℃反应4h，离心，过滤，洗涤，于50℃烘箱中真空干燥48h，得到多功能改性白炭黑；
S2：制备橡胶密封圈；
将60g三元乙丙橡胶和20g茂金属聚烯烃弹性体在100℃下混炼10min，先后加入5gDTDM、2gTAIC、20g多功能改性白炭黑、10gN-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺和3g低分子量聚异丁烯混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中150℃硫化5min，压片，裁切，精加工处理修剪打磨橡胶边缘，得到橡胶密封圈。
试验：
老化性能测试：
根据GB/T 3512规定，将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将哑铃片试样分成两组，一组按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；将另一组放入175℃老化烘箱中，老化96h后冷却，按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；
高温性能测试：
将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将试样在175℃的烘箱中预热10-15min，根据HGT3868-2008规定，以500mm/min±20mm/min拉伸速度拉伸试样，直至拉断。
实验数据见下表1。
对比例3
S1：制备橡胶密封圈；
将60g三元乙丙橡胶和20g茂金属聚烯烃弹性体在100℃下混炼10min，先后加入5gDTDM、2gTAIC、20g白炭黑、10gN-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺、N-乙酰-L-半胱氨酸5g和3g低分子量聚异丁烯混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中150℃硫化5min，压片，裁切，精加工处理修剪打磨橡胶边缘，得到橡胶密封圈。
试验：
老化性能测试：
根据GB/T 3512规定，将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将哑铃片试样分成两组，一组按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；将另一组放入175℃老化烘箱中，老化96h后冷却，按照GB/T 1040-92在温度为25±1℃，拉伸速度为500mm/min条件下测试力学性能；
高温性能测试：
将试验所述测试样品制成GB/T 528中所规定的哑铃片试样，将试样在175℃的烘箱中预热10-15min，根据HGT3868-2008规定，以500mm/min±20mm/min拉伸速度拉伸试样，直至拉断。
实验数据见下表1。
结论：实施例1-5中实施例5制备得到的橡胶密封圈具有优异的耐热性能和力学性能；
对比例1中，未加入N-乙酰-L-半胱氨酸，直接将N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺接枝KH590硅烷偶联剂后在与白炭黑反应制备得到多功能改性白炭黑，导致制备得到的橡胶密封圈耐热性能和力学性能降低；
对比例2中，直接将N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺加入到橡胶基体的混炼过程中，导致制备得到的橡胶密封圈耐热性能和力学性能降低；
对比例3中，直接将N-乙酰-L-半胱氨酸和N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺加入到橡胶基体的混炼过程中，导致制备得到的橡胶密封圈耐热性能和力学性能降低。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种耐高温抗老化橡胶密封圈的制备方法，其特征在于：
S1：制备多功能改性白炭黑；
将防老剂和N-乙酰-L-半胱氨酸分别溶解于四氢呋喃和乙醇中，将两种溶解溶液混合均匀加入光引发剂，在室温下用紫外线灯光照射1-1.5h，待溶剂挥发后真空干燥，得到多功能产物；
将多功能产物和N，N’-羰基二咪唑加入到二氯甲烷中，在冰浴下反应30-45min；加入硅烷偶联剂于室温下反应24-36h，得到多功能偶联剂；
将白炭黑超声分散在乙醇溶液中，调节pH，加入多功能偶联剂在氮气保护下加热至50-55℃反应3-4h，离心，过滤，洗涤，干燥，得到多功能改性白炭黑；
S2：制备橡胶密封圈；
将三元乙丙橡胶和茂金属聚烯烃弹性体混炼，先后加入硫化剂、促进剂、多功能改性白炭黑和增塑剂混合均匀，得到混炼胶；
将混炼胶置于硫化设备中硫化，压片，裁切，精加工处理，得到橡胶密封圈；
步骤S1中，防老剂：N-乙酰-L-半胱氨酸的质量比为1：(0.4-0.8)；光引发剂加入量为N-乙酰-L-半胱氨酸质量的5.5-7.3％；
步骤S2中，所述橡胶密封圈包括以下组分：
按质量份数计，三元乙丙橡胶60-80份、茂金属聚烯烃弹性体20-30份、硫化剂5-8份、促进剂2-5份、多功能改性白炭黑20-36份和增塑剂3-5份；
步骤S1中，所述防老剂为N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺和N-(苯甲酸-3，5-二叔丁基羟苯甲酯)马来酰亚胺中任意一种。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温抗老化橡胶密封圈的制备方法，其特征在于：步骤S1中，多功能产物：N，N’-羰基二咪唑：硅烷偶联剂的质量比为1：(0.23-0.29)：(0.34-0.40)。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温抗老化橡胶密封圈的制备方法，其特征在于：步骤S1中，白炭黑：多功能偶联剂的质量比为1：(0.2-0.25)。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温抗老化橡胶密封圈的制备方法，其特征在于：所述光引发剂为苯偶酰双甲醚。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温抗老化橡胶密封圈的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为氨丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷中任意一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种耐高温抗老化橡胶密封圈的制备方法制备得到的橡胶密封圈。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN107022126A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-08 | 成都硅宝科技股份有限公司 | 含多巯基化合物的白炭黑填充橡胶复合材料及其制备方法 |
| CN109021343A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-18 | 芜湖卓越线束系统有限公司 | 用于汽车线束的耐热抗老化复合橡胶及其制备方法 |
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