CN116970229B - 耐压缩型橡胶密封垫及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域,提出了耐压缩型橡胶密封垫及其制备方法。所述耐压缩型橡胶密封垫,包括以下质量份的原料:顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶70份、环氧化天然橡胶10~20份、硫化剂2~4份、促进剂0.5~1.5份、填料30~50份、活化剂5~10份、软化剂5~15份、防老剂1~3份、增塑剂10~20份;所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为10mol%~50mol%;所述制备方法,包括以下步骤:将顺丁橡胶、羧基丁腈橡胶、环氧化天然橡胶塑炼后,加入其余原料进行密炼、开炼、硫化成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。通过上述技术方案,解决了现有技术中的顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶的相容性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体的,涉及耐压缩型橡胶密封垫及其制备方法。
背景技术
橡胶密封件是一种量大面广的通用基础元件。作为密封材料,必须具有一定的机械性能,且与被密封介质不相溶。鉴于此,橡胶密封件应该具有良好的耐磨性能,耐磨性好,则密封效果好,使用寿命长,还需要具备良好的弹性,当密封件在外力作用下如果产生永久形变,则会导致密封效果变差或支取密封效果,因此密封件的弹性要好,回弹能力要强,即耐压缩性能好,此外,还需要具备一定的力学强度。
橡胶密封件的性能主要受主体材料-橡胶性能的影响,顺丁橡胶具有优异的弹性、耐磨性、耐高低温性,但其缺点是强度低,羧基丁腈橡胶是一种含羧基的合成橡胶,强度高,耐磨性、耐高低温性良好,缺点是弹性差,因此使用顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶作为橡胶密封件的主体材料时,可以适当弥补二者本身存在的缺点,在保证其他性能良好的情况下,为橡胶密封件提供一定的弹性和强度,但顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶的相容性差,使橡胶密封件的弹性和强度并不理想。
发明内容
本发明提出耐压缩型橡胶密封垫及其制备方法,解决了相关技术中的顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶的相容性差的问题。
本发明的技术方案如下:
耐压缩型橡胶密封垫,包括以下质量份的原料:顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶70份、环氧化天然橡胶10~20份、硫化剂2~4份、促进剂0.5~1.5份、填料30~50份、活化剂5~10份、软化剂5~15份、防老剂1~3份、增塑剂10~20份;
所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为10mol%~50mol%。
作为进一步的技术方案,所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为25mol%。
作为进一步的技术方案,所述羧基丁腈橡胶包括羧基丁腈橡胶1072、羧基丁腈橡胶3245C中的一种或几种。
作为进一步的技术方案,还包括4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯1~5份。
本发明通过添加4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯,进一步改善了顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶间的相容性,提高了橡胶密封垫的拉伸强度、降低了橡胶密封垫的压缩永久变形,改善了橡胶密封垫力学强度和耐压缩性能。
作为进一步的技术方案,所述环氧化天然橡胶与4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯的质量比为5:1。
作为进一步的技术方案,所述硫化剂包括硫磺、过氧化物中的一种或几种;
所述促进剂包括促进剂CZ、促进剂H中的一种或几种。
作为进一步的技术方案,所述填料包括炭黑、钙粉、二氧化硅中的一种或几种。
作为进一步的技术方案,所述活化剂包括氧化锌、硬脂酸中的一种或几种;
所述软化剂包括古马隆树脂、松焦油、煤焦油中的一种或几种。
作为进一步的技术方案,所述防老剂包括防老剂MB、防老剂RD、防老剂4010NA中的一种或几种;
所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲苯酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。
本发明还提出了耐压缩型橡胶密封垫的制备方法,包括以下步骤:将顺丁橡胶、羧基丁腈橡胶、环氧化天然橡胶塑炼后,加入其余原料进行密炼、开炼、硫化成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
本发明的工作原理及有益效果为:
1、本发明使用环氧化程度10mol%~50mol%的环氧化天然橡胶改善了顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶的相容性,提高了橡胶密封垫的拉伸强度、降低了橡胶密封垫的压缩永久变形,解决了现有技术中存在的顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶的相容性差的问题,达到了提高橡胶密封垫力学强度和耐压缩性能的效果。
2、本发明使用环氧化程度25mol%的环氧化天然橡胶进一步改善了顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶的相容性,提高了橡胶密封垫力学强度和耐压缩性能。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都涉及本发明保护的范围。
实施例1
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶1072 70份、环氧化程度25mol%的环氧化天然橡胶15份在60℃塑炼15min,加入炭黑40份、氧化锌8份、松焦油10份、防老剂MB 2份、邻苯二甲酸二丁酯15份、硫磺3份、促进剂CZ 1份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
实施例2
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶1072 70份、环氧化程度10mol%的环氧化天然橡胶15份在60℃塑炼15min,加入炭黑40份、氧化锌8份、松焦油10份、防老剂MB 2份、邻苯二甲酸二丁酯15份、硫磺3份、促进剂CZ 1份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
实施例3
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶1072 70份、环氧化程度50mol%的环氧化天然橡胶15份在60℃塑炼15min,加入炭黑40份、氧化锌8份、松焦油10份、防老剂MB 2份、邻苯二甲酸二丁酯15份、硫磺3份、促进剂CZ 1份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
实施例4
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶3245C 70份、环氧化程度10mol%的环氧化天然橡胶15份在60℃塑炼15min,加入炭黑40份、氧化锌8份、松焦油10份、防老剂MB 2份、邻苯二甲酸二丁酯15份、硫磺3份、促进剂CZ 1份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
实施例5
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶1072 70份、环氧化程度25mol%的环氧化天然橡胶15份在60℃塑炼15min,加入4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯3份、炭黑40份、氧化锌8份、松焦油10份、防老剂MB 2份、邻苯二甲酸二丁酯15份、硫磺3份、促进剂CZ 1份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
实施例6
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶1072 70份、环氧化程度25mol%的环氧化天然橡胶15份在60℃塑炼15min,加入4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯1份、炭黑40份、氧化锌8份、松焦油10份、防老剂MB 2份、邻苯二甲酸二丁酯15份、硫磺3份、促进剂CZ 1份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
实施例7
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶1072 70份、环氧化程度25mol%的环氧化天然橡胶15份在60℃塑炼15min,加入4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯5份、炭黑40份、氧化锌8份、松焦油10份、防老剂MB 2份、邻苯二甲酸二丁酯15份、硫磺3份、促进剂CZ 1份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
实施例8
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶1072 70份、环氧化程度25mol%的环氧化天然橡胶10份在60℃塑炼15min,加入钙粉30份、氧化锌5份、煤焦油5份、防老剂RD 1份、磷酸三甲苯酯10份、过氧化二异丙苯2份、促进剂CZ 0.5份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
实施例9
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶1072 70份、环氧化程度25mol%的环氧化天然橡胶20份在60℃塑炼15min,加入二氧化硅50份、硬脂酸10份、古马隆树脂15份、防老剂4010NA 3份、邻苯二甲酸二辛酯20份、过氧化二异丙苯2份、硫磺2份、促进剂H 1.5份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
对比例1
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶1072 70份、环氧化程度75mol%的环氧化天然橡胶15份在60℃塑炼15min,加入炭黑40份、氧化锌8份、松焦油10份、防老剂MB 2份、邻苯二甲酸二丁酯15份、硫磺3份、促进剂CZ 1份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
对比例2
将顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶1072 70份在60℃塑炼15min,加入炭黑40份、氧化锌8份、松焦油10份、防老剂MB 2份、邻苯二甲酸二丁酯15份、硫磺3份、促进剂CZ 1份混合均匀,在70℃、50rpm密炼15min后,在55℃下进行开炼,并于190℃、20MPa下硫化20min成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
将实施例1~9及对比例1~2得到的耐压缩型橡胶密封垫参考GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定》的方法进行拉伸强度的测试,参考GB/T7759.1-2015《硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩永久变形的测定 第1部分:在常温及高温条件下》的方法,将A型试样在23℃进行168h的压缩永久变形测试,压缩率为25%,测试结果记录在表1。
表1 拉伸强度和压缩永久变形
由表1可以看出,本发明提供的耐压缩型橡胶密封垫的拉伸强度在25.2MPa以上,压缩永久变形在9.0%以下,具有良好的力学强度和耐压缩性能。
实施例1与对比例2相比,实施例1中添加了环氧化天然橡胶,对比例2中未添加环氧化天然橡胶,实施例1得到的耐压缩型橡胶密封垫的拉伸强度高于对比例2,压缩永久变形低于对比例2,说明添加环氧化天然橡胶可以改善顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶的相容性,从而提高了耐压缩型橡胶密封垫的力学强度和耐压缩性能。
实施例1~3与对比例1相比,实施例1中添加的环氧化程度25mol%的环氧化天然橡胶,实施例2中添加的环氧化程度10mol%的环氧化天然橡胶,实施例3中添加的环氧化程度50mol%的环氧化天然橡胶,对比例1中添加的环氧化程度75mol%的环氧化天然橡胶,实施例1~3得到的耐压缩型橡胶密封垫的拉伸强度高于对比例1,压缩永久变形低于对比例1,说明环氧化程度为10mol%~50mol%的环氧化天然橡胶改善顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶相容性比环氧化程度为75mol%的环氧化天然橡胶的效果好。此外实施例1得到的耐压缩型橡胶密封垫的拉伸强度高于实施例2~3,压缩永久变形低于实施例2~3,说明环氧化程度25mol%的环氧化天然橡胶改善顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶相容性的效果最好。
实施例1与实施例5~7相比,实施例1中未添加4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯,实施例5~7中添加了4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯,实施例1得到的耐压缩型橡胶密封垫的拉伸强度低于实施例5~7,压缩永久变形高于实施例5~7,说明添加4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯可以进一步改善顺丁橡胶和羧基丁腈橡胶的相容性,进一步提高了耐压缩型橡胶密封垫的力学强度和耐压缩性能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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 (10)
1.耐压缩型橡胶密封垫,其特征在于,包括以下质量份的原料:顺丁橡胶30份、羧基丁腈橡胶70份、环氧化天然橡胶10~20份、硫化剂2~4份、促进剂0.5~1.5份、填料30~50份、活化剂5~10份、软化剂5~15份、防老剂1~3份、增塑剂10~20份;
所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为10mol%~50mol%。
2.根据权利要求1所述的耐压缩型橡胶密封垫,其特征在于,所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为25mol%。
3.根据权利要求1所述的耐压缩型橡胶密封垫,其特征在于,所述羧基丁腈橡胶包括羧基丁腈橡胶1072、羧基丁腈橡胶3245C中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的耐压缩型橡胶密封垫,其特征在于,还包括4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯1~5份。
5.根据权利要求4所述的耐压缩型橡胶密封垫,其特征在于,所述环氧化天然橡胶与4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯的质量比为5:1。
6.根据权利要求1所述的耐压缩型橡胶密封垫,其特征在于,所述硫化剂包括硫磺、过氧化物中的一种或几种;
所述促进剂包括促进剂CZ、促进剂H中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的耐压缩型橡胶密封垫,其特征在于,所述填料包括炭黑、钙粉、二氧化硅中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的耐压缩型橡胶密封垫,其特征在于,所述活化剂包括氧化锌、硬脂酸中的一种或几种;
所述软化剂包括古马隆树脂、松焦油、煤焦油中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的耐压缩型橡胶密封垫,其特征在于,所述防老剂包括防老剂MB、防老剂RD、防老剂4010NA中的一种或几种;
所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲苯酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。
10.根据权利要求1~9任意一项所述的耐压缩型橡胶密封垫的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将顺丁橡胶、羧基丁腈橡胶、环氧化天然橡胶塑炼后,加入其余原料进行密炼、开炼、硫化成型,得到耐压缩型橡胶密封垫。
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