CN116987330A - 一种适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、炭黑60～90份、白炭黑10～40份、增塑剂10～20份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、增粘树脂3～10份、环氧树脂3～10份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2份、促进剂CZ 1～3份、促进剂TETD 1～4份、消泡剂CaO‑80 5～10份。本发明橡胶复合材料具有强度高、抗撕裂性能、耐油脂性能、粘接性能优异的特性，耐润滑脂后粘接性能优异。与传统胶水粘接密封条相比，粘接部位具有更好的耐润滑脂性能，粘接性能保持率较高。

Description

一种适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶领域，具体涉及一种适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展和技术的进步，一般轴承两端面都安装有相应的密封装置。一方面，密封装置保持轴承内部的润滑脂(油)在使用中不会流失，保证轴承处于润滑状态；另一方面，密封装置能够防止外界的尘埃或有害气体进入轴承内腔，避免对轴承造成损伤。常见的密封装置有橡胶或工程塑料密封圈，也有钢板冲制的密封圈(或称防尘盖)。其密封圈的密封结构多种多样，其密封效果也不一样。
目前，橡胶密封圈一般有模压成型、挤出成型两种，挤出成型的密封圈一般按长度需求裁切，并把两端粘接起来再安装到轴承上。
橡胶密封圈容易开裂，尤其是长时间接触润滑脂(油)后，密封圈粘接处容易发生粘接失效，密封圈开裂导致密封功能降低或丧失。目前，胶水粘接密封条一般以中高丙烯腈含量的丁腈橡胶为生胶料，一般配合炭黑、防老剂、增塑剂和硫化剂。胶水粘接机理主要是物理吸附，一般过程是接触、扩散、产生吸附力(范德华力)，而润滑脂中的油容易侵入粘接面破坏这种吸附作用，从而使粘接失效。因此，普通密封条不能满足粘接处的耐润滑脂要求，若要保证胶水粘接密封条粘接处的耐润滑脂性能，需要对密封条的配方进行特殊筛选。
发明内容
本发明的目的在于提供适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，通过提高橡胶复合材料的胶水粘接性能，可以应用于有较高粘接性能要求的密封润滑脂的场景中。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、炭黑60～90份、白炭黑10～40份、增塑剂10～20份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、增粘树脂3～10份、环氧树脂3～10份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2份、促进剂CZ 1～3份、促进剂TETD 1～4份、消泡剂CaO-80 5～10份。
优选的，所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、炭黑60～90份、白炭黑10～40份、增塑剂10～20份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、增粘树脂3～6份、环氧树脂3～6份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2份、促进剂CZ 1～3份、促进剂TETD1～4份、消泡剂CaO-80 5～10份。
更优选的，所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、炭黑60～90份、白炭黑20～40份、增塑剂10～20份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、增粘树脂3～6份、环氧树脂3～6份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2份、促进剂CZ 1～3份、促进剂TETD1～4份、消泡剂CaO-80 5～10份。
最优选的，所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、炭黑80份、白炭黑20～30份、增塑剂12份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂RD 2份、防老剂MB 2份、增粘树脂3～6份、环氧树脂3～6份、硫黄0.5份、促进剂TMTD 0.7份、促进剂CZ 1.5份、促进剂TETD2份、消泡剂CaO-80 7份。
所述的丁腈橡胶的丙烯腈含量为20％～40％。具体的，所述的丁腈橡胶可以选择丁腈橡胶2865。
所述的炭黑为半补强炭黑N550。
所述的白炭黑为沉淀法白炭黑，二氧化硅含量＞95％，pH＝5.0～8.0，DBP吸收值200～350×10-5m3/kg。具体的，所述的白炭黑可以选择白炭黑ZQ-356-1。
所述的增粘树脂为特辛基苯酚甲醛增粘树脂，软化点为85～105℃，酸值25～50mgKOH/g。具体的，所述的增粘树脂可以选择增粘树脂SL1801。
所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧当量为460～485g/eq。具体的，所述的环氧树脂可以选择环氧树脂NPES901。
本发明的另一个目的是提供一种所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料的制备方法，包括：
步骤(1)、将丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂MB、增粘树脂、环氧树脂在密炼机中预混40～60秒，再加入炭黑、白炭黑、增塑剂，继续混炼，待密炼机升温至130～150℃时，卸料；
步骤(2)、将步骤(1)得到的混合物料在开炼机上薄通处理3次，然后将混合物料压成片状，冷却后停放16～24小时，得到母炼胶；
步骤(3)、将步骤(2)得到的母炼胶与硫黄、促进剂TMTD、促进剂CZ、促进剂TETD、消泡剂CaO-80一起加入密炼机进行混炼，待密炼机温度升高至80～90℃时，卸料；
步骤(4)、将步骤(3)得到的混合物料在开炼机上薄通处理2次，打卷2次，然后将混合物料压成片状，冷却后停放16～24小时，得到适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料。
本发明的另一个目的是提供一种密封条，所述的密封条是以权利要求1所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料制成的。
本发明的有益效果：
本发明以中高丙烯腈含量的丁腈橡胶为基体，丁腈橡胶分子链中含有极性基团-CN，具有优异的耐油脂性能；炭黑具有较好的补强性能，可以提升橡胶复合材料的拉伸强度。白炭黑表面积大、活性高，可以提升橡胶复合材料的撕裂强度、耐磨性，且白炭黑表面有硅醇基，能够改善橡胶复合材料与胶水之间的润湿而起到增粘作用；特辛基苯酚甲醛增粘树脂具有剥离粘接强度高、粘接性能稳定、熔融粘度适度、耐热性好的优点，加入到橡胶中能起到增粘、补强、软化的作用；双酚A型环氧树脂具有较多的极性基团如环氧基、羟基、醚键，有助于提高浸润性和粘附力。
瞬干胶水的主要成分为α-氰基丙烯酸酯，分子内含有N、O原子，含有强极性的氰基和酯键，对极性被粘物有很强的粘附力，表现出很高的粘接强度。如前所述，白炭黑、特辛基苯酚甲醛增粘树脂、双酚A型环氧树脂含有较多极性基团，一方面，增大了橡胶复合材料的极性，使得密封条断面更容易被胶水浸润，形成更强的分子间作用力；另一方面，提供了H原子，与瞬干胶水的N、O原子形成比分子间作用力更强的氢键。
防老剂RD和MB用于改善橡胶复合材料的抗老化性能；氧化锌、硬脂酸、硫黄、促进剂TMTD、和促进剂CZ、促进剂TETD使复合材料硫化成型。
本发明以中高丙烯腈含量的丁腈橡胶为基体，在上述组分的配合、相互作用下制得适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，橡胶复合材料具有强度高、抗撕裂性能、耐油脂性能、粘接性能优异的特性，耐润滑脂后粘接性能优异。与传统的胶水粘接密封条相比，粘接部位具有更好的耐润滑脂性能，粘接性能保持率较高，可应用于有较高粘接性能要求的密封润滑脂的场景中。
在大型轴承上使用场所使用本发明橡胶复合材料制得的密封条，可以提高粘接性能，长期使用后粘接处不易开裂，从而起到较好密封、防护作用，延长设备维保周期。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细描述，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，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例都属于本发明保护的范围。
表1.实施例1-实施例4适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料配方(单位：质量份)
注：白炭黑ZQ-356-1，为沉淀法白炭黑，二氧化硅含量97.1％，pH 6.9，DBP吸收值235×10-5m3/kg；
特辛基苯酚甲醛增粘树脂SL1801，软化点为95℃，酸值26.5mgKOH/g；
环氧树脂NPES901，为双酚A型环氧树脂，环氧当量为475g/eq。
实施例1
一种适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其组分和质量份数如表1所示，按照以下方法制备得到：
步骤(1)、将丁腈橡胶2865、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂MB、特辛基酚醛增粘树脂SL1801、环氧树脂NPES901在密炼机中预混40秒，再加入半补强炭黑N550、白炭黑ZQ-356-1、增塑剂TP-95，继续混炼，待密炼机温度升高至140℃时，卸料；
步骤(2)、将步骤(1)得到的混合物料在开炼机上薄通处理3次，然后将混合物料压成片状，冷却后停放16小时，得到母炼胶；
步骤(3)、将步骤(2)得到的母炼胶与硫黄、促进剂TMTD、促进剂CZ、促进剂TETD、消泡剂CaO-80一起加入密炼机进行混炼，待密炼机温度升高至80℃时，卸料；
步骤(4)、将步骤(3)得到的混合物料在开炼机上薄通处理2次，打卷2次，然后将混合物料压成片状，冷却后停放24小时，得到适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料。
实施例2
一种适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其组分和质量份数如表1所示，按照实施例1方法制备得到。
实施例3
一种适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其组分和质量份数如表1所示，按照实施例1方法制备得到。
实施例4
一种适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其组分和质量份数如表1所示，按照实施例1方法制备得到。
对比例1
橡胶复合材料的组分和质量份数如表1所示，按照实施例1方法制备得到。
对比例2
橡胶复合材料的组分和质量份数如表1所示，按照实施例1方法制备得到。
对实施例1-实施例4制得的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料以及对比例1-对比例2制得的橡胶复合材料进行性能检测，结果见表2。
表2.实施例1-实施例4适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料的性能检测结果
各项检测项目检测方法对应的标准如下：硬度：GB/T 531.1；拉伸强度、伸长率：GB/T528；粘接强度：GB/T 6329；耐润滑脂后粘接强度：GB/T 1690、GB/T 6329。
由表2可知，本发明橡胶复合材料具有优异的粘接性能，大大改善了粘接部位的耐润滑脂性能。
本发明已通过以上实施例对适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料进行了详细描述，本领域技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本发明所述的配方和制备方法进行改动或适当变更与组合来实现本发明技术方案。上述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其特征在于：它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、炭黑60～90份、白炭黑10～40份、增塑剂10～20份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、增粘树脂3～10份、环氧树脂3～10份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2份、促进剂CZ 1～3份、促进剂TETD 1～4份、消泡剂CaO-80 5～10份。
2.根据权利要求1所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其特征在于：它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、炭黑60～90份、白炭黑10～40份、增塑剂10～20份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、增粘树脂3～6份、环氧树脂3～6份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2份、促进剂CZ 1～3份、促进剂TETD1～4份、消泡剂CaO-80 5～10份。
3.根据权利要求2所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其特征在于：它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、炭黑60～90份、白炭黑20～40份、增塑剂10～20份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、增粘树脂3～6份、环氧树脂3～6份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2份、促进剂CZ 1～3份、促进剂TETD1～4份、消泡剂CaO-80 5～10份。
4.根据权利要求3所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其特征在于：它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、炭黑80份、白炭黑20～30份、增塑剂12份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂RD 2份、防老剂MB 2份、增粘树脂3～6份、环氧树脂3～6份、硫黄0.5份、促进剂TMTD 0.7份、促进剂CZ 1.5份、促进剂TETD 2份、消泡剂CaO-80 7份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其特征在于：所述的丁腈橡胶的丙烯腈含量为20％～40％。
6.根据权利要求1-4任一项所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其特征在于：所述的炭黑为半补强炭黑N550。
7.根据权利要求1-4任一项所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其特征在于：所述的白炭黑为沉淀法白炭黑；所述的增粘树脂为特辛基苯酚甲醛增粘树脂；所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧当量为460～485g/eq。
8.根据权利要求7所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料，其特征在于：所述的白炭黑为白炭黑ZQ-356-1；所述的增粘树脂为增粘树脂SL1801；所述的环氧树脂为环氧树脂NPES901。
9.一种权利要求1所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料的制备方法，其特征在于：包括：
步骤(1)、将丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂MB、增粘树脂、环氧树脂在密炼机中预混40～60秒，再加入炭黑、白炭黑、增塑剂，继续混炼，待密炼机升温至130～150℃时，卸料；
步骤(2)、将步骤(1)得到的混合物料在开炼机上薄通处理3次，然后将混合物料压成片状，冷却后停放16～24小时，得到母炼胶；
步骤(3)、将步骤(2)得到的母炼胶与硫黄、促进剂TMTD、促进剂CZ、促进剂TETD、消泡剂CaO-80一起加入密炼机进行混炼，待密炼机温度升高至80～90℃时，卸料；
步骤(4)、将步骤(3)得到的混合物料在开炼机上薄通处理2次，打卷2次，然后将混合物料压成片状，冷却后停放16～24小时，得到适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料。
10.一种密封条，其特征在于：所述的密封条是以权利要求1所述的适用于胶水粘接的密封条用橡胶复合材料制成的。
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