CN117024863A - 一种高性能hnbr密封胶料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能HNBR密封胶料及其制备方法，所述高性能HNBR密封胶料由以下重量百分比的组分组成：HNBR橡胶:46～58％，补强剂23～35％，增塑剂1～9％，其它配合剂2～10％，硫化剂助交联剂3～12％。本发明产品采用低成高性能本HNBR生胶，添加部分补强剂，特殊的硫化剂和交联助剂组合，具有较低的成本，较好的耐油性能和压缩永久变形性能，具有良好的加工性能和物理机械性能。
Description
技术领域
本发明属于橡胶领域，特别涉及一种高性能HNBR密封胶料及其制备方法。
背景技术
现在汽车配件主要以轻便、紧凑、高压力为主，各部件在耐高低温、耐屈挠疲劳、高回弹性、低压变、耐老化和耐特殊介质等方面提出了更高的要求，同时，出于市场考虑，对材料成本要求又很严格。
随着汽车工业的发展，对汽车燃料和润滑系统所用的橡胶材料，提出了更高的要求。HNBR具有优异的耐腐蚀性燃料油特性，因此广泛应用于汽车用燃料油胶管。由于矿物系高级润滑油中含有清洁分散剂、防老剂、抗磨剂和极压剂等各种添加剂，这些添加剂加速了橡胶材料的老化，HNBR比其他橡胶对润滑添加剂有更好的抵抗性能。HNBR主要用于生产接触燃料油和其他油品的燃油管、机油冷却器供油软管等产品。因此，发展一种低成本的高性能用HNBR混炼胶，具有广阔的发展前景。
发明内容
本发明即是针对以上问题所作出的一种低成本高性能HNBR密封胶料及其制备方法，在较低成本的前提下，本发明胶料的性能兼顾耐热性和耐热油性，物理性能较优异，压缩变形性能好。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种高性能HNBR密封胶料，按重量百分比，其组成成分如下：
HNBR橡胶46～58％
补强剂23～35％
增塑剂1～9％
其他配合剂2～10％
硫化剂助交联剂3～12％；
所述其他配合剂为氧化锌、硬脂酸、防老剂和分散剂的混合物。
优选的，所述高性能HNBR密封胶料，按重量百分比，组成成分如下：
HNBR橡胶46～56％
补强剂25～35％
增塑剂3～9％
其他配合剂4～8％
硫化剂助交联剂6～11％。
优选的，所述高性能HNBR密封胶料，按重量百分比，组成成分如下：
其中，所述HNBR橡胶为ZN35158和ZN35258的组合。这两个牌号的HNBR橡胶具有良好的耐热性和低压变性，适合用于耐高温耐油的汽车用品如油管、垫圈和油封等。同时材料单价相对来说也比较低。
所述补强剂为N550和N774并用。N550炭黑可以赋予胶料良好的强力，N774炭黑对提高胶料的弹性和压变性能比较有利。
所述增塑剂为TOTM。增塑剂TOTM是偏苯三酸三辛酯，挥发性很低，兼有聚酯增塑剂和单体增塑剂的优点，增塑效率和加工性能比较好，耐热性能好，迁移性小，可以提高HNBR的耐热和耐油性能。
优选的，所述其他配合剂为氧化锌、硬脂酸、防老剂KY845、防老剂OD、防老剂RD、防老剂NAUGARD 445和分散剂WB222的混合物。
NAUGARD 445为芳胺族抗氧剂，具有卓越的热稳定性和长效热老化性，耐抽出性好，不溶于水和油，与聚合物的相容性好。KY845为二苯胺类防老剂，对于橡胶的热、氧和屈挠具有较好的防护效果。防老剂OD是辛基化二苯胺类防老剂，对于橡胶的热、氧和屈挠具有较好的防护效果。防老剂KY845、防老剂OD、防老剂RD、防老剂NAUGARD 445此4种防老剂搭配，耐热氧效果好，耐热油抽出，具有持久的防护效果，可以使产品进一步提高耐热空气老化和降低的压缩永久变形。分散剂WB222可以促进炭黑分散，并且有助于产品脱模，提高工艺性能。
优选的，按照质量百分数，所述其他配合剂各成分在所述高性能HNBR密封胶料中的比例是：氧化锌2.0～3.0％、硬脂酸0.4～0.8％、防老剂KY845为0.3～0.75％、防老剂OD为0.2～0.6％、防老剂RD为0.3～0.75％、防老剂NAUGARD 445为0.2～1.0％、分散剂WB222为0.3～1.3％。以这样的相互比例，配合剂在胶料中能够更好地提高胶料的综合物理性能，提升胶料的加工性能。
所述硫化剂助交联剂为F40P-SP2、Ricon 154DA、PERKADOX BC-FF和PL400的组合物。助交联剂PL400为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，可以大大缩短硫化时间，提高交联密度和胶料物理机械性能，提高制品耐热、耐溶剂性能。RICON 154DA为高乙烯基含量的聚丁二烯的硅酸钙分散体，提高交联密度的同时，还可以保持较高的伸长率，改善产品的撕裂性能，并最终改善制品的弹性性能。F40P-SP2为防焦型的过氧化物硫化剂，可以对模压、注射等成型工艺，提供良好的焦烧保护，提高混炼安全性和充模流动性。PERKADOX BC-FF具有良好的加工安全性和适中的硫化速度，成本很低。
另一方面，本发明还提供一种高性能HNBR密封胶料的制备方法，根据配方的性能要求特点，制备步骤如下。
(1)备料，根据配方整体和HNBR橡胶混炼特性，备料顺序如下：
依次为HNBR橡胶和其他配合剂、补强剂、增塑剂、硫化剂助交联剂；
(2)第一道混炼，将HNBR橡胶和其他配合剂先投入密炼机中进行混炼，混炼时间60s；先把补强剂投入到密炼机中，混炼120～180s后进行上顶栓清扫，再投入增塑剂和助交联剂PL400，混炼180～240s后卸料出片，制成A混炼胶备用；
(3)第二道混炼，将A混炼胶加入余下的硫化剂助交联剂，混炼60～90s，清扫后再次混炼30～60s，保证混炼分散充分后下片备用。
本发明采用ZN3518和ZN3528为主胶，该橡胶成本较低，具有良好的耐热和耐油性能，且能保证胶料所需的基础物理性能。本发明产品的最突出特点是成本低，性能为在兼顾耐热性前提下，耐热油性能优异，压缩变形性能好。
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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种高性能HNBR密封胶料，按重量百分比，其组成成分如下：
HNBR橡胶46～58％
补强剂23～35％
增塑剂1～9％
其他配合剂2～10％
硫化剂助交联剂3～12％；
特别地，所述其他配合剂为氧化锌、硬脂酸、防老剂KY845、防老剂OD、防老剂RD、防老剂NAUGARD 445和分散剂WB222的组合物。
优选的，一种高性能HNBR密封胶料，组成成分如下：
HNBR橡胶46～56％
补强剂25～35％
增塑剂3～9％
其他配合剂4～8％
硫化剂助交联剂6～11％。
按照以下步骤制造本发明的高性能HNBR密封胶料：
备料，根据表1的配比，依次把原材料称量准确，搁置备用。
第一道混炼，将HNBR橡胶和配合剂先投入密炼机中进行混炼，混炼时间60s；先把补强剂投入到密炼机中，混炼120～180s后进行上顶栓清扫，再投入增塑剂和助交联剂PL400，混炼180～240s后卸料出片，制成A混炼胶备用；
第二道混炼，将A混炼胶加入余下的硫化促进剂(助交联剂)，混炼60～90s，清扫后再次混炼30～60s，保证混炼分散充分后下片备用。
表1为实施例1～4中的成分按其质量分数的配比。
表1
表2为实施例1-4的配合剂按其质量分数的配比。
表2
表3为实施例1-4的混炼时间。
表3
表4为实施例1-4所制成的低成本高性能HNBR密封胶料的性能参数。
表4
从表4可以看到，本发明的耐高温、高回弹性、低压变性、低成本汽车配件用HNBR混炼胶具有以下特点：首先，以ZN35158和ZN35258为主胶，兼顾耐高温和耐油性能，且具有良好的加工性能，保证了制品的使用寿命；同时材料成本很低。
实施例四个配方均符合产品技术参数的要求，实施例3配方的性能最优，这是因为含胶率适中，硫化体系和防护体系匹配恰当，既符合产品的技术参数要求，又具有较好的性能优势。在满足其他物理性能要求的前提下，可以根据补强填充剂和软化剂的价格变化，合理选取最优性价比的配合方案。
本发明产品采用低成本HNBR生胶，添加部分补强剂，特殊的硫化剂和交联助剂组合，具有较低的成本，较好的耐油性能和压缩永久变形性能，具有良好的加工性能和物理机械性能。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种高性能HNBR密封胶料，其特征在于，按重量百分比，其组成部分如下：
HNBR橡胶46～58％
补强剂23～35％
增塑剂1～9％
其它配合剂2～10％
硫化剂助交联剂3～12％；
所述其他配合剂为氧化锌、硬脂酸、防老剂和分散剂的混合物。
2.根据权利要求1所述的高性能HNBR密封胶料，其特征在于，按重量百分比，其组成部分如下：
HNBR橡胶50～54％
补强剂27～31％
增塑剂2～6％
其他配合剂4～8％
硫化剂助交联剂5～9％。
3.根据权利要求1所述的高性能HNBR密封胶料，其特征在于，所述HNBR橡胶为ZN35158和ZN35258的组合。
4.根据权利要求1所述的高性能HNBR密封胶料，其特征在于，所述补强剂为N550和N774炭黑的组合。
5.根据权利要求1所述的高性能HNBR密封胶料，其特征在于，所述增塑剂为TOTM。
6.根据权利要求1所述的高性能HNBR密封胶料，其特征在于，所述其他配合剂为氧化锌、硬脂酸、防老剂KY845、防老剂OD、防老剂RD、防老剂NAUGARD 445和分散剂WB222的混合物。
7.根据权利要求6所述的高性能HNBR密封胶料，其特征在于，按照质量百分数，所述其他配合剂各成分在所述高性能HNBR密封胶料中的比例是：氧化锌2.0～3.0％、硬脂酸0.4～0.8％、防老剂KY845为0.3～0.75％、防老剂OD为0.2～0.6％、防老剂RD为0.3～0.75％、防老剂NAUGARD 445为0.2～1.0％、分散剂WB222为0.3～1.3％。
8.根据权利要求1所述的高性能HNBR密封胶料，其特征在于，所述硫化剂助交联剂为F40P-SP2、PERKADOX BC-FF、Ricon 154DA和PL400的组合物。
9.根据权利要求1～8任一所述的高性能HNBR密封胶料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)备料，备料顺序如下：
依次为HNBR橡胶和其他配合剂、补强剂、增塑剂、硫化剂助交联剂；
(2)第一道混炼，将HNBR橡胶和其他配合剂先投入密炼机中进行混炼，混炼时间60s；把补强剂投入到密炼机中，混炼120～180s后进行上顶栓清扫，再投入增塑剂和硫化剂助交联剂PL400，混炼180～240s后卸料出片，制成A混炼胶备用；
(3)第二道混炼，将A混炼胶加入余下的硫化剂助交联剂，混炼60～90s，清扫后再次混炼30～60s，保证混炼分散充分后下片备用。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202311149306.9A Pending CN117024863A (zh) | 2023-09-07 | 2023-09-07 | 一种高性能hnbr密封胶料及其制备方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN117024863A (zh) |
-
2023
- 2023-09-07 CN CN202311149306.9A patent/CN117024863A/zh active Pending
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