[發明專利]一種耐寒耐磨的丁腈橡膠密封材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310162884.6
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN103289150A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 吳麗娟;黎揚輝
• 申請（專利權）人: 廣州加士特密封技術有限公司
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/04;C09K3/10
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術領域

本發明涉及一種耐寒耐磨的丁腈橡膠密封材料及其制備方法。

背景技術

丁腈橡膠（NBR）是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得的，具有優良的耐油性（尤其是烷烴油）、較好的耐老化性能。因此，其廣泛應用于各種隔膜、膠墊及密封圈制品。在密封件制品的使用過程中，在某些工況條件下由于工作環境的需要，除了要求制品具有優良的耐油性能及低壓縮永久變形性能外，還要求具有非常好的低溫耐寒性能，或者要求具有較好的耐磨性能及低的摩擦系數。在低溫環境下工作的動態密封制品，更是要求材料同時具備以上幾種性能。如果材料的壓縮永久變形太大，會引起制品密封泄漏而失效；如果材料的低溫性能不好，會引起制品的脆裂；如果材料的耐磨性能差，制品容易磨損，加速制品的失效；如果材料的摩擦系數過大，整個產品的啟動力會大，同時產生大量的熱加速制品的老化，密封制品的使用壽命受到很大的影響。所以，探索同時提高丁腈橡膠密封材料的耐寒性及耐磨性越來越受到人們的關注。

現有技術中，為了提高丁腈橡膠密封材料的耐寒性，一般選擇采用低丙烯腈含量的NBR（或以低丙烯腈NBR為主并用耐寒性能好的天然橡膠或順丁橡膠），以過氧化物或復合硫化體系硫化，同時使用大量的增塑劑（30份或更多）以及粒徑較粗的炭黑。例如，吳健峰（“耐油耐低溫丁腈橡膠的研制”，上海橡膠制品研究所，吳健峰，世界橡膠工業，第35卷第6期，第1～4頁）采用復合硫化體系硫化，同時使用噴霧炭黑及30份增塑劑的辦法來提高耐寒性，該配方壓縮永久變形大于30%。李蒙等（“并用BR改進NBR耐油、低溫性能的研究”，咸陽橡膠工業制品研究所，李蒙等，特種橡膠制品，第30卷第1期，第46～48頁）采用復合硫化體系硫化，低丙烯腈含量的NBR并用BR，同時填充噴霧炭黑及30份增塑劑來改善丁腈橡膠的耐寒性能，該配方的耐油性能相對較差，壓縮永久變形較大（22%，100℃*22h）。

現有的這些方法具有以下缺點：大量填充增塑劑以改善丁腈橡膠的耐寒性，會影響材料的加工穩定性，物理機械性能穩定性及材料的耐油性能；同時，材料的壓縮永久變形性能比較差。

現有技術中，為了提高丁腈橡膠密封材料的耐磨性，一般選擇采用高丙烯腈含量的丁腈橡膠、高耐磨炭黑，但這對膠料的耐磨性改善是有限的。黃新武等（“芳綸纖維增強丁腈橡膠的摩擦性能”，中國科學院研究生院，黃新武等，合成橡膠工業，第29卷第6期，第451～453頁）采用表面改性芳綸段纖維并用半補強炭黑改善丁腈橡膠的耐磨性，可以降低材料的摩擦系數和摩擦損耗量。但這種方法需要對纖維進行表面處理，在很多工廠還比較難應用，同時進口芳綸纖維價格相對較貴，成本高。

現有技術中，提高丁腈橡膠耐寒性與提高耐磨性的方法在有些時候是沖突的。采用低丙烯腈含量NBR改善耐寒性與采用高丙烯腈NBR改善耐磨性相沖突，采用粒徑較粗的炭黑改善耐寒性，會降低丁腈橡膠的耐磨性能等。因此，同時兼顧丁腈橡膠密封材料的耐寒性和耐磨性兩項性能，這個課題是一個難點。

發明內容

本發明的目的在于一種耐寒耐磨的丁腈橡膠密封材料及其制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種耐寒耐磨的丁腈橡膠密封材料，其是由以下質量份的原料組成：丁腈橡膠100份、氧化鋅3.5～8份、硬脂酸0.5-1.5份、防老劑1.5～3.5份，減磨劑0.5～4.0份、炭黑60～115份、TP-952～10份、硫化劑0.3～1.0份、促進劑3.0～5.5份。

所述丁腈橡膠的丙烯腈含量為26～28wt%。

所述的炭黑為高耐磨炭黑、中低耐磨炭黑中的至少一種；所述的高耐磨炭黑為N220、N330、N234中的至少一種；所述的中低耐磨炭黑為N550、N774、SP5000中的至少一種。

所述的減磨劑為油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撐雙硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺中的至少一種。

所述的硫化劑為硫磺。

所述的促進劑為促進劑TT、促進劑CZ、促進劑DTDM、促進劑DM中的兩種或三種組成。

一種耐寒耐磨的丁腈橡膠密封材料的制備方法，包括以下步驟：