[發明專利]高硬度油封膠料

無效

• 申請號: 201310755366.5
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103756058A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 張慶虎
• 申請（專利權）人: 杭州順豪橡膠工程有限公司
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08L101/00;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/09
• 代理公司: 杭州中平專利事務所有限公司 33202
• 代理人: 翟中平;王俊城

技術領域

本發明涉及一種具有高硬度、低壓變、高彈性的高硬度油封膠料，屬油封膠料制造領域。

背景技術

CN102993478A、名稱“高硬度橡膠密封件膠料”，它的橡膠原料組份及原料重量配比為1#天然橡膠120～150份、硫磺2～3份、氧化鋅4～6份、硬脂酸2～4份、石蠟1～1.2份、松焦油10～12份、噴霧炭黑80～100份、槽法炭黑20～40份、促進劑DM的中文名：2，2’-二硫代二苯駢噻唑，分子式：C14H8N2S4?1～1.2份、防老劑D的中文名：N-苯基-2-萘胺，分子式：C16H13N1～1.2份。

發明內容

設計目的：通過對背景技術的優化，設計一種具有高硬度、低壓變、高彈性的高硬度油封膠料。

設計方案：在進行配方研究時，選用高分子量(高門尼粘度)生膠，首先將其與反應性樹脂進行物理共混，通過在橡膠硫化過程中反應性樹脂的原位交聯和聚合反應，形成橡膠和樹脂共混、交聯的聚合物復合體系，使其達到增強橡膠的目的。同時，保證其硫化膠具有高硬度、良好的彈性和壓縮永久變形性能。此外，采用一些聚合物預聚體作為橡膠的反應性臨時增塑劑，使得增塑劑在橡膠硫化的同時也發生原位聚合和交聯反應，從而保證混煉膠有較低粘度，而硫化膠具有很高的硬度和彈性。在進行混煉和硫化工藝條件研究時，根據項目產品的特點，對加料順序、混煉溫度和混煉所用設備進行了綜合考慮，在保證產品質量的前提下，更適應于工業化大生產條件。在上述工作的基礎上，工作中將對高硬度油封膠料的配方、混煉工藝、工業化生產設備、質量控制手段以及生產管理模式進行了綜合考核，其產品多批次送交用戶對其物理機械性能和油封生產工藝性能考核。

1、生膠：生膠是橡膠配方的基體材料，其對膠料的性能起著決定性的作用，考慮到本項目產品的性能要求特點——高硬度、高彈性以及良好的耐低溫性能，應該選用中高丙烯腈含量、高門尼粘度的生膠，但是考慮到高門尼粘度生膠中加入大量的高結構炭黑(為了保證高硬度)，可能會使混煉膠的流動性變差，影響膠料的硫化成型工藝和唇口切削工藝。所以，首先將生膠與反應性樹脂進行物理共混，通過在橡膠硫化過程中反應性樹脂的原位交聯和聚合反應，形成橡膠和樹脂共混、交聯的聚合物復合體系，使其達到增強、增硬橡膠的目的。表-1實驗數據說明，加入10份反應性樹脂膠料表現出較好的性能。

表-1

其基本配方：生膠100，氧化鋅5，硬脂酸1，防老劑3，加工助劑2，炭黑60，硫化體系4。

2、硫化體系：硫化體系直接影響著硫化膠的耐熱老化性能、壓縮永久變形等性能。表-2所示是不同硫化體系的對比試驗結果，說明采用過氧化物硫化體系，硫化膠具有良好的熱空氣老化性能和壓縮永久變形性能。

表-2幾種硫化體系性能比較

其基本配方：生膠100，氧化鋅5，硬脂酸1，防老劑3，加工助劑2，炭黑60，反應性樹脂10。

3、炭黑補強體系的選用：從產品的硬度考慮，由于硬度要求較高達到了85±5，我們選用了N220、N330等硬質炭黑并用的體系，試驗結果如表-3。根據實驗數據來看，采用30份的N-220和50份的N-330并用，其基本力學性能還算滿足要求，但是大量使用炭黑可能會使膠料工藝性能變差，所以必須考慮在不影響硬度以及其他力學性能的前提下，使用反應性增塑劑來解決問題。

表-3幾種炭黑變量對膠料性能的影響

4、增塑劑：大部分增塑劑都是一些低分子的液體，增塑劑的加入可以改善膠料的混煉工藝和膠料的流動性，但它也會降低硫化膠硬度和強度。所以，針對該產品加入普通的增塑劑顯然是不可取的，必須考慮加入一些具有反應活性的增塑劑，這種反應性塑劑是一種預聚體，在混煉工藝條件下，它具有低分子油類增塑劑的功能，但在硫化過程中，它將會發生擴鏈反應聚合成高分子，提高硫化膠的硬度和強度。表-4是添加不同用量反應性增塑劑(JT-2)的硫化膠力學性能結果。由表-4我們可以看出，添加了20份的JT-2不但對硬度的影響較小，而且可以很好地對膠料進行補強。

表-4JT-2對膠料性能的影響。(其中N220?30份?N330?40份)