[發明專利]一種基于丁基橡膠和丁腈橡膠的組合物、硫化橡膠及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010188174.0
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN113402790B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 鄭方遠;譚曉村;劉蘋;李紹寧;段海東;喬勛昌
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08L23/22;C08K13/04;C08K3/04;C08K7/26;C08K7/08;B29B7/00;B29B7/28
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發明涉及橡膠材料領域，公開了一種基于丁基橡膠和丁腈橡膠的組合物、硫化橡膠及其制備方法和應用，該組合物中含有：橡膠基體、補強劑、硫酸鈣晶須、硫化劑、硫化促進劑、硫化活化劑，并且任選含有防老劑和/或增塑劑，其中，所述橡膠基體為丁腈橡膠和丁基橡膠的組合，所述補強劑為炭黑和白炭黑的組合。本發明的橡膠組合物，具有良好的加工性能，適中的混煉膠門尼粘度，適合應用于高溫快速硫化的生產工藝中，并且制備的硫化膠具有優異的力學性能，抗壓縮永久變形性和氣密性。

技術領域

本發明涉及橡膠領域，具體地，涉及一種基于丁基橡膠和丁腈橡膠的組合物、硫化橡膠及其制備方法和應用。

背景技術

高氣密性是密封材料重要的性能指標之一，尤其是在持久真空密封領域應用廣泛。丁腈橡膠密封材料雖然氣密性較好，但在特殊的高端應用領域仍然無法滿足產品對氣密性的要求。丁基橡膠由于分子鏈中密集的側甲基的存在導致分子鏈運動能力低，是通用橡膠中氣密性最好的橡膠品種，因此通過丁腈橡膠和丁基橡膠共混制得的密封材料具有制備兼顧兩種橡膠各自優勢的高性能橡膠密封材料。

然而，通過丁腈橡膠和丁基橡膠共混制備密封材料仍然存在一系列問題：首先，由于兩種橡膠極性差距較大，因此在共混過程中需要嚴格控制兩者的共混比例，丁基橡膠用量過大會由于兩種基體材料相容性不好而使復合材料出現相分離，嚴重影響材料性能；丁基橡膠用量過小將不能充分發揮提高復合材料氣密性的目的。其次，由于密封材料高溫快速硫化的加工特點，在正常的配合體系下不能兼顧復合材料的加工性能和應用性能。

針對橡膠密封材料領域，尤其是以丁腈橡膠為基體的橡膠密封材料領域，在很多期刊和專利中已經有了相關報道。

CN106543505A公開了一種高性能丁腈橡膠密封材料及其制備方法，其中高性能丁腈橡膠密封材料包括以下重量份數的原料：丁腈橡膠25-35份、復合硫化劑4-7份、防老劑4-5份、活化劑8-15份、補強劑25-30份和耐熱助劑2-5份。

CN108102169A公布了一種高硬度丁腈橡膠及其制備方法。為了解決現有丁腈橡膠密封材料不能同時兼顧的高硬度性和耐磨性的問題，提供了一種高硬度丁腈橡膠及其制備方法。由丁腈橡膠、氧化鋅、硬脂酸、防老劑，辛基酚醛增粘樹脂、炭黑、軟化劑、硫化劑、促進劑按一定的比例制備而成。

《橡膠科技》(2018,16(8)：33-35)介紹了高彈性低壓縮永久變形丁腈橡膠密封材料的研究。文章研究了丙烯腈含量以及硫化體系對丁腈橡膠 (NBR)密封材料性能的影響。結果表明：NBR的丙烯腈含量低，硫化膠的彈性高，壓縮永久變形小，但撕裂強度較低；促進劑用量增大，硫化膠的彈性提高，壓縮永久變形減小，硫磺用量增大，硫化膠的壓縮永久變形增大； NBR丙烯腈質量分數為0.225％左右，采用低硫高促的硫化膠彈性高，壓縮永久變形小，抗撕裂性能好。

以上現有技術針對密封材料的某些性能進行了探索和研究，但并沒有提及橡膠密封材料加工工藝與產品性能的匹配性問題。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種具有良好的加工性能，適中的混煉膠門尼粘度，適合應用于高效的高溫快速硫化生產工藝中的橡膠組合物，以期獲得具有優異的力學性能、抗壓縮永久變形性和氣密性的硫化橡膠以適用于作為例如密封材料等。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供一種基于丁基橡膠和丁腈橡膠的組合物，其中，該組合物中含有混合保存或獨立保存的以下組分：

橡膠基體、補強劑、硫酸鈣晶須、硫化劑、硫化促進劑、硫化活化劑，并且任選含有防老劑和/或增塑劑，其中，所述橡膠基體為丁腈橡膠和丁基橡膠的組合，所述補強劑為炭黑和白炭黑的組合；

在所述橡膠基體中，所述丁腈橡膠和所述丁基橡膠的含量重量比為9:1 至7:3；