CN103013010A - 一种汽车阀杆用密封橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车阀杆用密封橡胶，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶64-66、丁基橡胶BK-1675N（燕山石化）14-16、丁腈胶N24010-12、氯磺化聚乙烯橡胶TS-930（日本东曹）8-10、聚-4-甲基-1-戊烯1-2、炭黑N44010-20、超耐磨炭黑N1108-10、重质碳酸钙6-10、聚乙烯醇1-3、硬脂酸钙1-2、硬脂酸0.5-0.8、氧化锌1-2、硅灰石粉5-10、石英粉2-4、改性铁尾矿渣粉9-11、六甲基二硅氨烷1-2、硫化剂DTBP1～2、N，N‘-间苯撑双马来酰亚胺3-4、防老剂4010NA1-2、防老剂ODA1-2、氨丙基三乙氧基硅烷1-3、环氧油酸丁酯14-16。本发明的橡胶胶料具有优异的的耐臭氧性能和耐低温性能,耐热性能，使用温度范围大、工艺环保，可以用此胶料制作作各种密封件。

Description

一种汽车阀杆用密封橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及合成橡胶领域，具体涉及一种汽车阀门用密封垫胶料及其制备方法。
背景技术
汽车用橡胶零部件对汽车的防振、减噪、提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性等起着很大作用。汽车的通用橡胶材料用量比较大，但随着近年来发动机趋于大功率、小型化方向发展，发动机周围的环境温度升高，排气控制法规要求更加严格，加之含醇燃料的使用，迫使橡胶零部件提高耐热、耐寒、耐油、耐老化等各项性能。所以，高性能特种合成橡胶的用量不断增加，汽车是这些特种合成橡胶的主要市场。因此，汽车用橡胶的胶种将向具有优良性能的特种胶方向发展。
丙烯酸酯橡胶（以下简称ACM）是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。由于特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等，力学性能和加工性能优于氟橡胶和硅橡胶，其耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶。ACM被广泛应用于各种高温、耐油环境中，成为近年来汽车工业着重开发推广的一种密封材料，特别是用于汽车的耐高温油封、曲轴、阀杆、汽缸垫、液压输油管等，目前国内需求几乎全部依赖进口。
由于汽车速度提高导致发动机室温升高，汽车配件的环境温度通常要达到150℃甚至180℃以上，因此如何获得能够长期在更高温度环境中使用的ACM生胶成为产业关注的焦点。为了突出或改善ACM的加工性能，近年来对ACM进行改性或选用ACM对其他弹性体改性已成为加工应用的研究热点之一。现有的橡胶密封件在高温、低温、大温差、腐蚀介质及长寿命等工况下,其密封性能很难令人满意，研究出高性能的混炼胶成为目前国内橡胶业发展的趋势。
发明内容
本发明提供了一种汽车阀杆用密封橡胶及其制备方法，本发明的胶料具有优异的耐高低温，耐油、耐溶剂和耐化学品性能，同时机械性能好。
本发明采用如下技术方案：
一种汽车阀杆用密封橡胶，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶64-66、丁基橡胶BK-1675N（燕山石化）14-16、丁腈胶N240 10-12、氯磺化聚乙烯橡胶TS-930（日本东曹）8-10、聚-4-甲基-1-戊烯1-2、炭黑N440 10-20、超耐磨炭黑N110 8-10、 重质碳酸钙6-10、聚乙烯醇1-3、硬脂酸钙1-2、硬脂酸0.5-0.8、氧化锌1-2、硅灰石粉5-10、石英粉2-4、改性铁尾矿渣粉9-11、六甲基二硅氨烷1-2、硫化剂DTBP1～2 、N，N‘-间苯撑双马来酰亚胺3-4、 防老剂4010NA 1-2、防老剂ODA 1-2、氨丙基三乙氧基硅烷1-3、环氧油酸丁酯14-16。
所述的一种汽车阀杆用密封橡胶，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶65、丁基橡胶BK-1675N（燕山石化）15、丁腈胶N240 11、氯磺化聚乙烯橡胶TS-930（日本东曹）9、聚-4-甲基-1-戊烯1.5、炭黑N440 15、超耐磨炭黑N1109、重质碳酸钙9、聚乙烯醇2、硬脂酸钙1.5、硬脂酸0.6、氧化锌1.5、硅灰石粉8、石英粉3、改性铁尾矿渣粉10、六甲基二硅氨烷1.3、硫化剂DTBP1.2、N，N‘-间苯撑双马来酰亚胺3.6、 防老剂4010NA 1.1、防老剂ODA 1.4、氨丙基三乙氧基硅烷1.8、环氧油酸丁酯15。
所述的一种汽车阀杆用密封橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）改性树木灰的制备方法：
将树木灰重量1-2%的绢英粉加入到树木灰中混合，在用15-20%盐酸浸泡1-2小时，用水洗至中性，烘干后，加入相当于固体重量0.5-1.0%的铝酸酯偶联剂DL-411、1-2%的焦磷酸钠、1-2%异辛基苯基聚氧乙烯醚、3-5%氧化锌，以1200-1500转/分的速度高速搅拌，得到分散液，分散液烘干、粉碎成粉末，得到改性树木灰；
（2）改性铁尾矿渣的制备：
将铁尾矿渣900-1000℃下烧损4-6小时，然后研磨成纳米粉末，再拌入相当于粉体重量1-2%的聚四氟乙烯微粉、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%机油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；
（3）用机油按1：1质量比稀释氨丙基三乙氧基硅烷；
（4）按配方比例将改性树木灰烬、炭黑N440、超耐磨炭黑N110，投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将步骤（2）稀释好的偶联剂喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料；
（5）将丙烯酸酯橡胶、丁基橡胶BK-1675N（燕山石化）、丁腈胶N240、氯磺化聚乙烯橡胶（日本东曹TS-930）、改性铁尾矿渣，投入密炼机中，在65-73℃的温度下进行塑炼，塑炼10-14分钟后，当温度达到82-95℃，开始排料，排料后停放冷却10-12小时；
（6）按配方比例将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入步骤（4）的混合料，混炼2-3分钟后，再加入配方中除硫化剂和促进剂类以外的其它剩余物料混炼10-15分钟后，当温度达到90-118℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；
（7）将上述混炼料投入开炼机中，再将硫化剂、促进剂类加入混炼胶中，薄通6-8遍即可，开炼机的加工温度≤56℃。
有益效果
本发明将丙烯酸酯橡胶和其它几种橡胶混炼，提高混炼胶的综合性能，将树木灰进行改进，同时将尾铁矿进行改性处理，然后和炭黑混合，再用偶联剂处理，作为补强剂使用，提高了填料在混炼胶的分散性，提高了混炼胶的耐臭氧性能和耐低温性能,耐热性能，同时比丙烯酸酯橡胶本身和丁腈胶具有更宽的使用温度范围、更好的工艺性能、更低的原材料及生产成本,符合国产化零部件的性能要求。
具体实施方式
一种汽车阀杆用密封橡胶的制备，
称取丙烯酸酯橡胶（AR-100）65kg、丁基橡胶BK-1675N（燕山石化）15kg、丁腈胶N240 11kg、氯磺化聚乙烯橡胶TS-930（日本东曹）9kg、聚-4-甲基-1-戊烯1.5kg、炭黑N440 15kg、超耐磨炭黑N110 9kg、重质碳酸钙9kg、聚乙烯醇2kg、硬脂酸钙1.5kg、硬脂酸0.6kg、氧化锌1.5kg、硅灰石粉8kg、石英粉3kg、改性铁尾矿渣粉10kg、六甲基二硅氨烷1.3kg、硫化剂DTBP1.2kg、N，N‘-间苯撑双马来酰亚胺3.6kg、 防老剂4010NA 1.1kg、防老剂ODA 1.4kg、氨丙基三乙氧基硅烷1.8kg、环氧油酸丁酯15kg。
制备方法包括以下步骤：
（1）改性树木灰的制备方法：
将树木灰重量1-2%的绢英粉加入到树木灰中混合，在用15-20%盐酸浸泡1-2小时，用水洗至中性，烘干后，加入相当于固体重量0.5-1.0%的铝酸酯偶联剂DL-411、1-2%的焦磷酸钠、1-2%异辛基苯基聚氧乙烯醚、3-5%氧化锌，以1200-1500转/分的速度高速搅拌，得到分散液，分散液烘干、粉碎成粉末，得到改性树木灰；
（2）改性铁尾矿渣的制备：
将铁尾矿渣900-1000℃下烧损4-6小时，然后研磨成纳米粉末，再拌入相当于粉体重量1-2%的聚四氟乙烯微粉、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%机油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；
（3）用机油按1：1质量比稀释氨丙基三乙氧基硅烷；
（4）按配方比例将改性树木灰烬、炭黑N440、超耐磨炭黑N110，投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将步骤（2）稀释好的偶联剂喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料；
（5）将丙烯酸酯橡胶、丁基橡胶BK-1675N（燕山石化）、丁腈胶N240、氯磺化聚乙烯橡胶（日本东曹TS-930）、改性铁尾矿渣，投入密炼机中，在65-73℃的温度下进行塑炼，塑炼10-14分钟后，当温度达到82-95℃，开始排料，排料后停放冷却10-12小时；
（6）按配方比例将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入步骤（4）的混合料，混炼2-3分钟后，再加入配方中除硫化剂和促进剂DTDM类以外的其它剩余物料混炼10-15分钟后，当温度达到90-118℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；
（7）将上述混炼料投入开炼机中，再将硫化剂、促进剂类加入混炼胶中，薄通6-8遍即可，开炼机的加工温度≤56℃。。
实验数据
按实施例的原材料配方做成胶料进行性能试验检测，检测结果见表1。
表1
Figure BDA0000246044341
从表中可以看出本发明的胶料的耐低温性、耐热性能、及耐撕裂性都比常规垫片材料好,可以用作各种密封件材料。

Claims (3)

1.一种汽车阀杆用密封橡胶，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶64-66、丁基橡胶BK-1675N（燕山石化）14-16、丁腈胶N240 10-12、氯磺化聚乙烯橡胶（日本东曹TS-930）8-10、聚-4-甲基-1-戊烯1-2、炭黑N440 10-20、超耐磨炭黑N110 8-10、 重质碳酸钙6-10、聚乙烯醇1-3、硬脂酸钙1-2、硬脂酸0.5-0.8、氧化锌1-2、硅灰石粉5-10、石英粉2-4、改性铁尾矿渣粉9-11、六甲基二硅氨烷1-2、硫化剂DTBP1～2 、N，N‘-间苯撑双马来酰亚胺3-4、 防老剂4010NA 1-2、防老剂ODA 1-2、氨丙基三乙氧基硅烷1-3、环氧油酸丁酯14-16。
2.根据权利要求1所述的一种汽车阀杆用密封橡胶，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶65、丁基橡胶BK-1675N（燕山石化）15、丁腈胶N240 11、氯磺化聚乙烯橡胶（日本东曹TS-930）9、聚-4-甲基-1-戊烯1.5、炭黑N440 15、超耐磨炭黑N110 9、重质碳酸钙9、聚乙烯醇2、硬脂酸钙1.5、硬脂酸0.6、氧化锌1.5、硅灰石粉8、石英粉3、改性铁尾矿渣粉10、六甲基二硅氨烷1.3、硫化剂DTBP1.2、N，N‘-间苯撑双马来酰亚胺3.6、 防老剂4010NA 1.1、防老剂ODA 1.4、氨丙基三乙氧基硅烷1.8、环氧油酸丁酯15。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车阀杆用密封橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）改性树木灰的制备方法：
   将树木灰重量1-2%的绢英粉加入到树木灰中混合，在用15-20%盐酸浸泡1-2小时，用水洗至中性，烘干后，加入相当于固体重量0.5-1.0%的铝酸酯偶联剂DL-411、1-2%的焦磷酸钠、1-2%异辛基苯基聚氧乙烯醚、3-5%氧化锌，以1200-1500转/分的速度高速搅拌，得到分散液，分散液烘干、粉碎成粉末，得到改性树木灰；
（2）改性铁尾矿渣的制备：
   将铁尾矿渣900-1000℃下烧损4-6小时，然后研磨成纳米粉末，再拌入相当于粉体重量1-2%的聚四氟乙烯微粉、1-2%的木质素磺酸钠、1-2%机油拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；
（3）用机油按1：1质量比稀释氨丙基三乙氧基硅烷； 
（4）按配方比例将改性树木灰烬、炭黑N440、超耐磨炭黑N110，投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将步骤（2）稀释好的氨丙基三乙氧基硅烷喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料； 
（5）将丙烯酸酯橡胶、丁基橡胶BK-1675N（燕山石化）、丁腈胶N240、氯磺化聚乙烯橡胶（日本东曹TS-930）、改性铁尾矿渣，投入密炼机中，在65-73℃的温度下进行塑炼，塑炼10-14分钟后，当温度达到82-95℃，开始排料，排料后停放冷却10-12小时； 
  （6）按配方比例将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入步骤（4）的混合料，混炼2-3分钟后，再加入配方中除硫化剂和促进剂类以外的其它剩余物料混炼10-15分钟后，当温度达到90-118℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；
  （7）将上述混炼料投入开炼机中，再将硫化剂、促进剂类加入混炼胶中，薄通6-8遍即可，开炼机的加工温度≤56℃。
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