CN103044830B - 一种蝶阀密封橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蝶阀密封橡胶，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶60-70、溴化丁基胶2222 20-25、氯化丁基橡胶CBK139 10-14、氯磺化聚乙烯橡胶 11-13、改性树木灰烬 8-11、二茂铁1-2、炭黑N339 10-20、沉淀法白炭黑20-25、高岭土5-10、氧化锌3-4、铝矾土5-7、 改性铁尾矿渣粉8-10、硫化剂BP0.5～1、促进剂TETD 1-2、2-硫醇基苯骈咪唑1-2、防老剂M1-2、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯1-3、DOTP 间苯二甲酸酯16-18。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、更好的工艺性能、更低的原材料及生产成本，同时机械性能好，工艺环保，可以用此胶料制作作各种密封垫。

Description

一种蝶阀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

本发明提供了一种蝶阀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：

一种蝶阀密封橡胶，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶60-70、溴化丁基胶2222 20-25、氯化丁基橡胶CBK139 10-14、氯磺化聚乙烯橡胶 11-13、改性树木灰烬 8-11、二茂铁1-2、炭黑N339 10-20、沉淀法白炭黑20-25、高岭土5-10、氧化锌3-4、铝矾土5-7、 改性铁尾矿渣粉8-10、硫化剂BP0.5～1、促进剂TETD 1-2、2-硫醇基苯骈咪唑1-2、防老剂M1-2、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯1-3、DOTP 间苯二甲酸酯16-18。

所述的一种蝶阀密封橡胶，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶65、溴化丁基胶2222 23、氯化丁基橡胶CBK139 12、氯磺化聚乙烯橡胶 12、改性树木灰烬10、二茂铁1.5、炭黑N339 15、沉淀法白炭黑22、高岭土6、氧化锌3.5、铝矾土6、 改性铁尾矿渣粉9、硫化剂BP0.8、促进剂TETD 1.5、2-硫醇基苯骈咪唑1.5、防老剂M1.5、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯1.5、DOTP 间苯二甲酸酯18。

所述的一种蝶阀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%的硅藻土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%三硬脂酸甘油酯、3-5%氧化铝，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）改性铁尾矿的制备：

将铁尾矿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%羧甲基纤维素钠拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；

（3）按配方比例将改性铁尾矿、炭黑N339 、沉淀法白炭黑、高岭土、氧化锌、铝矾土投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料；

（4）将丙烯酸酯橡胶、溴化丁基胶2222 、氯化丁基橡胶CBK139 、氯磺化聚乙烯橡胶 、改性树木灰烬，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；

（5）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90-98℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；

（6）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≤58℃。

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

一种蝶阀密封橡胶的制备，

称取丙烯酸酯橡胶（AR-100）65kg、溴化丁基胶2222 23kg、氯化丁基橡胶CBK139 12kg、氯磺化聚乙烯橡胶（CSM2305）12kg、改性树木灰烬10kg、二茂铁1.5kg、炭黑N339 15kg、沉淀法白炭黑22kg、高岭土6kg、氧化锌3.5kg、铝矾土6kg、 改性铁尾矿渣粉9kg、硫化剂BP0.8kg、促进剂TETD 1.5kg、2-硫醇基苯骈咪唑1.5kg、防老剂M 1.5kg、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯1.5kg、DOTP 间苯二甲酸酯18kg,

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%的硅藻土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%三硬脂酸甘油酯、3-5%氧化铝，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）改性铁尾矿渣粉的制备：

将铁尾矿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%羧甲基纤维素钠拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿粉；

（3）按配方比例将改性铁尾矿、炭黑N339 、沉淀法白炭黑、高岭土、氧化锌、铝矾土投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料；

（4）将丙烯酸酯橡胶、溴化丁基胶2222 、氯化丁基橡胶CBK139 、氯磺化聚乙烯橡胶 、改性树木灰烬，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；

（5）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90-98℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；

（6）将上述混炼料投入开炼机中，再将硫化剂、促进剂加入混炼胶中，薄通6-8遍即可，开炼机的加工温度≤58℃。

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

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)

1.一种蝶阀密封橡胶，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶60-70、溴化丁基胶2222 20-25、氯化丁基橡胶CBK139 10-14、氯磺化聚乙烯橡胶 11-13、改性树木灰烬 8-11、二茂铁1-2、炭黑N339 10-20、沉淀法白炭黑20-25、高岭土5-10、氧化锌3-4、铝矾土5-7、 改性铁尾矿渣粉8-10、硫化剂BP0.5～1、促进剂TETD 1-2、2-硫醇基苯骈咪唑1-2、防老剂M1-2、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯1-3、DOTP 间苯二甲酸酯16-18。

2.根据权利要求1所述的一种蝶阀密封橡胶，其特征在于，由下列重量份原料制成：丙烯酸酯橡胶65、溴化丁基胶2222 23、氯化丁基橡胶CBK139 12、氯磺化聚乙烯橡胶 12、改性树木灰烬10、二茂铁1.5、炭黑N339 15、沉淀法白炭黑22、高岭土6、氧化锌3.5、铝矾土6、 改性铁尾矿渣粉9、硫化剂BP0.8、促进剂TETD 1.5、2-硫醇基苯骈咪唑1.5、防老剂M1.5、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯1.5、DOTP 间苯二甲酸酯18。

3.根据权利要求1或2所述的一种蝶阀密封橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）改性树木灰烬的制备方法：

   将树木灰重量1-2%的硅藻土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%三硬脂酸甘油酯、3-5%氧化铝，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，得到改性树木灰烬；

（2）改性铁尾矿渣粉的制备：

   将铁尾矿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%羧甲基纤维素钠拌搅均匀，烘干，研磨成纳米粉末，得到改性铁尾矿渣粉；

（3）按配方比例将改性铁尾矿渣粉、炭黑N339 、沉淀法白炭黑、高岭土、氧化锌、铝矾土投入高速混合机里，以1000-1200转/分的速度高速搅拌，同时将异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯喷洒到混合填料里，继续搅拌5-6分钟， 出料冷却备用，得到混合物料；

（4）将丙烯酸酯橡胶、溴化丁基胶2222 、氯化丁基橡胶CBK139 、氯磺化聚乙烯橡胶 、改性树木灰烬，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；

  （5）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（3）的混合物料，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90-128℃时，开始排料，排料后停放冷却12-14小时；

  （6）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≤58℃。