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CN109206686A - 一种丁腈橡胶-金属复合密封材料及其制备方法 - Google Patents

一种丁腈橡胶-金属复合密封材料及其制备方法 Download PDF

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CN109206686A CN201810772823.4A CN201810772823A CN109206686A CN 109206686 A CN109206686 A CN 109206686A CN 201810772823 A CN201810772823 A CN 201810772823A CN 109206686 A CN109206686 A CN 109206686A
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Abstract

本发明公开了一种丁腈橡胶‑金属复合密封材料及其制备方法。其配方中原料质量份数分别为：丁腈橡胶100份，乙酸丁酯300~700份，补强剂30~50份，防老剂3~5份，促进剂1~3份，硫化剂1~8份，增塑剂3~15份，发泡剂3~15份，发泡助剂5~10份。与目前国内常见的密封材料相比，本发明中所提供的丁腈橡胶‑金属复合密封材料，在配方中加入了白炭黑、酚醛树脂等补强剂，因其优越的稳定性与补强性，使橡胶密封材料具有高强度，高耐磨等特点，能够有效地增强其物理机械性能。原料成本低廉，发泡工艺简单，密封材料与底板间黏结牢固，便于大规模生产，将其实现产业化，可以有力的冲击国外企业在该领域的垄断，具有广阔的市场前景。

Description

一种丁腈橡胶-金属复合密封材料及其制备方法
技术领域
本发明属于密封材料技术领域，特别涉及一种丁腈橡胶-金属复合密封材料及其制备方法。
背景技术
丁腈橡胶具有优良的耐油性、耐磨性、气密性，因其物理机械性能良好的特点，丁腈橡胶常被应用于各类耐油模压制品中。
与传统的密封材料相比，本专利申请所提供的丁腈橡胶-金属复合密封材料，在配方中加入了白炭黑、酚醛树脂等填料，因其优越的稳定性与补强性，使橡胶密封材料具有高强度，高耐磨等特点，可以有效地增强其物理机械性能。目前，日本、美国在丁腈橡胶-金属密封材料领域的发展领先于我国。因此，制备出一种高强度丁腈橡胶-金属复合密封材料，并将其实现产业化，可以有力的冲击国外企业在该领域的垄断，并具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种丁腈橡胶-金属复合密封材料及其制备方法。
一种丁腈橡胶-金属复合密封材料，其配方中原料质量份数分别为：丁腈橡胶100份，乙酸丁酯300~700份，补强剂30~50份，防老剂3~5份，促进剂1~3份，硫化剂1~8份，增塑剂3~15份，发泡剂3~15份，发泡助剂5~10份。
所述补强剂是但不限于炭黑、白炭黑、酚醛树脂、氧化锌和聚氯乙烯树脂中的一种或多种。
所述防老剂是但不限于胺类防老剂、酮胺类防老剂和对苯二胺类防老剂中的一种或多种。
所述促进剂是但不限于秋兰姆类促进剂、噻唑类促进剂、黄原酸盐类促进剂和次磺酰胺类促进剂中的一种或多种。
所述硫化剂是但不限于有机过氧化物、不溶性硫磺中、胺类化合物和树脂硫化剂中的一种或多种。
所述增塑剂是但不限于邻苯二甲酸酯类增塑剂、脂肪酸酯类增塑剂和环氧酯类增塑剂中的一种或多种。
所述发泡剂是但不限于有机发泡剂、无机发泡剂和微球发泡剂中的一种或多种。
所述发泡助剂是但不限于尿素类发泡助剂、磷酸酯类发泡助剂和有机酸类发泡助剂中的一种或多种。
制备上述丁腈橡胶-金属复合密封材料的具体步骤为：
(1) 将丁腈橡胶与乙酸丁酯按配方中的比例共混持续搅拌，待丁腈橡胶全部溶解后，将所得胶浆与配方中的补强剂、防老剂、促进剂、硫化剂、增塑剂一起装入球磨罐，在行星式球磨机中研磨8小时，所得产物取出后置于容器中，加入配方中的发泡剂和发泡助剂持续搅拌，充分混合，制得胶料。
(2) 分别用丙酮、乙醇擦拭金属板，清洗掉其表面的灰尘和污渍，待金属板晾干后，在其表面浸涂底涂凯姆洛克胶，并于烘箱中120℃下处理10分钟，获得备用金属板。
(3) 将步骤(1)制得的胶料涂覆于步骤(2)获得的备用金属板上，待胶料完全晾干后，放入烘箱中在130~190℃下硫化20~45min，完成自由发泡，即制得丁腈橡胶-金属复合密封材料。
所述金属板是但不限于冷轧板和不锈钢板中的一种。
所述涂覆的方法是但不限于喷涂、淋涂、滚涂和浸涂中的一种或多种。
与目前国内的技术相比，本发明中所使用的原料成本低廉，自由发泡工艺简单，便于大规模生产，加入白炭黑，酚醛树脂等补强剂，能够有效增强橡胶的物理机械性能，所制备的丁腈橡胶-金属复合密封材料具有强度高的特点，耐磨、耐油、耐水性能好，密封材料与底板间黏结牢固，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明实施例2中制得的丁腈橡胶-金属密封材料的扫描电镜照片。
图2为本发明实施例4中制得的丁腈橡胶-金属密封材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
实施例1：
一种丁腈橡胶-金属复合密封材料，其配方中原料质量份数分别为：丁腈橡胶100份，乙酸丁酯500份，炭黑30份，白炭黑10份，酚醛树脂5份，氧化锌5份，不溶性硫磺HD OT20 1份，过氧化二异丙苯5份，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯8份，防老剂N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺3份，促进剂N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺 1份，二硫化二苯并噻唑0.5份，二硫化四甲基秋兰姆 0.5份，尿素5份，硬脂酸1份，发泡剂二苯磺酰肼醚 (OBSH) 8份。
(1) 将丁腈橡胶与乙酸丁酯按配方中的比例共混持续搅拌，待丁腈橡胶全部溶解后，将所得胶浆与配方中的补强剂、防老剂、促进剂、硫化剂、增塑剂一起装入球磨罐，在行星式球磨机中研磨8小时，所得产物取出后置于容器中，加入配方中的发泡剂和发泡助剂持续搅拌，充分混合，制得胶料。
(2) 分别用丙酮、乙醇擦拭金属板，清洗掉其表面的灰尘和污渍，待金属板晾干后，在其表面浸涂底涂凯姆洛克胶，并于烘箱中120℃下处理10分钟，获得备用金属板。
(3) 将步骤(1)制得的胶料淋涂于步骤(2)获得的备用金属板上，待胶料完全晾干后，放入烘箱中160℃硫化30min，即制得丁腈橡胶-金属复合密封材料。
实施例2：
一种丁腈橡胶-金属复合密封材料，其配方中原料质量份数分别为：丁腈橡胶100份，乙酸丁酯500份，炭黑30份，白炭黑10份，酚醛树脂5份，氧化锌5份，不溶性硫磺HD OT20 1份，过氧化二异丙苯5份，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯8份，防老剂N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺3份，促进剂N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺 1份，二硫化二苯并噻唑0.5份，二硫化四甲基秋兰姆 0.5份，尿素5份，硬脂酸1份，发泡剂二苯磺酰肼醚 (OBSH) 3份，发泡剂偶氮二甲酰胺(ADC) 5份。
(1) 将丁腈橡胶与乙酸丁酯按配方中的比例共混持续搅拌，待丁腈橡胶全部溶解后，将所得胶浆与配方中的补强剂、防老剂、促进剂、硫化剂、增塑剂一起装入球磨罐，在行星式球磨机中研磨8小时，所得产物取出后置于容器中，加入配方中的发泡剂和发泡助剂持续搅拌，充分混合，制得胶料。
(2) 分别用丙酮、乙醇擦拭金属板，清洗掉其表面的灰尘和污渍，待金属板晾干后，在其表面浸涂底涂凯姆洛克胶，并于烘箱中120℃下处理10分钟，获得备用金属板。
(3) 将步骤(1)制得的胶料淋涂于步骤(2)获得的备用金属板上，待胶料完全晾干后，放入烘箱中160℃硫化30min，即制得丁腈橡胶-金属复合密封材料。
本实施例制得的丁腈橡胶-金属复合密封材料表面完整，泡孔均匀，压缩回弹性能好，耐水耐油、抗撕裂、附着力等物理机械性能均到达国家质量检测标准。具体数据见表1。
表1
序号 实验项目 测试条件 标准值 结果
1 厚度 常温常压 0.6/0.8/1.0/1.2 mm OK
2 附着力 GB/T9286 OK
3 耐温性 250 <sup>o</sup>C，12小时 无起泡/脱落 OK
4 耐 油 170±3 <sup>o</sup>C ×70，机油 无脱落 OK
5 厚度变化率% 150±2 <sup>o</sup>C 10W/30汽油/机油浸泡 ≤5 OK
6 重量变化率% 5h，15-30 <sup>o</sup>C放置30min ≤4 OK
7 耐液体腐蚀 水/防冻液（1：1），100±2 <sup>o</sup>C 72h 无起泡/脱落 OK
8 抗压溃性 扭力20N，220 <sup>o</sup>C ×1h 压溃面积≤5% OK
9 气密性 腔压0.4-0.45 Mpa，水中10 min 无气泡 OK
实施例3：
一种丁腈橡胶-金属复合密封材料，其配方中原料质量份数组成分别为：丁腈橡胶100份，乙酸丁酯500份，炭黑30份，白炭黑10份，酚醛树脂5份，氧化锌5份，不溶性硫磺HD OT201份，过氧化二异丙苯5份，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯8份，防老剂N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺3份，促进剂N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺 1份，二硫化二苯并噻唑0.5份，二硫化四甲基秋兰姆 0.5份，尿素5份，硬脂酸1份，微球发泡剂5份。
(1) 将丁腈橡胶与乙酸丁酯按配方中的比例共混持续搅拌，待丁腈橡胶全部溶解后，将所得胶浆与配方中的补强剂、防老剂、促进剂、硫化剂、增塑剂一起装入球磨罐，在行星式球磨机中研磨8小时，所得产物取出后置于容器中，加入配方中的发泡剂和发泡助剂持续搅拌，充分混合，制得胶料。
(2) 分别用丙酮、乙醇擦拭金属板，清洗掉其表面的灰尘和污渍，待金属板晾干后，在其表面浸涂底涂凯姆洛克胶，并于烘箱中120℃下处理10分钟，获得备用金属板。
(3) 将步骤(1)制得的胶料淋涂于步骤(2)获得的备用金属板上，待胶料完全晾干后，放入烘箱中160℃硫化30min，即制得丁腈橡胶-金属复合密封材料。
本实施例制得的丁腈橡胶-金属复合密封材料表面完整，泡孔均匀，压缩回弹性能好，耐水耐油、抗撕裂、附着力等物理机械性能均到达国家质量检测标准。
实施例4：
一种丁腈橡胶-金属复合密封材料，其配方中原料质量份数分别为：丁腈橡胶100份，乙酸丁酯500份，炭黑30份，白炭黑10份，酚醛树脂5份，氧化锌5份，不溶性硫磺HD OT20 1份，过氧化二异丙苯5份，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯8份，防老剂N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺3份，促进剂N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺 1份，二硫化二苯并噻唑0.5份，二硫化四甲基秋兰姆 0.5份，尿素5份，硬脂酸1份，微球发泡剂10份。
(1) 将丁腈橡胶与乙酸丁酯按配方中的比例共混持续搅拌，待丁腈橡胶全部溶解后，将所得胶浆与配方中的补强剂、防老剂、促进剂、硫化剂、增塑剂一起装入球磨罐，在行星式球磨机中研磨8小时，所得产物取出后置于容器中，加入配方中的发泡剂和发泡助剂持续搅拌，充分混合，制得胶料。
(2) 分别用丙酮、乙醇擦拭金属板，清洗掉其表面的灰尘和污渍，待金属板晾干后，在其表面浸涂底涂凯姆洛克胶，并于烘箱中120℃下处理10分钟，获得备用金属板。
(3) 将步骤(1)制得的胶料淋涂于步骤(2)获得的备用金属板上，待胶料完全晾干后，放入烘箱中160℃硫化30min，即制得丁腈橡胶-金属复合密封材料。
本实施例制得的丁腈橡胶-金属复合密封材料表面完整，泡孔均匀，压缩回弹性能好，耐水耐油、抗撕裂、附着力等物理机械性能均到达国家质量检测标准。

Claims (2)

1.一种丁腈橡胶-金属复合密封材料，其特征在于该丁腈橡胶-金属复合密封材料的配方中原料质量份数分别为：丁腈橡胶100份，乙酸丁酯300~700份，补强剂30~50份，防老剂3~5份，促进剂1~3份，硫化剂1~8份，增塑剂3~15份，发泡剂3~15份，发泡助剂5~10份；
所述补强剂是但不限于炭黑、白炭黑、酚醛树脂、氧化锌和聚氯乙烯树脂中的一种或多种；
所述防老剂是但不限于胺类防老剂、酮胺类防老剂和对苯二胺类防老剂中的一种或多种；
所述促进剂是但不限于秋兰姆类促进剂、噻唑类促进剂、黄原酸盐类促进剂和次磺酰胺类促进剂中的一种或多种；
所述硫化剂是但不限于有机过氧化物、不溶性硫磺中、胺类化合物和树脂硫化剂中的一种或多种；
所述增塑剂是但不限于邻苯二甲酸酯类增塑剂、脂肪酸酯类增塑剂和环氧酯类增塑剂中的一种或多种；
所述发泡剂是但不限于有机发泡剂、无机发泡剂和微球发泡剂中的一种或多种；
所述发泡助剂是但不限于尿素类发泡助剂、磷酸酯类发泡助剂和有机酸类发泡助剂中的一种或多种。
2.一种如权利要求1所述的丁腈橡胶-金属复合密封材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
(1) 将丁腈橡胶与乙酸丁酯按配方中的比例共混持续搅拌，待丁腈橡胶全部溶解后，将所得胶浆与配方中的补强剂、防老剂、促进剂、硫化剂、增塑剂一起装入球磨罐，在行星式球磨机中研磨8小时，所得产物取出后置于容器中，加入配方中的发泡剂和发泡助剂持续搅拌，充分混合，制得胶料；
(2) 分别用丙酮、乙醇擦拭金属板，清洗掉其表面的灰尘和污渍，待金属板晾干后，在其表面浸涂底涂凯姆洛克胶，并于烘箱中120℃下处理10分钟，获得备用金属板；
(3) 将步骤(1)制得的胶料涂覆于步骤(2)获得的备用金属板上，待胶料完全晾干后，放入烘箱中在130~190℃下硫化20~45min，完成自由发泡，即制得丁腈橡胶-金属复合密封材料；
所述金属板是但不限于冷轧板和不锈钢板中的一种；
所述涂覆的方法是但不限于喷涂、淋涂、滚涂和浸涂中的一种或多种。
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