[发明专利]一种耐寒耐磨的丁腈橡胶密封材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐寒耐磨的丁腈橡胶密封材料及其制备方法。

背景技术

丁腈橡胶（NBR）是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，具有优良的耐油性（尤其是烷烃油）、较好的耐老化性能。因此，其广泛应用于各种隔膜、胶垫及密封圈制品。在密封件制品的使用过程中，在某些工况条件下由于工作环境的需要，除了要求制品具有优良的耐油性能及低压缩永久变形性能外，还要求具有非常好的低温耐寒性能，或者要求具有较好的耐磨性能及低的摩擦系数。在低温环境下工作的动态密封制品，更是要求材料同时具备以上几种性能。如果材料的压缩永久变形太大，会引起制品密封泄漏而失效；如果材料的低温性能不好，会引起制品的脆裂；如果材料的耐磨性能差，制品容易磨损，加速制品的失效；如果材料的摩擦系数过大，整个产品的启动力会大，同时产生大量的热加速制品的老化，密封制品的使用寿命受到很大的影响。所以，探索同时提高丁腈橡胶密封材料的耐寒性及耐磨性越来越受到人们的关注。

现有技术中，为了提高丁腈橡胶密封材料的耐寒性，一般选择采用低丙烯腈含量的NBR（或以低丙烯腈NBR为主并用耐寒性能好的天然橡胶或顺丁橡胶），以过氧化物或复合硫化体系硫化，同时使用大量的增塑剂（30份或更多）以及粒径较粗的炭黑。例如，吴健峰（“耐油耐低温丁腈橡胶的研制”，上海橡胶制品研究所，吴健峰，世界橡胶工业，第35卷第6期，第1～4页）采用复合硫化体系硫化，同时使用喷雾炭黑及30份增塑剂的办法来提高耐寒性，该配方压缩永久变形大于30%。李蒙等（“并用BR改进NBR耐油、低温性能的研究”，咸阳橡胶工业制品研究所，李蒙等，特种橡胶制品，第30卷第1期，第46～48页）采用复合硫化体系硫化，低丙烯腈含量的NBR并用BR，同时填充喷雾炭黑及30份增塑剂来改善丁腈橡胶的耐寒性能，该配方的耐油性能相对较差，压缩永久变形较大（22%，100℃*22h）。

现有的这些方法具有以下缺点：大量填充增塑剂以改善丁腈橡胶的耐寒性，会影响材料的加工稳定性，物理机械性能稳定性及材料的耐油性能；同时，材料的压缩永久变形性能比较差。

现有技术中，为了提高丁腈橡胶密封材料的耐磨性，一般选择采用高丙烯腈含量的丁腈橡胶、高耐磨炭黑，但这对胶料的耐磨性改善是有限的。黄新武等（“芳纶纤维增强丁腈橡胶的摩擦性能”，中国科学院研究生院，黄新武等，合成橡胶工业，第29卷第6期，第451～453页）采用表面改性芳纶段纤维并用半补强炭黑改善丁腈橡胶的耐磨性，可以降低材料的摩擦系数和摩擦损耗量。但这种方法需要对纤维进行表面处理，在很多工厂还比较难应用，同时进口芳纶纤维价格相对较贵，成本高。

现有技术中，提高丁腈橡胶耐寒性与提高耐磨性的方法在有些时候是冲突的。采用低丙烯腈含量NBR改善耐寒性与采用高丙烯腈NBR改善耐磨性相冲突，采用粒径较粗的炭黑改善耐寒性，会降低丁腈橡胶的耐磨性能等。因此，同时兼顾丁腈橡胶密封材料的耐寒性和耐磨性两项性能，这个课题是一个难点。

发明内容

本发明的目的在于一种耐寒耐磨的丁腈橡胶密封材料及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种耐寒耐磨的丁腈橡胶密封材料，其是由以下质量份的原料组成：丁腈橡胶100份、氧化锌3.5～8份、硬脂酸0.5-1.5份、防老剂1.5～3.5份，减磨剂0.5～4.0份、炭黑60～115份、TP-952～10份、硫化剂0.3～1.0份、促进剂3.0～5.5份。

所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为26～28wt%。

所述的炭黑为高耐磨炭黑、中低耐磨炭黑中的至少一种；所述的高耐磨炭黑为N220、N330、N234中的至少一种；所述的中低耐磨炭黑为N550、N774、SP5000中的至少一种。

所述的减磨剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺中的至少一种。

所述的硫化剂为硫磺。

所述的促进剂为促进剂TT、促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂DM中的两种或三种组成。

一种耐寒耐磨的丁腈橡胶密封材料的制备方法，包括以下步骤：