[发明专利]高硬度油封胶料

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高硬度、低压变、高弹性的高硬度油封胶料，属油封胶料制造领域。

背景技术

CN102993478A、名称“高硬度橡胶密封件胶料”，它的橡胶原料组份及原料重量配比为1#天然橡胶120～150份、硫磺2～3份、氧化锌4～6份、硬脂酸2～4份、石蜡1～1.2份、松焦油10～12份、喷雾炭黑80～100份、槽法炭黑20～40份、促进剂DM的中文名：2，2’-二硫代二苯骈噻唑，分子式：C14H8N2S4 1～1.2份、防老剂D的中文名：N-苯基-2-萘胺，分子式：C16H13N1～1.2份。

发明内容

设计目的：通过对背景技术的优化，设计一种具有高硬度、低压变、高弹性的高硬度油封胶料。

设计方案：在进行配方研究时，选用高分子量(高门尼粘度)生胶，首先将其与反应性树脂进行物理共混，通过在橡胶硫化过程中反应性树脂的原位交联和聚合反应，形成橡胶和树脂共混、交联的聚合物复合体系，使其达到增强橡胶的目的。同时，保证其硫化胶具有高硬度、良好的弹性和压缩永久变形性能。此外，采用一些聚合物预聚体作为橡胶的反应性临时增塑剂，使得增塑剂在橡胶硫化的同时也发生原位聚合和交联反应，从而保证混炼胶有较低粘度，而硫化胶具有很高的硬度和弹性。在进行混炼和硫化工艺条件研究时，根据项目产品的特点，对加料顺序、混炼温度和混炼所用设备进行了综合考虑，在保证产品质量的前提下，更适应于工业化大生产条件。在上述工作的基础上，工作中将对高硬度油封胶料的配方、混炼工艺、工业化生产设备、质量控制手段以及生产管理模式进行了综合考核，其产品多批次送交用户对其物理机械性能和油封生产工艺性能考核。

1、生胶：生胶是橡胶配方的基体材料，其对胶料的性能起着决定性的作用，考虑到本项目产品的性能要求特点——高硬度、高弹性以及良好的耐低温性能，应该选用中高丙烯腈含量、高门尼粘度的生胶，但是考虑到高门尼粘度生胶中加入大量的高结构炭黑(为了保证高硬度)，可能会使混炼胶的流动性变差，影响胶料的硫化成型工艺和唇口切削工艺。所以，首先将生胶与反应性树脂进行物理共混，通过在橡胶硫化过程中反应性树脂的原位交联和聚合反应，形成橡胶和树脂共混、交联的聚合物复合体系，使其达到增强、增硬橡胶的目的。表-1实验数据说明，加入10份反应性树脂胶料表现出较好的性能。

表-1

其基本配方：生胶100，氧化锌5，硬脂酸1，防老剂3，加工助剂2，炭黑60，硫化体系4。

2、硫化体系：硫化体系直接影响着硫化胶的耐热老化性能、压缩永久变形等性能。表-2所示是不同硫化体系的对比试验结果，说明采用过氧化物硫化体系，硫化胶具有良好的热空气老化性能和压缩永久变形性能。

表-2几种硫化体系性能比较

其基本配方：生胶100，氧化锌5，硬脂酸1，防老剂3，加工助剂2，炭黑60，反应性树脂10。

3、炭黑补强体系的选用：从产品的硬度考虑，由于硬度要求较高达到了85±5，我们选用了N220、N330等硬质炭黑并用的体系，试验结果如表-3。根据实验数据来看，采用30份的N-220和50份的N-330并用，其基本力学性能还算满足要求，但是大量使用炭黑可能会使胶料工艺性能变差，所以必须考虑在不影响硬度以及其他力学性能的前提下，使用反应性增塑剂来解决问题。

表-3几种炭黑变量对胶料性能的影响

4、增塑剂：大部分增塑剂都是一些低分子的液体，增塑剂的加入可以改善胶料的混炼工艺和胶料的流动性，但它也会降低硫化胶硬度和强度。所以，针对该产品加入普通的增塑剂显然是不可取的，必须考虑加入一些具有反应活性的增塑剂，这种反应性塑剂是一种预聚体，在混炼工艺条件下，它具有低分子油类增塑剂的功能，但在硫化过程中，它将会发生扩链反应聚合成高分子，提高硫化胶的硬度和强度。表-4是添加不同用量反应性增塑剂(JT-2)的硫化胶力学性能结果。由表-4我们可以看出，添加了20份的JT-2不但对硬度的影响较小，而且可以很好地对胶料进行补强。

表-4JT-2对胶料性能的影响。(其中N220 30份 N330 40份)