[发明专利]一种高性能汽车密封圈橡胶材料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及汽车密封圈的橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高性能汽车密封圈橡胶材料及其制备工艺。

背景技术

密封圈密封是汽车静密封的一种重要形式，汽车上使用的密封圈有100-400个，现代汽车工业对密封件提出了越来越高的要求，这些密封圈起到密封汽车内部的液体与气体并防止外界雨水和灰尘侵入的作用，汽车用各类橡胶密封圈在工作时都具有承受高低温、耐磨损、耐老化的作用，且要求硬度高、耐撕裂性能好，这对橡胶材料和密封结构都是严峻考验；利用传统的配方制备的密封圈材料已不能满足对汽车密封越来越高的要求。

发明内容

本发明提出了一种高性能汽车密封圈橡胶材料及其制备工艺，产品耐磨损、耐老化、耐高低温性能优异，产品硬度高，耐撕裂性能较好，加工工艺性能好，成本低。

本发明提出的一种高性能汽车密封圈橡胶材料，其原料按重量份包括：

丁腈橡胶生胶3465100份，高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶25-34份，三元乙丙橡胶35-50份，防老剂RD0.5-0.8份，防老剂BLE0.5-0.8份，硬脂酸1-1.5份，硫磺粉0.5-1.2份，微晶蜡WB421.5-2份，活性剂氧化镁1.5-2份，酸碱平衡剂PEG4001-3份，氧化锌2-4份，阻燃剂氯化石蜡0.5-1.8份，阻燃剂四氯邻苯二甲酸酐2-4份，分散剂WB2121-1.2份，烷基酚醛树脂4.5-5.2份，橡胶增塑剂腰果壳油2-4份，碳黑N55020-24份，钛白粉13-15份，碳黑N33010-15份，纳米二氧化硅5-10份，硅烷偶联剂SI-965-6份，环氧大豆油15-20份，促进剂TETD0.8-1.5份，促进剂DM0.5-1份。

优选地，高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶中顺式-1,4结构含量96.43-98.66％。

优选地，高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、碳黑N550及碳黑N330的重量比为30-34:20-22：10-12。

本发明还提出了一种高性能汽车密封圈橡胶材料的制备工艺，包括如下步骤：

S1、首先将按重量份丁腈橡胶生胶3465、三元乙丙橡胶、防老剂RD、防老剂BLE、硬脂酸、微晶蜡WB42、活性氧化镁，酸碱平衡剂REG400、氧化锌、氯化石蜡、四氯邻苯二甲酸酐、分散剂WB212、烷基酚醛树脂及腰果壳油放入密炼机混炼完全，第一混炼温度为80-95℃；

S2、再将所得混炼胶与高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、碳黑N550、钛白粉、碳黑N330、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂SI-69、环氧大豆油按重量份放入开炼机混炼完全，第二混炼温度为105-110℃；

S3、然后加入硫磺粉、促进剂TETD及促进剂DM混炼完全，第三混炼温度为110-125℃；

S4、将得到的物料加工成型，送入硫化机中进行硫化得到高性能汽车密封圈橡胶材料，硫化温度为145-150℃，硫化时间为4-8min。

优选地，在S1中，第一混炼温度为90-93。

优选地，在S2中，第二混炼温度为108-110。

优选地，在S3中，第三混炼温度为120-124℃。

优选地，在S4中，硫化温度为145-148℃，硫化时间为6-8min。

本发明中，丁晴橡胶耐热性优于丁苯橡胶、氯丁橡胶，可在120℃长期工作，其气密性仅次于丁基橡胶，三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，具有优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力，由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它具有极好的硫化特性，在所有橡胶当中，EPDM具有最低的比重，它能吸收大量的填料和油而对其本身特性影响不大；丁腈橡胶、高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶及三元乙丙橡胶共同作用并合理控制三者的配比，产品耐臭氧性能与耐低温性能较好，耐热温度范围及使用温度范围大大增加，工艺性能好，且生产成本低；高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的弹性、耐老化、耐油及耐寒性能优异，其低温曲挠性能极佳，与碳黑N550与碳黑N330共同作用，产品补强性优异，与增塑剂腰果壳油作用，可使产品具有优良的耐热、耐油、抗溶胀及耐迁移性能，显著改善胶料加工性能，增加产品塑性和韧性，提高产品的扯断伸长率；通过加入防老剂RD、防老剂BLE作为防老体系，产品具有优良的耐老化，耐热及耐臭氧性能，同时对耐磨、耐曲挠及有害金属离子有很好的防护作用；硅烷偶联剂SI-96的加入可提高产品的扯断强度，改善产品的耐老化及耐热性能，降低压缩变形和动态生热性能，且硅烷偶联剂可对碳黑N550与碳黑N330进行表面改性，从而使得改性的碳黑N550与碳黑N330对橡胶进行改性，增加橡胶耐久以及耐磨性。