[发明专利]一种提高天然橡胶密封件综合性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶密封件加工技术领域，具体涉及一种提高天然橡胶密封件综合性能的方法。

背景技术

橡胶密封件是密封装置中的一类通用基础元件，在泄漏和密封这一对矛盾中扮演十分重要的角色。橡胶，同塑料、纤维并称为三大合成材料，是唯一具有高度伸缩性与极好弹性的高分子材料。橡胶的最大特征首先是弹性模量非常小，而伸长率很高。其次是它具有相当好的耐透气性以及耐各种化学介质和电绝缘的性能。某些特种合成橡胶更具备良好的综合性能及耐温性，能抵抗脂肪油、润滑油、液压油、燃料油以及溶剂油的溶胀；耐寒可低到-60℃至-80℃，耐热可高到＋180℃至＋350℃。橡胶还耐各种曲挠、弯曲变形，因为滞后损失小。橡胶的第三个特征在于它能与多种材料进行并用、共混、复合，由此进行改性，以得到良好的综合性能。

橡胶密封件的应用广泛，在很多场合需要其接触酸碱性以及氧化性强的物质，这就需要较高的耐腐蚀性和耐氧化性，天然橡胶是由橡胶树采集胶乳制成，是异戊二烯的聚合物，具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率，但在空气中易老化，遇热变粘，在矿物油或汽油中易膨胀和溶解，耐碱但不耐强酸。优点：弹性好，耐酸碱，缺点：不耐候，不耐油（可耐植物油）。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高天然橡胶密封件综合性能的方法，以纳米氧化硅作为载体，与制备得到的改性剂结合，添加到天然橡胶的制备工艺中。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高天然橡胶密封件综合性能的方法，包括以下步骤：

（1）将新制备的纳米氧化硅加入到5-6倍重的乙醇水溶液中，在超声波下超声分散10-15分钟，然后转移到高速分散均质机中进行分散，分散时长为30-40分钟，并使用盐酸水溶液调节溶液PH值为3.5-4.0；

（2）将上述体系在水浴锅中加热至55-60℃，在搅拌下滴加改性剂，该改性剂由苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚树脂、邻氨基苯酚、甲苯混合反应而成，加入量为体系质量的20-25%，滴加完后转移到高速分散均质机中继续高速分散10-15分钟；

（3）将天然橡胶在开炼机上薄通4-6次，加入活化剂、促进剂、填料、步骤（2）所得混合分散物，混合分散物添加量为天然橡胶质量分数的0.3-0.4%，最后加入硫磺，将混炼胶停放20-24小时后，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140-142℃，硫化时间为18-20分钟。

作为对上述方案的进一步描述，所述纳米氧化硅的制备方法采用凝胶-溶胶法进行制备：以硅酸钠为原料，溶解在去离子水中，加入质量浓度为40-50%的盐酸升温至68-70℃，将混合液放入密闭恒温箱中保温，凝胶生成后，在室温下陈化24-30小时，将所得凝胶进行降温，除去溶剂后，在70-80℃的真空干燥箱中干燥1.5-2.5小时，干燥后放入预热好的马弗炉中煅烧2-3小时，预热温度为280-300℃，煅烧温度为850-900℃，得到纳米氧化硅粉末，进一步干燥即可。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）乙醇水溶液中乙醇与水的质量比为3-4:1，盐酸水溶液的PH值为2.0-2.5。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中改性剂的制备方法为：将苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚树脂、邻氨基苯酚、甲苯按照40-50:10-15:60-80的比例混合搅拌均匀后，通入氮气，排出体系内的空气，然后升温至70-80℃，滴加三乙胺作为催化剂，在氮气保护下恒温回流3-4小时即得。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有天然橡胶存在的诸多性能方面的不足问题，针对天然橡胶密封件的加工中，本发明提供了一种提高天然橡胶密封件综合性能的方法，以纳米氧化硅作为载体，与制备得到的改性剂结合，添加到天然橡胶的制备工艺中，使天然橡胶膜在降低水溶性蛋白溢出、补强致密、耐油等方面得到明显改善。改性剂分子主链含有多种亲水、疏水基团，使其具有良好的成膜性和极强的界面结合能力，可与天然橡胶中的水溶性非胶物质结合，改变天然橡胶粒子的化学微环境，改性天然橡胶膜表面光滑度、致密性、耐油性、亲水性及力学性能方面均得到改善，拉伸强度提高到30-33MPa，老化系数达到0.80-0.85，断裂伸长率降低至600-620%。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种提高天然橡胶密封件综合性能的方法，包括以下步骤：