[发明专利]一种高硬度耐低温丁腈橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高硬度耐低温丁腈橡胶，包括如下重量份的各组分：改性丁腈橡胶100份，N550炭黑60‑100份、N770炭黑30‑65份、增塑剂10‑14份、氧化锌5‑6份、硬脂酸1‑2份、防老剂3‑4份、加工助剂1.5‑2份、硫磺0.5‑0.7份、促进剂4.8‑4.9份。本发明制备的改性丁腈橡胶主链上含有大量的酯基，进而提高了聚合物的柔顺性，同时由于聚合物单体上含有不饱和键，进而使得聚合物主链上均布有大量的不饱和键，同时不饱和键之间没有共轭体系，进一步提高了聚合物的柔顺性，进而使得制备的聚合物的玻璃化温度大大降低，同时聚合物量上引入大量的氰基，保持了丁腈橡胶耐油的性能。

技术领域

本发明属于橡胶材料技术领域，涉及一种高硬度耐低温丁腈橡胶及其制备方法。

背景技术

丁腈橡胶以优异的耐油性著称，并且还具有耐老化、耐磨耗、低透气性等特点，广泛用于生产O形圈、油封、垫片等通用耐油密封件。我国地域宽广、气候复杂多样，对密封件的要求十分苛刻。对于通用丁腈橡胶耐油密封件而言，为了保持长期有效的密封效果，要求密封件用橡胶材料应具有很好的物理机械性能、压缩永久变形性能、耐油性能、耐老化性能和耐低温性能等。而且丁腈橡胶耐寒性能差，随丙烯腈含量增加，其耐寒性随之变差。丁腈橡胶是一种无规共聚物，属非结晶型橡胶材料，因其主链含有腈基而具有极性。根据相似相容原理，丁腈橡胶对非极性、弱极性油类和溶剂具有抗耐性；其丙烯腈含量越高，极性越强，胶料耐油性越好；其极性侧腈基使橡胶分子链内旋转作用受到影响，侧腈基含量越多内旋转作用越不容易，大分子链柔性就越差，玻璃化温度随即升高，所以丁腈橡胶在引入氰基实现耐油性的同时其耐低温性能大大降低，在实际使用中，橡胶制品既要有较高的耐油性能又要有良好的低温使用性能，在游艇发动机系统部件的丁腈橡胶制品，要求比较苛刻的环境温度，尤其是耐低温要求需要达到-55℃，且在如此低的温度下工作不能丧失其功能作用，现有技术中直接在丁腈橡胶制备过程中添加抗寒性能的增塑剂，而增塑剂过多加入会有析出的风险，进而降低了其抗寒性能，并且直接在丁基橡胶基体中加入增塑剂，增塑剂不易与丁腈橡胶基体充分混合均匀，进而造成改性后的丁腈橡胶耐低温性能不均匀，影响橡胶制品的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高硬度耐低温丁腈橡胶及其制备方法，制备的改性丁腈橡胶主链上含有大量的酯基，进而提高了聚合物的柔顺性，同时由于聚合物单体上含有不饱和键，进而使得聚合物主链上均布有大量的不饱和键，同时不饱和键之间没有共轭体系，进一步提高了聚合物的柔顺性，进而使得制备的聚合物的玻璃化温度大大降低，同时聚合物量上引入大量的氰基，保持了丁腈橡胶耐油的性能，虽然引入氰基，使得支链的刚性增强，但是主链的柔顺性较大，进而提高了聚合物整体的柔顺性，使得聚合物整体的玻璃化温度较低，进而实现了聚合物本身的耐低温性能，无需另外添加大量的耐低温增塑剂，解决了现有的丁腈橡胶在引入氰基实现耐油性的同时其耐低温性能大大降低，不能实现实际使用中既要有较高的耐油性能又要有良好的低温使用性能，并且直接添加增塑剂过多会有析出的风险，进而降低了其抗寒性能的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高硬度耐低温丁腈橡胶，包括如下重量份的各组分：

改性丁腈橡胶100份

N550炭黑60-100份

N770炭黑30-65份

增塑剂10-14份

氧化锌5-6份

硬脂酸1-2份

防老剂3-4份

加工助剂1.5-2份

硫磺0.5-0.7份

促进剂4.8-4.9份

其中改性丁腈橡胶的具体制备过程如下：