[发明专利]一种耐低温耐盐雾橡胶密封材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐低温耐盐雾橡胶密封材料及其制备方法，属于橡胶密封材料技术领域，该密封材料包括如下按质量份数计的组分：橡胶基体100份、氧化锌3～5份、硬脂酸0.5～3份、蒙脱土10～40份、炭黑5～50份、防老剂0.5～3份、增塑剂5～20份、促进剂1.5～3份、硫化剂及其助剂0～10份。将所述原料通过开炼机塑炼工艺、密炼机混炼工艺、开炼机混炼工艺及硫化工艺制备出橡胶密封材料，该橡胶密封材料具有耐低温和耐盐雾的性能，能够满足极地船舶上的甲板机械密封、低温管路系统耐油密封的要求。

技术领域

本发明涉及橡胶密封材料技术领域，具体的说是一种耐低温耐盐雾橡胶密封材料及其制备方法。

背景技术

跟随着机械等工业发展的脚步，橡胶密封制品在用量和品种上不断增加。现如今，很多领域如机械、船舶、建筑、汽车和航空航天等都能见到橡胶密封制品的踪影，其应用广泛性不言而喻。作为机械装置的基础构件，一旦出现问题便会影响整个装置的运转。橡胶密封材料主要是利用橡胶的弹性、耐渗透性、耐腐蚀性和耐老化性等特点来达到密封的目的。橡胶密封材料能否达到密封的作用，主要取决于两方面：一是结构上的设计，二是材料上的改进。

进行极地考察、极地航运、极地资源开发等活动迫切需要极地船舶的支持。极地气候环境极端恶劣，长年低温多冰。北极地区冬季时间长，温度在-43～-26℃之间，平均气温为-34℃；海气交换强烈、湿度很大，大部分时间相对湿度都在95％以上，表现为多雾、浓雾。极地区域特殊的环境，使得极地船舶的使用条件比常规船舶恶劣得多，而在极地船舶上使用的各种橡胶密封材料在极低温环境和高盐雾环境下容易出现弹性显著降低甚至丧失，导致设备密封失效、油料泄漏等方面的问题。

橡胶的耐低温性能是指在一定低温下保持各项力学性能的能力，其主要取决于玻璃化转变和结晶。玻璃化转变是高分子链段被冻结的过程，玻璃化转变温度(Tg)主要受分子链柔顺性、取代基和构型的影响，而分子链极性越大，分子链柔顺性越差，耐低温性能也就越差。当橡胶在油类中浸润时，小分子油会渗透到橡胶的交联网络中使其溶胀，导致其力学性能下降，直接影响到其密封性能。一般液压油、润滑油等油类的分子极性较弱，根据相似相容原理，极性越大的橡胶对其耐受性越好。因此，耐油性和耐低温性能是一对矛盾，而极地船舶所处的极低温和高盐雾环境对橡胶密封材料提出了更高的要求，亟需解决。

中国专利201710631425.6《一种环保耐高低温橡胶油封材料及其制备方法》中介绍了一种环保耐高低温的橡胶油封材料，其采用丁腈橡胶为基体，配合纳米碳纤维粉、耐热添加剂、环保型硅烷偶联剂和增塑剂等，混炼后与金属骨架共同硫化制备。该专利涉53CA到选择环保型偶联剂和环保型粘合剂解决环保问题，添加耐热添加剂解决耐高温的问题，但未涉及满足极地海洋环境下使用所需的耐盐雾性能。

中国专利2000710129750.9《一种耐油耐低温橡胶组合物》中介绍了一种用于电线和电缆护套、燃油胶管和汽车模压零件的耐油耐低温橡胶组合物，采用了丁腈橡胶和聚氯乙烯并用，添加炭黑、活性剂、硫化剂、防老剂、防焦剂、促进剂和增塑剂硫化而成，所述增塑剂为癸二酸酯和己二酸酯。该专利通过添加癸二酸酯和己二酸酯作为增塑剂来提升橡胶组合物的低温性能，用于汽车行业中耐油耐臭氧产品的制备，但未涉及满足极地海洋环境下使用所需的耐盐雾性能。

因此，寻找一种耐低温耐盐雾的橡胶密封材料，是本领域技术人员需要解决的主要问题。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种耐低温耐盐雾橡胶密封材料及其制备方法，其具有耐低温和耐盐雾的性能，能够满足极地船舶上的甲板机械密封、低温管路系统耐油密封的要求。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种耐低温耐盐雾橡胶密封材料，包括如下按质量份数计的组分：橡胶基体100份、氧化锌3～5份、硬脂酸0.5～3份、蒙脱土10～40份、炭黑5～50份、防老剂0.5～3份、增塑剂5～20份、促进剂1～3份。

所述橡胶基体为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶中的至少一种。