[发明专利]一种丁腈橡胶密封材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种丁腈橡胶密封材料及其制备方法和应用，涉及橡胶技术领域。本发明采用四臂星型端羟基聚异戊二烯液体橡胶液体橡胶对丁腈橡胶进行改性，且采用硫磺、过氧化二异丙苯和N,N’‑间苯撑双马来酰亚胺的复合硫化体系，在提高硫化速率的同时保证了丁腈橡胶密封材料具有高强度，不仅有效降低丁腈橡胶密封材料的压缩永久变形，还极大程度改善了其耐磨性能，得到兼顾力学性能和压缩永久变形的丁腈橡胶密封材料；此外，通过添加炭黑、氧化锌、硬脂酸、N,N‑四甲基二硫双硫羰胺和2‑硫醇基苯骈咪唑进一步提高橡胶的强度、耐磨性和回弹性。本发明提供的丁腈橡胶密封材料的耐磨、回弹性和强度的综合性能优异。

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种丁腈橡胶密封材料及其制备方法和应用。

背景技术

丁腈橡胶(NBR)是丁二烯和丙烯腈的共聚物，其耐油性、耐磨性、耐热性和粘接力好，是最常用的密封橡胶原料，被广泛运用在交通运输、化工油田、工程施工设备等领域。随着化工石油业和交通运输业快速发展，对密封橡胶部件的要求越来越高，往往密封橡胶部件同时具有更优异的高耐磨、高回弹、高强度等综合性能。

中国专利CN104194095A公开了一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，制备原料包括丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、改性石墨烯、硅藻土、滑石粉、云母粉、炭黑N550、单烷氧基型钛酸酯偶联剂、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS、液体古马隆、硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ、防老剂D-50、防老剂MBZ和环氧大豆油，其改性丁腈橡胶材料具有高弹性和高耐磨性。然而，上述改性丁腈橡胶材料不能具有高强度，综合性能差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种丁腈橡胶密封材料及其制备方法和应用，本发明提供的丁腈橡胶密封材料同时具有高耐磨、高回弹、高强度的特点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种丁腈橡胶密封材料，包括以下质量百分含量的制备原料：丁腈生胶45～50％、四臂星型端羟基聚异戊二烯液体橡胶1.5％～4％、炭黑34～46％、氧化锌2.2～2.8％、硬脂酸0.3～0.8％、N,N-四甲基二硫双硫羰胺0.3～0.8％、复合硫化剂1.8～4.8％和2-硫醇基苯骈咪唑0.5～1.2％；

所述复合硫化剂包括硫磺、过氧化二异丙苯和N,N’-间苯撑双马来酰亚胺；

所述四臂星型端羟基聚异戊二烯液体橡胶具有式I所示的结构：

所述式I中m为12～130，所述四臂星型端羟基聚异戊二烯液体橡胶的数均分子量≤10000。

优选的，所述复合硫化机中硫磺、过氧化二异丙苯和N,N’-间苯撑双马来酰亚胺的质量比为0.1～0.6：1.2～2.4：0.5～1.8。

优选的，所述炭黑包括高耐磨炉黑和低结构炭黑。

优选的，所述高耐磨炉黑和低结构炭黑的质量比为17～23：17～23。

本发明提供了上述技术方案所述的丁腈橡胶密封材料的制备方法，包括以下步骤：

将丁腈生胶、氧化锌、硬脂酸、炉黑、炭黑和2-硫醇基苯骈咪唑进行混炼，得到混炼橡胶；

将所述混炼橡胶、复合硫化剂、N,N-四甲基二硫双硫羰胺和四臂星型端羟基聚异戊二烯液体橡胶混合硫化，得到丁腈橡胶密封材料。

优选的，所述硫化的温度为140～160℃，压力为8～16MPa，时间为20～40min。

本发明提供了上述技术方案所述丁腈橡胶密封材料或上述技术方案所述制备方法得到的丁腈橡胶密封材料作为耐磨密封材料的应用。