[发明专利]一种耐低温氢化丁腈混炼胶及其密炼制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐低温氢化丁腈混炼胶及其密炼制备方法，主要原料有耐低温氢化丁腈生胶、增塑剂和硬度调节剂，最终所获得的混炼胶邵尔A硬度67±5，拉伸强度≥14MPa，拉断伸长率≥180％，压缩永久变形≤35％，‑45℃压缩耐寒系数≥0.16，120℃×72h热空气老化后拉伸强度变化率≥‑12％、拉断伸长率≥‑20％、邵尔A硬度变化≤10，解决了现有技术中氢化丁腈橡胶不能兼具一定力学强度、较好的耐油性及优良的耐高低温性的不足，满足了车辆关重部件特种工况密封使用要求。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐低温氢化丁腈混炼胶及 其密炼制备方法。

背景技术

氢化丁腈橡胶是对丁腈橡胶进行选择性加氢制得的一种高饱和的弹性体材 料，加氢后其耐候性、耐热性、耐化学介质和力学强度等性能提高，被广泛应 用于车辆、航空、航天、石油等领域。但由于分子链规整度提高、发生结晶导 致耐低温性下降，不适合在低温工况环境下使用。现有主要通过以下三种措施 改进氢化丁腈橡胶耐低温性能：

1)与丁腈等生胶并用，多选用低丙烯腈含量的丁腈生胶，该措施主要用于 对拉伸强度、耐候性及耐油性等性能要求不高的橡胶制品。

2)混炼胶中使用极性增塑剂或增大增塑剂用量，但要兼顾橡胶硬度、高温 压变等性能及混炼胶加工工艺性，增塑剂用量一般不超过30重量份。否则会造 成增塑剂吃料困难、增塑剂大量析出，橡胶耐低温性能反而未获改善。

3)采用改性耐低温氢化丁腈生胶，即采用一定比例的丙烯腈、丁二烯、第 三单体三元共聚后氢化制得生胶，第三单体种类有异戊二烯(专利CN 1471540 A)、不饱和酸酯(专利CN 105294939 A)等。该措施主要由生胶合成单位采用， 成熟的生胶市售牌号有日本瑞翁公司的Zetpol4310、Zetpol3310及德国朗盛公司 的LT2157、LT2568VP等。

专利CN 109384983 A公布了一种航空用耐油耐高低温橡胶及其制备方法， 其生胶为丙烯腈含量28～42％的普通氢化丁腈和丙烯腈含量10～45％丁腈橡胶 按一定比例并用，增塑剂为酯类或醚类极性增塑剂、用量为5～20重量份，获 得了兼具优良耐低温性能、耐油性能的橡胶，适用于飞行器油封制品，但是发 明人发现其采用了丁腈橡胶并用，会影响制品耐热性，其实施例显示在热介质 中拉伸强度变化率≤-10％、变化较大，此外其硬度≥77、数值较大，难以适用 于特种工况的要求。专利CN 1290915C公布了一种芳纶浆粕增强氢化丁腈橡胶 制备方法，所制得的混炼胶具有优异的高温强度和高温油强度，用于油田封隔 器胶筒，其生胶为丙烯腈含量35～45％的普通氢化丁腈、浆粕用量5～30重量 份、增塑剂用量6.5～15重量份，存在耐低温性能不佳，不能用于耐低温性能要 求高的橡胶制品等问题。

车辆等在极寒地区跑车时，其传动系统、行动系统等一些关重部件工况复 杂、苛刻，需要所用橡胶制品满足宽温高压油气动态密封等特种工况使用要求， 要求氢化丁腈橡胶材料具有一定强度，兼具优良的耐热性、耐低温性及耐油性。 上述性能要求存在着一定的矛盾，普通氢化丁腈橡胶配方无法同时兼顾。如提 高橡胶耐油性、拉伸强度等性能，则要求丙烯腈含量高，但同时其耐低温性能 降低；再如提高橡胶耐低温性能，可适当并用丁腈橡胶或提高氢化丁腈中不饱 和丁二烯含量，但橡胶耐热性不足；再如增大增塑剂用量以提高橡胶耐低温性 能，但硬度下降明显。如何获得一种耐油性较好、耐高低温性能优良、并具有 一定强度的氢化丁腈橡胶，是该类橡胶研究的一大难点。

发明内容