[发明专利]一种用纤维增强的软木橡胶密封材料及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种橡胶密封材料及其制备工艺，特别是一种纤维增强的软木橡胶密封材料及其制备工艺。

众所周知，目前市售的软木橡胶密封材料，具有较好的耐油性能、耐溶剂性能，是机动车汽阀室盖、水套孔盖板、万向节滚针轴承及一般液压设备和变压器油封的首选密封材料，也是玻璃、陶瓷等化工、医药、食品设备常用密封材料。但是由于该种材料，其抗拉强度较低(小于3MPa)、耐热老化性能差(长期使用温度小于70℃)、热老化后的变形大、使用寿命短、泄漏率高，故不适用于温度高(如大于120℃)、工作压力大(如大于2MPa)以及密封要求高的场合。如高速运行的机动车，由于其产生的温度较高，故目前的市售软木橡胶密封材料，无法满足高速运行机动车的密封要求(如将目前市售的软木橡胶密封材料，按照国际标准检测其密封性，即材料经100℃×100小时热空气老化后，在螺栓扭矩4.9N·m、0.3MPa以及热油的工况下，由于在30秒内出现气泡泄漏，故密封性不合格)。因此产业部门期望科技工作者提供一种适用的综合性能更为优良的密封材料。

本发明的目的在于克服现有密封材料的缺陷，提供一种纤维增强的软木橡胶密封材料及其制备工艺，具有抗拉强度高(如≥5MPa)、热老化变形小(如热老化变形≤35％)、耐热性好(如≥160℃)、压缩后回弹性好(如回弹率≥50％)、耐油性好(如在ASTM-2号燃料油中，150℃×5小时下，厚度增加率≤10％，重量增加率≤70％)等优点。经德国吕布罗(LBRO)公司按TL99060000013机动车用密封材料标准检测，完全达到要求。

本发明的构思是这样的：

发明人设想在现有软木橡胶密封材料的基体中，通过引入一类纤维材料(非石棉类)，籍助纤维的增强作用，提高材料的强度、耐热、耐老化性能，通过优化密封材料组成比和制备工艺来提高材料压缩后的回弹性及综合性能，使本发明所说的用纤维增强的软木橡胶密封材料的综合性能指标达到和超过国际上公认的机动车用密封材料的技术标准。

本发明是这样实现的：

发明人在大量实验的基础上，确定了一种用纤维增强的软木橡胶密封材料的组份及其适宜的组成比(wt％)和最佳组成比(wt％)的范围，以及相应的制备工艺。

本发明所说的用纤维增强的软木橡胶密封材料系由粘结剂、纤维增强剂、软木粒子、无机体质填料、以及硫化剂、防老剂、增塑剂、硫化促进剂、活性剂诸组份按一定的组成比混炼硫化而成，其具体组份与组成比(wt％)范围如下述：

(1)粘结剂可以为三元乙丙橡胶、丁腈橡胶中的一种或它们的混合物，其适宜的含量为8～25％，最佳为13～18％；

(2)纤维增强剂可以为麻类纤维、玻璃纤维、芳纶纤维(Armiad纤维)中的一种或它们的混合物，其适宜的含量为8～25％，最佳为13～18％；

(3)软木粒子的适宜的尺度为0.51～0.85mm，适宜的含量为15～35％，最佳为22～28％；

(4)无机体质填料可以为碳酸钙、滑石粉、氧化镁、硫酸钡中的一种或它们的混合物，其适宜的含量为25～45％，最佳为35～40％；

(5)硫化剂可以为硫或二硫吗啡啉中的一种，或它们的混合物，其适宜的含量的0.03～0.10％，最佳为0.05～0.08％；

(6)防老剂可以为N-苯基-β萘胺(简称防老剂D)或N-苯基-N′-环己基对苯二胺(简称防老剂4010)中的一种或它们的混合物，其适宜的含量为0.05～0.60％，最佳为0.2～0.5％；

(7)增塑剂可以为邻苯二甲酸二丁酯(简称DBP)或磷酸三苯酯(简称TPP)中的一种或它们混合物，其适宜的含量为0.5～2.0％，最佳为1.2～1.7％；

(8)硫化促进剂可以为二硫化四甲秋兰姆(简称促进剂TT)或N-环己基-2-苯并噻唑次磺酸胺(简称促进剂CZ)中的一种或它们的混合物，其适宜的含量为0.1～0.8％，最佳为0.2～0.5％；

(9)活性剂可以为氧化锌、硬酯酸中的一种或它们的混合物，其适宜的含量为0.5～1.5％，最佳为0.8～1.2％。

由上述各组份构成总量为100％的混合物，然后按照下述工艺制备：

(1)胶料混炼

首先将橡胶类粘结剂采用开炼机先行塑炼，然后依次加入硫化剂、无机体质填料、增塑剂、活性剂、软木粒子、纤维增强剂、防老剂、硫化促进剂，进行充分混炼。

(2)机械成张

取混炼好的胶料机械成张成1～3mm厚度的板材(板材的厚度可以根据密封材料的要求进行变化，而不受上述1～3mm厚度的限制)。

(3)模压硫化