一種汽車水泵用密封橡膠及其製備方法

2023-10-05 15:55:29 3

專利名稱：一種汽車水泵用密封橡膠及其製備方法
技術領域：
本發明涉及合成橡膠領域，具體涉及一種汽車閥門用密封墊膠料及其製備方法。
技術背景
汽車用橡膠零部件對汽車的防振、減噪、提高車輛的行駛穩定性和乘坐舒適性等起著很大作用。汽車的通用橡膠材料用量比較大，但隨著近年來發動機趨於大功率、小型化方向發展，發動機周圍的環境溫度升高，排氣控制法規要求更加嚴格，加之含醇燃料的使用，迫使橡膠零部件提高耐熱、耐寒、耐油、耐老化等各項性能。所以，高性能特種合成橡膠的用量不斷增加，汽車是這些特種合成橡膠的主要市場。因此，汽車用橡膠的膠種將向具有優良性能的特種膠方向發展。
丙烯酸酯橡膠(以下簡稱ACM)是以丙烯酸酯為主單體經共聚而得的彈性體，其主鏈為飽和碳鏈，側基為極性酯基。由於特殊結構賦予其許多優異的特點，如耐熱、耐老化、 耐油、耐臭氧、抗紫外線等，力學性能和加工性能優於氟橡膠和矽橡膠，其耐熱、耐老化性和耐油性優於丁腈橡膠。ACM被廣泛應用於各種高溫、耐油環境中，成為近年來汽車工業著重開發推廣的一種密封材料，特別是用於汽車的耐高溫油封、曲軸、閥杆、汽缸墊、液壓輸油管等，目前國內需求幾乎全部依賴進口。
由於汽車速度提高導致發動機室溫升高，汽車配件的環境溫度通常要達到150°C 甚至180°C以上，因此如何獲得能夠長期在更高溫度環境中使用的ACM生膠成為產業關注的焦點。為了突出或改善ACM的加工性能，近年來對ACM進行改性或選用ACM對其他彈性體改性已成為加工應用的研究熱點之一。現有的橡膠密封件在高溫、低溫、大溫差、腐蝕介質及長壽命等工況下，其密封性能很難令人滿意，研究出高性能的混煉膠成為目前國內橡膠業發展的趨勢。發明內容
本發明提供了一種汽車水泵用密封橡膠及其製備方法，本發明的膠料具有優異的耐高低溫，耐油、耐溶劑和耐化學品性能，同時機械性能好。
本發明採用如下技術方案
—種汽車水泵用密封橡膠，由下列重量份原料製成丙烯酸酯橡膠50-60、氟矽橡膠橡膠10-15、氯醇橡膠T3100 10-15、美國埃克森溴化丁基膠2211 10-15、高耐磨炭黑 N330 30-36、沉澱法白炭黑20-24、輕質碳酸鈣4_6、矽灰石粉5_10、氟化鋯3_5、硫酸鋇5_7、二硫化鑰3-5、改性鐵尾礦渣粉9-11、硫化劑DCBPl 2、防老劑TPH) 1-2、促進劑H O. 5 1、氧化鎂4-6、2_硫醇基苯駢咪唑1-2、石蠟1-2、異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯 1-2、乙醯檸檬酸三(2-乙基已基)酯17-19。
所述的一種汽車水泵用密封橡膠，其特徵在於，由下列重量份原料製成丙烯酸酯橡膠59、氟矽橡膠橡膠14、氯醇橡膠T3100 13、溴化丁基膠2211 14、高耐磨炭黑N330 32、 沉澱法白炭黑22、輕質碳酸鈣5、矽灰石粉6、氟化鋯4、硫酸鋇6、二硫化鑰4、改性鐵尾礦渣粉10、硫化劑DCBP1. 5、防老劑TPPD1. 2、促進劑H O. 8、氧化鎂5、2_硫醇基苯駢咪唑1. 5、石蠟1. 5、異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯1. 5、乙醯檸檬酸三(2-乙基已基)酯18。
所述的一種汽車水泵用密封橡膠的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟
( I)改性樹木灰的製備方法
將樹木灰重量1-2%的陶土加入到樹木灰中混合，在用15-20%鹽酸浸泡1-2小時， 用水洗至中性，烘乾後，加入相當於固體重量O. 5-1. 0%的鋁酸酯偶聯劑DL-411、l-2%的焦磷酸鈉、1-2%異辛基聚氧乙烯醚、3-5%氧化鋅，以1200-1500轉/分的速度高速攪拌，得到分散液，分散液烘乾、粉碎成粉末，得到改性樹木灰；
(2)改性鐵尾礦渣粉的製備
將鐵尾礦900-100(TC下燒損4-6小時，然後研磨成納米粉末，再拌入相當於粉體重量1-2%的聚四氟乙烯微粉、1-2%的木質素磺酸鈉、1-2%異十三醇聚氧乙烯醚拌攪均勻， 烘乾，研磨成納米粉末，得到改性鐵尾礦渣粉；
(3)用機油按1:1質量比稀釋異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯；
(4)按配方比例將改性樹木灰燼、高耐磨炭黑N330、沉澱法白炭黑投入高速混合機裡，以1000-1200轉/分的速度高速攪拌，同時將步驟(2)稀釋好的偶聯劑噴灑到混合填料裡，繼續攪拌5-6分鐘，出料冷卻備用，得到混合物料；
(5)將丙烯酸酯橡膠、氟矽橡膠橡膠、氯醇橡膠T3100、美國埃克森溴化丁基膠 2211、改性鐵尾礦，投入密煉機中，在65-73°C的溫度下進行塑煉，塑煉10-14分鐘後，當溫度達到82-95°C，開始排料，排料後停放冷卻10-12小時；
(6)按配方比例將上述冷卻後的塑煉膠加入到密煉機中，再加入步驟(4)的混合料，混煉2-3分鐘後，再加入配方中除硫化劑和促進劑類以外的其它剩餘物料混煉10-15分鐘後，當溫度達到90-128°C時，開始排料，排料後停放冷卻12-14小時；
(7)將上述混煉料投入開煉機中，再將硫化劑、促進劑類加入混煉膠中，薄通6-8 遍即可，開煉機的加工溫度彡56°C。
有益效果
本發明將丙烯酸酯橡膠和其它幾種橡膠混煉，提高混煉膠的綜合性能，將樹木灰進行改進，同時將尾鐵礦進行改性處理，然後和炭黑混合，再用偶聯劑處理，作為補強劑使用，提高了填料在混煉膠的分散性，提高了混煉膠的耐臭氧性能和耐低溫性能，耐熱性能， 同時比丙烯酸酯橡膠本身和丁腈膠具有更寬的使用溫度範圍、更好的工藝性能、更低的原材料及生產成本，符合國產化零部件的性能要求。
具體實施方式
一種汽車水泵用密封橡膠的製備，
稱取丙烯酸酯橡膠AR-100 59kg、氟矽橡膠14kg、氯醇橡膠T3100 13kg、溴化丁基膠2211 14kg、高耐磨炭黑N330 32kg、沉澱法白炭黑22kg、輕質碳酸|丐5kg、娃灰石粉 6kg、氟化錯4kg、硫酸鋇6kg、二硫化鑰4kg、改性鐵尾礦洛粉10kg、硫化劑DCBP1. 5kg、防老劑TPH)1. 2kg、促進劑H O. 8kg、氧化鎂5kg、2-硫醇基苯駢咪唑1. 5kg、石蠟1. 5kg、異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯1. 5kg、乙醯檸檬酸三(2-乙基已基)酯18kg，
製備方法包括以下步驟
( I)改性樹木灰的製備方法
將樹木灰重量1-2%的陶土加入到樹木灰中混合，在用15-20%鹽酸浸泡1_2小時， 用水洗至中性，烘乾後，加入相當於固體重量O. 5-1. 0%的鋁酸酯偶聯劑DL-411、l-2%的焦磷酸鈉、1-2%異辛基聚氧乙烯醚、3-5%氧化鋅，以1200-1500轉/分的速度高速攪拌，得到分散液，分散液烘乾、粉碎成粉末，得到改性樹木灰；
( 2 )改性鐵尾礦渣粉的製備
將鐵尾礦900-100(TC下燒損4-6小時，然後研磨成納米粉末，再拌入相當於粉體重量1-2%的聚四氟乙烯微粉、1-2%的木質素磺酸鈉、1-2%異十三醇聚氧乙烯醚拌攪均勻， 烘乾，研磨成納米粉末，得到改性鐵尾礦渣粉；
(3)用機油按1:1質量比稀釋異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯；
(4)按配方比例將改性樹木灰燼、高耐磨炭黑N330、沉澱法白炭黑投入高速混合機裡，以1000-1200轉/分的速度高速攪拌，同時將步驟(2)稀釋好的偶聯劑噴灑到混合填料裡，繼續攪拌5-6分鐘，出料冷卻備用，得到混合物料；
(5)將丙烯酸酯橡膠、氟矽橡膠橡膠、氯醇橡膠T3100、溴化丁基膠221、改性鐵尾礦，投入密煉機中，在65-73°C的溫度下進行塑煉，塑煉10-14分鐘後，當溫度達到82_95°C， 開始排料，排料後停放冷卻10-12小時；
(6)按配方比例將上述冷卻後的塑煉膠加入到密煉機中，再加入步驟(4)的混合料，混煉2-3分鐘後，再加入配方中除硫化劑和促進劑類以外的其它剩餘物料混煉10-15分鐘後，當溫度達到90-128°C時，開始排料，排料後停放冷卻12-14小時；
(7)將上述混煉料投入開煉機中，再將硫化劑、促進劑類加入混煉膠中，薄通6-8 遍即可，開煉機的加工溫度彡56°C。
實驗數據
按實施例的原材料配方做成膠料進行性能試驗檢測，檢測結果見表I。
表I
權利要求
1.一種汽車水泵用密封橡膠，其特徵在於，由下列重量份原料製成丙烯酸酯橡膠50-60、氟矽橡膠10-15、氯醇橡膠T3100 10-15、美國埃克森溴化丁基膠2211 10-15、高耐磨炭黑N330 30-36、沉澱法白炭黑20-24、輕質碳酸鈣4-6、矽灰石粉5-10、氟化鋯3-5、硫酸鋇5-7、二硫化鑰3-5、改性鐵尾礦渣粉9-11、硫化劑DCBPl 2、防老劑TPTO 1-2、促進劑HO.5 1、氧化鎂4-6、2_硫醇基苯駢咪唑1-2、石蠟1-2、異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯1-2、乙醯檸檬酸三(2-乙基已基)酯17-19。
2.根據權利要求1所述的一種汽車水泵用密封橡膠，其特徵在於，由下列重量份原料製成丙烯酸酯橡膠59、氟矽橡膠橡膠14、氯醇橡膠T3100 13、溴化丁基膠2211 14、高耐磨炭黑N330 32、沉澱法白炭黑22、輕質碳酸鈣5、矽灰石粉6、氟化鋯4、硫酸鋇6、二硫化鑰4、改性鐵尾礦渣粉10、硫化劑DCBP1. 5、防老劑TPH)1. 2、促進劑H O. 8、氧化鎂5、2_硫醇基苯駢咪唑1. 5、石蠟1. 5、異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯1. 5、乙醯檸檬酸三(2-乙基已基)酷18。
3.根據權利要求1或2所述的一種汽車水泵用密封橡膠的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟 (O改性樹木灰的製備方法將樹木灰重量1-2%的陶土加入到樹木灰中混合，在用15-20%鹽酸浸泡1-2小時，用水洗至中性，烘乾後，加入相當於固體重量O. 5-1. 0%的鋁酸酯偶聯劑DL-411、l-2%的焦磷酸鈉、1-2%異辛基聚氧乙烯醚、3-5%氧化鋅，以1200-1500轉/分的速度高速攪拌，得到分散液，分散液烘乾、粉碎成粉末，得到改性樹木灰； (2)改性鐵尾礦渣粉的製備將鐵尾礦900-1000°C下燒損4-6小時，然後研磨成納米粉末，再拌入相當於粉體重量1-2%的聚四氟乙烯微粉、1-2%的木質素磺酸鈉、1-2%異十三醇聚氧乙烯醚拌攪均勻，烘乾，研磨成納米粉末，得到改性鐵尾礦渣粉； (3)用機油按1:1質量比稀釋異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯； (4)按配方比例將改性樹木灰燼、高耐磨炭黑N330、沉澱法白炭黑投入高速混合機裡，以1000-1200轉/分的速度高速攪拌，同時將步驟(2)稀釋好的偶聯劑噴灑到混合填料裡，繼續攪拌5-6分鐘，出料冷卻備用，得到混合物料； (5)將丙烯酸酯橡膠、氟矽橡膠橡膠、氯醇橡膠T3100、溴化丁基膠2211、改性鐵尾礦，投入密煉機中，在65-73°C的溫度下進行塑煉，塑煉10-14分鐘後，當溫度達到82-95°C，開始排料，排料後停放冷卻10-12小時； (6)按配方比例將上述冷卻後的塑煉膠加入到密煉機中，再加入步驟(4)的混合料，混煉2-3分鐘後，再加入配方中除硫化劑和促進劑DTDM類以外的其它剩餘物料混煉10-15分鐘後，當溫度達到90-128°C時，開始排料，排料後停放冷卻12-14小時； (7)將上述混煉料投入開煉機中，再將硫化劑、促進劑類加入混煉膠中，薄通6-8遍即可，開煉機的加工溫度< 56 °C。
全文摘要
本發明公開了一種汽車水泵用密封橡膠，由下列重量份原料製成丙烯酸酯橡膠50-60、氟矽橡膠橡膠10-15、氯醇橡膠T310010-15、溴化丁基膠22110-15、高耐磨炭黑N33030-36、沉澱法白炭黑20-24、輕質碳酸鈣4-6、矽灰石粉5-10、氟化鋯3-5、硫酸鋇5-7、二硫化鉬3-5、改性鐵尾礦渣粉9-11、硫化劑DCBP1～2、防老劑TPPD1-2、促進劑H0.5～1、氧化鎂4-6、2-硫醇基苯駢咪唑1-2、石蠟1-2、異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯1-2、乙醯檸檬酸三(2-乙基已基)酯17-19。本發明的橡膠膠料具有優異的的耐臭氧性能和耐低溫性能,耐熱性能，使用溫度範圍大、工藝環保，可以用此膠料製作作各種密封墊。
文檔編號C08L33/04GK103013012SQ201210485259
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月25日 優先權日2012年11月25日
發明者陳賢鋒, 闞蕾, 申大偉, 沈根, 駱敏, 申麗霞, 陳玉娟, 沈春花, 沈紅梅 申請人:馬鞍山市中瀾橡塑製品有限公司