一種發動機熱管理系統用密封材料及其製備方法與流程

2023-05-11 06:14:21 1

本發明涉及密封材料的技術領域，尤其涉及一種發動機熱管理系統用密封材料及其製備方法。

背景技術：

發動機熱管理模塊的主要功能是提高熱量利用效率、降低油耗和延長發動機使用壽命。此模塊上用到一種關鍵的球閥動態密封製品，由於工況要求此材質耐冷卻液，所以需要選擇三元乙丙橡膠。但三元乙丙橡膠的耐磨性較差，導致普通配方體系的三元乙丙橡膠無法滿足工況要求，產生洩露失效。

技術實現要素：

為解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出一種發動機熱管理系統用密封材料及其製備方法，製備得到的密封材料具有優異的抗耐磨性能，提高了密封材料的壽命。

本發明提出的一種發動機熱管理系統用密封材料，其原料按質量份包括：三元乙丙橡膠100-200份、補強炭黑60-100份、配合劑3-6份、補強劑4-8份、填料10.0-40.0份、硫化劑1.0-7.0份；

所述配合劑的原料按重量份包括：矽微粉2-8份、氧化鋅3-6份、氧化鋁1-5份、硫黃2-6份、過氧化二異丙苯1-3份、促進劑dm2-4份、促進劑m1-4份、n330炭黑1-5份、石蠟2-6份、古馬隆樹脂3-8份、硼酸鋅1-5份、磷酸三甲苯酯2-6份、防老劑a1-3份、防老劑d2-4份；

所述補強劑的原料按重量份包括：高嶺土3-9份、赤泥1-6份、硼酸酯偶聯劑3-9份、硬脂酸1-4份、輕質氧化鎂2-5份、稀土4-12份；

對所述發動機熱管理系統用密封材料進行密煉處理的工藝；

根據補強劑的含量，基於下述式控制密煉處理的一次加壓時間、二次加壓時間和三次加壓時間的工藝；

s＜(t1+t2+t3)×k；s為補強劑的總添加量，k為比例係數，t1為一次加壓時間，t2為二次加壓時間，t3為三次加壓時間，其中0.013＜k＜0.045。

優選地，填料由二氧化矽和氧化鋁陶瓷微珠按重量比1-3：2-5組成。

優選地，硫化劑由硫化劑dcbp、硫化劑drbp、硫化劑dcp、氧化鋅和促進劑dotg按重量比1-3：2-4：1.5-2.5：2-4：3-6混合而成。

本發明的一種發動機熱管理系統用密封材料的製備方法，按如下工藝進行製備：將三元乙丙橡膠、補強炭黑和填料用橡膠密煉設備進行混煉，進行一次加壓，然後加入補強劑，接著進行二次加壓，升溫至110-130℃，再加入配合劑，繼續升溫至150-170℃，然後加入硫化劑，再進行三次加壓，接著進行排膠，壓延冷卻得到發動機熱管理系統用密封材料。

優選地，一次加壓的時間為110-130s。

優選地，二次加壓的時間為170-190s。

優選地，三次加壓的時間為50-70s。

本發明的發動機熱管理系統用密封材料以三元乙丙橡膠為主料，將補強炭黑和填料充分揉入了密封材料中，藉助填料中的二氧化矽-氧化鋁陶瓷微珠的高耐磨和潤滑性，從而提高三元乙丙橡膠的抗耐磨性能，以此達到密封製品的高耐磨和長壽命，其中，配合劑的原料包括矽微粉、氧化鋅、氧化鋁、硫黃、過氧化二異丙苯、促進劑dm、促進劑m、n330炭黑、石蠟、古馬隆樹脂、硼酸鋅、磷酸三甲苯酯、防老劑a和防老劑d，配合劑中添加的矽微粉、n330炭黑、石蠟、古馬隆樹脂、硼酸鋅、防老劑a和防老劑d的添加，並配合使用，有效提高了配合劑的耐磨性能；氧化鋅、氧化鋁、硫黃、過氧化二異丙苯、促進劑dm、促進劑m和磷酸三甲苯酯的添加，使得配合劑具有優異的耐高溫性能；補強劑的原料包括高嶺土、赤泥、硼酸酯偶聯劑、硬脂酸、輕質氧化鎂和稀土，補強劑中添加的高嶺土、赤泥、硬脂酸、輕質氧化鎂和稀土在硼酸酯偶聯劑的作用下，有效促進了本發明生膠的相容性和耐磨性能，進而有效提高了本發明橡膠的耐磨和耐高溫性能。在對所述耐磨耐高溫橡膠進行密煉處理的工藝；根據軟化劑的含量，基於下述式控制密煉處理的一次加壓時間、二次加壓時間和三次加壓時間的工藝；s＜(t1+t2+t3)×k；s為軟化劑的總添加量，k為比例係數，t1為一次加壓時間，t2為二次加壓時間，t3為三次加壓時間，其中0.013＜k＜0.045。通過控制軟化劑的添加時機和添加量，並控制不同的加壓時機的加壓時間，有效提高了本發明橡膠的耐磨和耐高溫性能，使得本發明橡膠具有優異的綜合性能。

本發明的發動機熱管理系統用密封材料通過阿克隆磨耗驗證，普通三元乙丙橡膠的磨耗體積是2.0cm3，本設計能達到0.5cm3，有效提高了材料的耐磨性能；用此材料製作的密封製品，通過臺架耐久測試，壽命提升明顯。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做出詳細說明，應當了解，實施例只用於說明本發明，而不是用於對本發明進行限定，任何在本發明基礎上所做的修改、等同替換等均在本發明的保護範圍內。

實施例1

本發明提出的一種發動機熱管理系統用密封材料，其原料按質量份包括：三元乙丙橡膠150份、補強炭黑80份、配合劑4.5份、補強劑6份、填料25.0份、硫化劑4.0份。

配合劑的原料按重量份包括：矽微粉5份、氧化鋅4.5份、氧化鋁3份、硫黃4份、過氧化二異丙苯2份、促進劑dm3份、促進劑m2.5份、n330炭黑3份、石蠟4份、古馬隆樹脂5.5份、硼酸鋅3份、磷酸三甲苯酯4份、防老劑a2份、防老劑d3份。

補強劑的原料按重量份包括：高嶺土6份、赤泥3.5份、硼酸酯偶聯劑6份、硬脂酸2.5份、輕質氧化鎂3.5份、稀土8份。

填料由二氧化矽和氧化鋁陶瓷微珠按重量比2：3.5組成。

硫化劑由硫化劑dcbp、硫化劑drbp、硫化劑dcp、氧化鋅和促進劑dotg按重量比2：3：2：3：4.5混合而成。

本發明的一種發動機熱管理系統用密封材料的製備方法，按如下工藝進行製備：將三元乙丙橡膠、補強炭黑和填料用橡膠密煉設備進行混煉，進行一次加壓，一次加壓的時間為120s，然後加入補強劑，接著進行二次加壓，二次加壓的時間為180s，升溫至120℃，再加入配合劑，繼續升溫至160℃，然後加入硫化劑，再進行三次加壓，三次加壓的時間為60s，接著進行排膠，壓延冷卻得到發動機熱管理系統用密封材料。

實施例2

本發明提出的一種發動機熱管理系統用密封材料，其原料按質量份包括：三元乙丙橡膠100份、補強炭黑100份、配合劑3份、補強劑8份、填料10.0份、硫化劑7.0份。

配合劑的原料按重量份包括：矽微粉2份、氧化鋅6份、氧化鋁1份、硫黃6份、過氧化二異丙苯1份、促進劑dm4份、促進劑m1份、n330炭黑5份、石蠟2份、古馬隆樹脂8份、硼酸鋅1份、磷酸三甲苯酯6份、防老劑a1份、防老劑d4份。

補強劑的原料按重量份包括：高嶺土3份、赤泥6份、硼酸酯偶聯劑3份、硬脂酸4份、輕質氧化鎂2份、稀土12份。

填料由二氧化矽和氧化鋁陶瓷微珠按重量比1：5組成。

硫化劑由硫化劑dcbp、硫化劑drbp、硫化劑dcp、氧化鋅和促進劑dotg按重量比1：4：1.5：4：3混合而成。

本發明的一種發動機熱管理系統用密封材料的製備方法，按如下工藝進行製備：將三元乙丙橡膠、補強炭黑和填料用橡膠密煉設備進行混煉，進行一次加壓，一次加壓的時間為110s，然後加入補強劑，接著進行二次加壓，二次加壓的時間為190s，升溫至110℃，再加入配合劑，繼續升溫至170℃，然後加入硫化劑，再進行三次加壓，三次加壓的時間為50s，接著進行排膠，壓延冷卻得到發動機熱管理系統用密封材料。

實施例3

本發明提出的一種發動機熱管理系統用密封材料，其原料按質量份包括：三元乙丙橡膠200份、補強炭黑60份、配合劑6份、補強劑4份、填料40.0份、硫化劑1.0份。

配合劑的原料按重量份包括：矽微粉8份、氧化鋅3份、氧化鋁5份、硫黃2份、過氧化二異丙苯3份、促進劑dm2份、促進劑m4份、n330炭黑1份、石蠟6份、古馬隆樹脂3份、硼酸鋅5份、磷酸三甲苯酯2份、防老劑a3份、防老劑d2份。

補強劑的原料按重量份包括：高嶺土9份、赤泥1份、硼酸酯偶聯劑9份、硬脂酸1份、輕質氧化鎂5份、稀土4份。

填料由二氧化矽和氧化鋁陶瓷微珠按重量比3：2組成。

硫化劑由硫化劑dcbp、硫化劑drbp、硫化劑dcp、氧化鋅和促進劑dotg按重量比3：2：2.5：2：6混合而成。

本發明的一種發動機熱管理系統用密封材料的製備方法，按如下工藝進行製備：將三元乙丙橡膠、補強炭黑和填料用橡膠密煉設備進行混煉，進行一次加壓，一次加壓的時間為130s，然後加入補強劑，接著進行二次加壓，二次加壓的時間為170s，升溫至130℃，再加入配合劑，繼續升溫至150℃，然後加入硫化劑，再進行三次加壓，三次加壓的時間為70s，接著進行排膠，壓延冷卻得到發動機熱管理系統用密封材料。

實施例4

本發明提出的一種發動機熱管理系統用密封材料，其原料按質量份包括：三元乙丙橡膠120份、補強炭黑95份、配合劑4份、補強劑7份、填料20.0份、硫化劑6.0份。

配合劑的原料按重量份包括：矽微粉3份、氧化鋅5份、氧化鋁2份、硫黃5份、過氧化二異丙苯1.5份、促進劑dm3.5份、促進劑m2份、n330炭黑4份、石蠟3份、古馬隆樹脂7份、硼酸鋅2份、磷酸三甲苯酯5份、防老劑a1.5份、防老劑d3.5份。

補強劑的原料按重量份包括：高嶺土4份、赤泥5份、硼酸酯偶聯劑4份、硬脂酸3份、輕質氧化鎂3份、稀土11份。

填料由二氧化矽和氧化鋁陶瓷微珠按重量比1.5：4組成。

硫化劑由硫化劑dcbp、硫化劑drbp、硫化劑dcp、氧化鋅和促進劑dotg按重量比1.5：3.5：1.8：3.5：4混合而成。

本發明的一種發動機熱管理系統用密封材料的製備方法，按如下工藝進行製備：將三元乙丙橡膠、補強炭黑和填料用橡膠密煉設備進行混煉，進行一次加壓，一次加壓的時間為115s，然後加入補強劑，接著進行二次加壓，二次加壓的時間為185s，升溫至115℃，再加入配合劑，繼續升溫至165℃，然後加入硫化劑，再進行三次加壓，三次加壓的時間為55s，接著進行排膠，壓延冷卻得到發動機熱管理系統用密封材料。

實施例5

本發明提出的一種發動機熱管理系統用密封材料，其原料按質量份包括：三元乙丙橡膠180份、補強炭黑65份、配合劑5份、補強劑5份、填料30.0份、硫化劑2.0份。

配合劑的原料按重量份包括：矽微粉7份、氧化鋅4份、氧化鋁4份、硫黃3份、過氧化二異丙苯2.5份、促進劑dm2.5份、促進劑m3份、n330炭黑2份、石蠟5份、古馬隆樹脂4份、硼酸鋅4份、磷酸三甲苯酯3份、防老劑a2.5份、防老劑d2.5份。

補強劑的原料按重量份包括：高嶺土8份、赤泥2份、硼酸酯偶聯劑8份、硬脂酸2份、輕質氧化鎂4份、稀土5份。

填料由二氧化矽和氧化鋁陶瓷微珠按重量比2.5：3組成。

硫化劑由硫化劑dcbp、硫化劑drbp、硫化劑dcp、氧化鋅和促進劑dotg按重量比2.5：2.5：2.2：2.5：5混合而成。

本發明的一種發動機熱管理系統用密封材料的製備方法，按如下工藝進行製備：將三元乙丙橡膠、補強炭黑和填料用橡膠密煉設備進行混煉，進行一次加壓，一次加壓的時間為125s，然後加入補強劑，接著進行二次加壓，二次加壓的時間為175s，升溫至125℃，再加入配合劑，繼續升溫至155℃，然後加入硫化劑，再進行三次加壓，三次加壓的時間為65s，接著進行排膠，壓延冷卻得到發動機熱管理系統用密封材料。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。