一种垃圾处理器用nbr橡胶密封件材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料及其制备方法，属于橡胶制备领域。其具体组分和配比为：丁腈橡胶100份、塑化剂1～1.5份、活性剂5份、防老剂2～5份、炭黑20～35份、软化增塑剂10～18份、促进剂2.25～2.5份、硫化剂2.71份。本发明经硫化后的40度丁腈胶橡胶材料不仅能满足拉伸强度大于等于10MPa，且也能满足汽车橡胶产品分类系统标准ASTMD2000M2BG410A14B14EA14EO14E034技术指标要求，更重要的是它能满足耐垃圾处理器中19种常见的多种液体及混合物液体性能要求并且环保。
【专利说明】一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及橡胶制备技术，特别涉及的是一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料及其制备方法，是一种能满足耐垃圾处理器中常见的多种液体及混合物的NBR橡胶密封件材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]当丁腈橡胶硬度为40度，一般强度要求不大于7MPa，当时美国艾默生电气公司新开发的垃圾处理器急需用一种硬度40度，拉伸强度大于等于IOMPa且要耐19种垃圾处理器中常见的多种液体及混合物液体的橡胶密封圈，对40度丁腈橡胶要求较为苛刻，很难满足当硬度是40度时，拉伸强度大于等于IOMPa且同时要耐19种垃圾处理器中常见的多种液体及混合物液体的要求。
[0003]技术指标具体如下:ASTMD2000M2BG41OA14B14EA14E014E034,即硬度为 40 邵尔A，拉伸强度大于等于IOMPa,耐高温、耐ASTM1#&ASTM3#标准试验用油、耐水和耐19种液体的要求(在23°C和71 °C温度下，老化7天，体积变化率在-8%~+10%)，如Mazola
Oil(玉米油)、Safflower Oil (红花籽油)、Crisco Oil (科瑞牌黄油味蔬菜油)、l/2CupPinesol/Gal.Water (1/2 杯松溶胶 / 凝胶.水混合物)、50%Rubbermaid Cleaner/Water(50%乐但美清洁剂)、Bacon Grease (培根油脂)、Drano (极效凝胶)、Tomato Juice (番爺汁)、Monochloramine (400ppm)(浓度 400ppm 的一氯胺)、3。从」31/￥&七61 (3% 的水油混合物)、10%Bleach/Water (10% 漂白剂)、3%Hydrogen Peroxide (3% 过氧化氢(双氧水))、70%Isopropyl Alcohol (70% 异丙醇)、Ammonia (氨水)、10%Acetic Acid/Water (10% 醋酸)、Heat Aging - 168Hou rsil21 ° C (热空气老化)、Cascade/Boiling water/168Hours (沸腾的水)、22Hour Chemical Sequencel (22 小时化学序列 l)、22Hour Chemical Sequence2(22小时化学序列2)。通过以上技术指标，可以看出，此垃圾处理器用NBR密封圈不仅要求NBR有高强度、低硬度，还要求耐垃圾处理器中的化学混合物、酸碱性物质，无论那一项要求对NBR而目，都是不易达到的。
【发明内容】
[0004]1.发明要解决的技术问题
[0005]本发明在于克服现有技术中40度丁腈较拉伸强度为7MPa且不能同时满足耐垃圾处理器中19种常见的多种液体及混合物液体性能(化学混合物、酸碱物质等)，提供一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料及其制备方法，本发明经硫化后的40度丁腈胶橡胶材料不仅能满足拉伸强度大于等于IOMPa (—般40度丁腈胶强度要求不大于7MPa)，且也能满汽车橡胶产品分类系统标准ASTMD2000M2BG410A14B14EA14E014E034技术指标要求(即硬度为40邵尔A，拉伸强度大于等于lOMPa，耐高温、耐ASTM1#&ASTM3#标准试验用油、耐水)，更重要的是它能满足耐垃圾处理器中19种常见的多种液体及混合物液体性能(化学混合物、酸碱物质等)要求并且环保。[0006]2.技术方案
[0007]一种垃圾处理器用NBR(丁腈橡胶,nitrile butadiene rubber,简称NBR)橡胶密
封件材料，其具体组份和质量配比如下:
[0008]
丁腈橡胶100份
塑化剂I~1.5份
活性剂5份
防老剂2~5份
炭黑20-35
软化增塑剂10~18份
促进剂2.25~2.5份
硫化剂2.71份。
[0009]所述的塑化剂为硬脂酸，所述的活性剂为氧化锌，所述的防老剂为防老剂RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氢喹啉聚合物)、防老剂MB (2-巯基苯并咪唑)和微晶蜡，其质量比例关系是防老剂RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氢喹啉聚合物):防老剂MB (2-巯基苯并咪唑):微晶蜡等于2:1:2，所述的炭黑为快压出炭黑N550，所述的软化增塑剂为己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]，所述的促进剂为促进剂TMTD和促进剂CZ，其质量之比为，促进剂TMTD:促进剂CZ等于1:1，所述的硫化剂为硫化剂DTDM和硫化剂硫磺粉，硫化剂DTDM:硫化剂硫磺粉质量比例等于2.35:0.36。
[0010]上述垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料的制备方法，其步骤为:
[0011](I)母炼胶混炼:
[0012]一段混炼:将丁腈橡胶置于密炼机中塑炼60~80秒，然后加入氧化锌、硬脂酸以及防老剂RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氢喹啉聚合物)、防老剂MB (2-巯基苯并咪唑)及微晶蜡混炼30~40秒，加入1/2用量(质量)的快压出炭黑N550以及1/2用量(质量)的己二酸二 [2-(2- 丁氧基乙氧基)乙酯]密炼80~100秒后升栓100~120秒，混炼温度达到130~140°C排胶，并停放待用；
[0013]二段混炼:将停放的一段混炼的母炼胶置于密炼机中塑炼50~70秒，然后加入剩余的1/2用量的快压出炭黑N550以及1/2用量的己二酸二 [2-(2- 丁氧基乙氧基)乙酯]密炼80~100秒后升栓100~120秒，混炼温度达到130~140°C排胶，得到母炼胶，并停放待用；
[0014] (2)母炼胶二段加硫:
[0015]将步骤I中停放后的二段混炼的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后，加入硫化剂硫磺粉、硫化剂DTDM、促进剂TMTD、促进剂CZ，待硫化剂和促进剂全部混入母炼胶后开刀翻炼，将胶料打3~5个三角包和两个卷后出片；
[0016](3)硫化:将二段加硫混炼胶成型后填入模具，在硫化机上170~175 °C X6min得到硫化胶。
[0017]更进一步地，步骤(1)中一段混炼的母炼胶和二段混炼的母炼胶停放的时间均大于8小时，使丁腈橡胶与配方各组分物质之间相互得到充分浸润，分子间组合产生协同效应，使混炼胶分散均匀。
[0018]本发明采用的充油且中低丙烯腈含量的丁腈橡胶生胶、橡胶防老剂、高促低硫的硫化体系，以及分两次加入炭黑及软化增塑剂的混炼方式，使得本发明的丁腈橡胶材料具有低硬度(硬度40度)、高强度(拉伸强度> lOMPa)、耐高温、耐油以及耐垃圾处理器中19种常见的多种液体及混合物液体性能(化学混合物、酸碱物质等)性能。
[0019]3.有益效果
[0020]采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果:
[0021](I)按照本发明提供的垃圾处理器用低硬度丁腈橡胶配方，采用了充油且中低丙烯腈含量的丁腈橡胶生胶为基体，橡胶防老剂以及高促低硫的硫化体系，使得本发明的丁腈橡胶材料具有低硬度(硬度40度)、高强度(拉伸强度> lOMPa)、耐高温、耐油以及耐垃圾处理器中19种常见的多种液体及混合物液体性能(化学混合物、酸碱物质等)；
[0022](2)本发明的一种垃圾处理器用NBR( 丁腈橡胶)橡胶密封件材料及其制备方法，因高促低硫硫化体系的使用，使硫化后的橡胶密封件材料具有较低的压缩永久变形；
[0023](3)本发明的一种垃圾处理器用NBR (丁腈橡胶)橡胶密封件材料的制备方法，因采用分两次加入炭黑及软化增塑剂的方式，有效的提高了混炼胶分散的均匀性，极大的改善了硫化时半成品胶料在模具型腔内的流动性能，而且提高了产品的合格率；
[0024](4)本发明的垃圾处理器用NBR (丁腈橡胶)橡胶密封件材料，不仅能满足欧盟的ROHS指令，而且也能满足REACH法规。
【具体实施方式】`
[0025]实施例1:
[0026]本实例的一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料，其具体组份和配比如下:丁腈橡胶100份，氧化锌5份，硬脂酸1份，防老剂RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氢喹啉聚合物)为2份，防老剂MB (2-巯基苯并咪唑)为1份，微晶蜡2份，快压出炭黑N550为20份，己二酸二 [2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯](简称TP-95)为10份，促进剂TMTD为1.125份，促进剂CZ为1.125份，硫化剂DTDM为2.35份，硫化剂硫磺粉0.36份。
[0027]本实例中的丁腈橡胶是朗盛化学公司生产的KRYNACki M3340F 丁腈橡胶；氧化锌是镇江白水化学有限公司生产的间接法氧化锌；硬脂酸是马来西亚南方油脂公司生产的；防老剂RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氢喹啉聚合物)和TP-95供应商是上海景惠化工有限公司；微晶蜡供应商是无锡驻友化工有限公司；防老剂MB (2-巯基苯并咪唑)济南锐钼化工有限公司生产的；快压出炭黑是卡博特公司生产的N550快压出炭黑；促进剂TMTD、促进剂CZ、硫化剂DTDM、硫化剂硫磺粉供应商均是连云港锐巴化工有限公司。
[0028]本发明的一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料的制备方法，其步骤为:
[0029](I)母炼胶混炼:
[0030]一段混炼:将丁腈橡胶置于密炼机中塑炼72秒，然后加入氧化锌、硬脂酸以及防老剂RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氢喹啉聚合物)、防老剂MB (2-巯基苯并咪唑)及微晶蜡混炼35秒，加入1/2用量的快压出炭黑N550以及1/2用量的己二酸二 [2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]密炼95秒后升栓100秒，混炼温度达到132°C排胶；母炼胶的停放时间为8.5小时，使得丁腈橡胶与配方各组分物质之间相互得到充分浸润，分子间组合产生协同效应，使混炼胶分散均匀，更易于二段的混炼；
[0031]二段混炼:将停放后的一段混炼的母炼胶置于密炼机中塑炼56秒，然后加入剩余的1/2用量的快压出炭黑N550以及1/2用量的己二酸二 [2-(2- 丁氧基乙氧基)乙酯]密炼82秒后升栓110秒，混炼温度达到138°C排胶，母炼胶的停放时间9小时，使丁腈橡胶与配方各组分物质之间相互得到充分浸润，分子间组合产生协同效应，使混炼胶分散均匀，得到二段混炼母炼胶。
[0032]( 2 )母炼胶二段加硫:
[0033]将停放后的二段混炼母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后，加入硫化剂硫磺粉、硫化剂DTDM、促进剂TMTD、促进剂CZ，待硫化剂和促进剂全部混入母炼胶后开刀翻炼，将胶料打3个三角包和两个卷后出片；
[0034](3)硫化:将二段加硫混炼胶成型后填入模具，在硫化机上175°C X6min得到硫化胶。 [0035]本实例制得的垃圾处理器用丁腈橡胶密封件材料的性能如表1所示:
[0036]表1实施例1垃圾处理器用丁腈橡胶密封件材料测试性能
【权利要求】
1.一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料，其特征在于，具体组分和配比为:丁腈橡胶 100份塑化剂1~1.5份
活性剂5份
防老剂2~5份炭黑20~35份
软化增塑剂 10~18份
促进剂2.25~2.5份硫化剂2.71份。
2.如权利I所述的一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料，其特征是，所述的塑化剂为硬脂酸。
3.如权利I所述的一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料，其特征是，所述的活性剂为氧化锌。
4.如权利I所述的一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料，其特征是，所述的防老剂为防老剂RD、防老剂MB和微晶蜡，其质量比例关系是防老剂RD:防老剂MB:微晶蜡为2:1:2。
5.如权利I所述的一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料，其特征是，所述的炭黑为快压出炭黑N550。`
6.如权利I所述的一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料，其特征是，所述的软化增塑剂为己二酸二 [2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]。
7.如权利I所述的一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料，其特征是，所述的促进剂为促进剂TMTD和促进剂CZ，其促进剂TMTD:促进剂CZ质量比为1:1。
8.如权利I所述的一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料，其特征是，所述的硫化机为硫化剂DTDM和硫化剂硫磺粉，硫化剂DTDM:硫化剂硫磺粉质量比为2.35:0.36。
9.如权利要求1-8任意一项垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料的制备方法，其步骤为: (1)母炼胶混炼: 一段混炼:将丁腈橡胶置于密炼机中塑炼60~80秒，然后加入氧化锌、硬脂酸以及防老剂RD、防老剂MB及微晶蜡混炼30~40秒，加入1/2用量的快压出炭黑N550以及1/2用量的己二酸二 [2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]密炼80~100秒后升栓100~120秒，混炼温度达到130~140°C排胶，并停放待用； 二段混炼:将停放的一段混炼的母炼胶置于密炼机中塑炼50~70秒，然后加入剩余的1/2用量的快压出炭黑N550以及1/2用量的己二酸二 [2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]密炼80~100秒后升栓100~120秒，混炼温度达到130~140°C排胶，得到母炼胶，并停放待用； (2)母炼胶二段加硫: 将步骤I中停放后的二段混炼的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后，加入硫化剂硫磺粉、硫化剂DTDM、促进剂TMTD、促进剂CZ，待硫化剂和促进剂全部混入母炼胶后开刀翻炼，将胶料打3~5个三角包和两个卷后出片； (3)硫化:将二段加硫混炼胶成型后填入模具，在硫化机上170~175°C X6min得到硫化胶。
10.根据权利要求9所述的一种垃圾处理器用NBR橡胶密封件材料的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中一段混炼的母炼胶和二段混炼的母炼胶的停放的时间均大于8小时，使丁腈橡胶与配方各组分物质之间相互得到充分浸润，分子间组合产生协同效应，使混炼胶分散 均匀。
【文档编号】C08K13/02GK103724731SQ201310754145
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】徐海潮, 吴会会 申请人:南京金三力橡塑有限公司