一种抗老化橡胶密封垫及其制备方法与流程

文档序号:11098991阅读:772来源:国知局

技术领域
本发明涉及橡胶密封垫,具体地,涉及一种抗老化橡胶密封垫及其制备方法。
背景技术
:橡胶密封垫为一种自膨胀密封垫片,属于管道密封部件。橡胶垫片具有耐油、耐酸碱、耐寒热、耐老化等性能,因此被广泛应用于汽车、电子、化工、抗静电、阻燃、食品等行业。虽然,目前的橡胶密封垫能够满足大部分生产和生活的需求,但是在高温的环境中,橡胶密封垫极易老化,并且极易变形进而使得橡胶密封垫的密封性能急剧下降,从而极大地降低了橡胶密封垫的密封性能。技术实现要素:本发明的目的是提供一种抗老化橡胶密封垫及其制备方法,通过该方法制得的橡胶密封垫具有优异的耐高温、抗老化和力学性能;同时,该制备方法原料易得,工序简单。为了实现上述目的,本发明提供了一种抗老化橡胶密封垫的制备方法,包括:1)将栎树去皮、粉碎,接着在保护气的存在下进行煅烧以制得活性炭;2)将三氧化钨、氢氧化钠、四氯化钛和活性炭置于保护气的存在下进行熔融反应以制得改性钨酸钠;3)将二甲基二硫代氨基甲酸锌、淀粉、胆酸、甲基纤维素和水进行糊化处理以制得改性硫化剂;4)将乙丙橡胶、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇、纳米膨润土、二甲基二乙氧基硅烷、玻璃纤维、过氧化二异丙苯和硫磺进行初次混炼,接着加入改性钨酸钠与改性硫化剂进行二次混炼,最后进行成型、冷却以制得抗老化橡胶密封垫。本发明还提供了一种抗老化橡胶密封垫的制备方法,该抗老化橡胶密封垫通过上述的制备方法制备而得。在上述技术方案中,本发明通过各步骤和各原料的协同作用,使得制得的橡胶密封垫具有优异的耐高温、抗老化和力学性能;同时,该制备方法原料易得,工序简单。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。本发明提供了一种抗老化橡胶密封垫的制备方法,包括:1)将栎树去皮、粉碎,接着在保护气的存在下进行煅烧以制得活性炭;2)将三氧化钨、氢氧化钠、四氯化钛和活性炭置于保护气的存在下进行熔融反应以制得改性钨酸钠;3)将二甲基二硫代氨基甲酸锌、淀粉、胆酸、甲基纤维素和水进行糊化处理以制得改性硫化剂;4)将乙丙橡胶、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇、纳米膨润土、二甲基二乙氧基硅烷、玻璃纤维、过氧化二异丙苯和硫磺进行初次混炼,接着加入改性钨酸钠与改性硫化剂进行二次混炼,最后进行成型、冷却以制得抗老化橡胶密封垫。在上述方法的步骤1)中,煅烧的具体条件可以在宽的范围内选择,但是为了使制得的橡胶密封垫具有更优异的耐高温、抗老化和力学性能;优选地,在步骤1)中,煅烧至少满足以下条件:煅烧温度为550-600℃,煅烧时间为4-6h。在上述方法的步骤2)中,各物料的用量可以在宽的范围内选择,但是为了使制得的橡胶密封垫具有更优异的耐高温、抗老化和力学性能;优选地,在步骤2)中,相对于1摩尔量的三氧化钨,氢氧化钠的用量为0.9-1.2摩尔量,四氯化钛的用量为0.2-0.4摩尔量,活性炭的用量为0.6-0.9摩尔量。在上述方法的步骤2)中,熔融反应的条件可以在宽的范围内选择,但是为了使制得的橡胶密封垫具有更优异的耐高温、抗老化和力学性能;优选地,在步骤2)中,熔融反应至少满足以下条件:反应温度为1340-1400℃,反应时间为7-9h。在上述方法的步骤3)中,各物料的用量可以在宽的范围内选择,但是为了使制得的橡胶密封垫具有更优异的耐高温、抗老化和力学性能;优选地,在步骤3)中,相对于100重量份的二甲基二硫代氨基甲酸锌,淀粉的用量为40-46重量份,胆酸的用量为10-14重量份,甲基纤维素的用量为0.5-1.5重量份,水的用量为200-300重量份。在上述方法的步骤3)中,糊化处理的条件可以在宽的范围内选择,但是为了使制得的橡胶密封垫具有更优异的耐高温、抗老化和力学性能;优选地,在步骤3)中,糊化处理至少满足以下条件:处理温度为40-50℃,处理时间为12-15h。在上述方法的步骤4)中,各物料的用量可以在宽的范围内选择,但是为了使制得的橡胶密封垫具有更优异的耐高温、抗老化和力学性能;优选地,在步骤4)中,相对于100重量份的乙丙橡胶,丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物的用量为21-27重量份,聚乳酸的用量为26-34重量份,邻苯二甲酸二辛酯的用量为72-80重量份,乙二醇的用量为25-40重量份,纳米膨润土的用量为11-20重量份,二甲基二乙氧基硅烷的用量为14-19重量份,玻璃纤维的用量为12-18重量份,过氧化二异丙苯的用量为2-5重量份,硫磺的用量为11-17重量份,改性钨酸钠的用量为15-23重量份,改性硫化剂的用量为8-16重量份。在上述方法的步骤4)中,初次混炼和二次混炼的具体条件可以在宽的范围内选择,但是为了使制得的橡胶密封垫具有更优异的耐高温、抗老化和力学性能;优选地,在步骤4)中,初次混炼至少满足以下条件:混炼温度为210-215℃,混炼时间为5-7h;二次混炼至少满足以下条件:混炼温度为198-203℃,混炼时间为2-4h。在上述方法的步骤4)中,高分子原料的分子量可以在宽的范围内选择,但是为了使制得的橡胶密封垫具有更优异的耐高温、抗老化和力学性能;优选地,在步骤4)中,乙丙橡胶的重均分子量为3万-8万,聚乳酸的重均分子量为5000-8000。在上述方法的步骤4)中,纳米膨润土的粒径可以在宽的范围内选择,但是为了使制得的橡胶密封垫具有更优异的耐高温、抗老化和力学性能;优选地,纳米膨润土的粒径为20-40nm。本发明还提供了一种抗老化橡胶密封垫的制备方法,该抗老化橡胶密封垫通过上述的制备方法制备而得。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例11)将栎树去皮、粉碎,接着在保护气(氮气)的存在下于580℃下煅烧5h制得活性炭;2)将三氧化钨、氢氧化钠、四氯化钛和活性炭按照1:1.0:0.3:0.7的摩尔比置于保护气(氮气)的存在下进行熔融反应(反应温度为1380℃,反应时间为8h)以制得改性钨酸钠;3)将二甲基二硫代氨基甲酸锌、淀粉、胆酸、甲基纤维素和水按照100:43:12:0.8:250的重量比于45℃进行糊化处理14h以制得改性硫化剂;4)将乙丙橡胶(重均分子量为5万)、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、聚乳酸(重均分子量为7000)、邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇、纳米膨润土(粒径为30nm)、二甲基二乙氧基硅烷、玻璃纤维、过氧化二异丙苯和硫磺按照100:25:30:78:30:15:3:15的重量比于213℃下初次混炼6h,接着加入改性钨酸钠与改性硫化剂(乙丙橡胶、改性钨酸钠与改性硫化剂的重量比为100:20:10)于200℃下二次混炼3h,最后进行成型、冷却以制得抗老化橡胶密封垫A1。实施例21)将栎树去皮、粉碎,接着在保护气(氦气)的存在下于550℃下煅烧4h制得活性炭;2)将三氧化钨、氢氧化钠、四氯化钛和活性炭按照1:0.9:0.2:0.6的摩尔比置于保护气(氦气)的存在下进行熔融反应(反应温度为1340℃,反应时间为7h)以制得改性钨酸钠;3)将二甲基二硫代氨基甲酸锌、淀粉、胆酸、甲基纤维素和水按照100:40:10:0.5:200的重量比于40℃进行糊化处理12h以制得改性硫化剂;4)将乙丙橡胶(重均分子量为3万)、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、聚乳酸(重均分子量为5000)、邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇、纳米膨润土(粒径为20)、二甲基二乙氧基硅烷、玻璃纤维、过氧化二异丙苯和硫磺按照100:21:26:72:25:11:2:11的重量比于210℃下初次混炼5h,接着加入改性钨酸钠与改性硫化剂(乙丙橡胶、改性钨酸钠与改性硫化剂的重量比为100:15:8)于198℃下二次混炼2h,最后进行成型、冷却以制得抗老化橡胶密封垫A2。实施例31)将栎树去皮、粉碎,接着在保护气(氩气)的存在下于600℃下煅烧6h制得活性炭;2)将三氧化钨、氢氧化钠、四氯化钛和活性炭按照1:1.2:0.4:0.9的摩尔比置于保护气(氩气)的存在下进行熔融反应(反应温度为1400℃,反应时间为9h)以制得改性钨酸钠;3)将二甲基二硫代氨基甲酸锌、淀粉、胆酸、甲基纤维素和水按照100:46:14:1.5:300的重量比于50℃进行糊化处理15h以制得改性硫化剂;4)将乙丙橡胶(重均分子量为8万)、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、聚乳酸(重均分子量为8000)、邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇、纳米膨润土(粒径为40nm)、二甲基二乙氧基硅烷、玻璃纤维、过氧化二异丙苯和硫磺按照100:27:34:80:40:20:5:17的重量比于215℃下初次混炼7h,接着加入改性钨酸钠与改性硫化剂(乙丙橡胶、改性钨酸钠与改性硫化剂的重量比为100:23:16)于203℃下二次混炼4h,最后进行成型、冷却以制得抗老化橡胶密封垫A3。对比例1按照实施例1的方法进行制得橡胶密封垫B1,不同的是,步骤2)中未使用四氯化钛。对比例2按照实施例1的方法进行制得橡胶密封垫B2,不同的是,步骤2)中未使用活性炭。对比例3按照实施例1的方法进行制得橡胶密封垫B3,不同的是,步骤3)中未使用胆酸。对比例4按照实施例1的方法进行制得橡胶密封垫B4,不同的是,步骤3)中未使用甲基纤维素。对比例5按照实施例1的方法进行制得橡胶密封垫B5,不同的是,步骤4)中未使用改性钨酸钠。对比例6按照实施例1的方法进行制得橡胶密封垫B6,不同的是,步骤4)中未使用改性硫化剂。对比例7按照实施例1的方法进行制得橡胶密封垫B7,不同的是,步骤4)中未进行二次混炼。检测例11)在25℃下,检测上述橡胶密封垫的拉伸强度(σt1/MPa)和断裂伸长率(δ1/%);2)接着,将上述橡胶密封垫置于250℃下热空气老化200h,接着检测拉伸强度(σt2/MPa)和断裂伸长率(δ2/%),具体结果见表1。表1σt1/MPaσt2/MPaδ1/%δ2/%A120.118.0310298A220.518.2312295A320.319.1314291B115.58.5258201B214.77.7256207B316.26.9252203B414.17.2251204B510.35.1210198B610.74.9212194B79.23.9201176通过上述实施例、对比例和检测例可知,本发明提供的橡胶密封垫具有优异的耐高温、抗老化和力学性能。以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页1 2 3 
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