熔融与化学改性的乙丙橡胶密封件用材料及其制备方法
1.技术领域
2.本发明涉及橡胶密封领域，具体的说由多种材料复合改性的三元乙丙橡胶的乙丙橡胶密封件用材料及制备方法。
背景技术：
3.三元乙丙橡胶密封件主要是以密封圈和密封条的形状存在并被使用，由于三元乙丙橡胶密封件的密封性较好，故而被广泛应用在各个领域中，应用广泛，使用基数大。
4.随着时代的发展，其所应用的领域为降低维护成本，对密封材料性能及维护周期上提出更高的要求，特别是设计使用寿命上，而目前的乙丙橡胶密封件受限其材料性能，在使用寿命上相较于过往，并没有明显的提升，已难以满足时代及应用行业的发展需要。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于克服现有技术所存在的不足，提升乙丙橡胶密封件在超常使用寿命，以更好的满足时代及应用行业的发展。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种熔融与化学改性的乙丙橡胶密封件用材料，其由下述质量份物质组成：50-70份三元乙丙橡胶25-35份丁苯橡胶8-13份氯化聚乙烯树脂1-2份改性树脂0.5-1.2份活性氧化锌0.8-1.2份硬脂酸3-7份防老剂3-4份地蜡1.5-2.5份环氧树脂50-60份炭黑n1344-6份高分散白炭黑1.5-2.5份偶联剂1.5-2.5份加工助剂7-9份c5石油树脂7-9份sl-1801增粘树脂5-7份增塑剂1-2份有机锌类抗硫化返原剂12-17份astm103号油
0.7-1.2份活性氧化镁7-9份促进剂zdbp0.3-0.7份促进剂m0.3-0.7份二硫代硫酸钠类抗硫化返原剂1-2份预分散硫磺0.3-0.7份多功能改性剂hva-2。
7.进一步的说，环氧树脂为e-44。
8.进一步的说，氯化聚乙烯树脂为cpe-135 a。
9.进一步的说，偶联剂为kn-560。
10.进一步的说，加工助剂为wb-212。
11.进一步的说，增塑剂为rpl-1。
12.进一步的说，防老剂为防老剂4020与防老剂rd的混合物。
13.作为一种优选，三元乙丙橡胶为中石化吉林石化公司产的牌号j4045产品。
14.作为一种优选，纳米活性氧化锌为宝鸡天鑫工业添加剂有限公司产产品。
15.作为一种优选，丁苯橡胶为齐鲁石化有限公司的sbr-1502。
16.作为一种优选，改性树脂为德国吕特格有限公司的dcpd树脂。
17.作为一种优选，有机锌类抗硫化返原剂为山西省化工研究所的sl-273.作为一种优选，二硫代硫酸钠类抗硫化返原剂为广州坤橡材料科技有限公司的csp-8008。
18.作为一种优选，预分散硫磺为河南开仑化工有限公司的s-80。
19.作为一种优选，炭黑n134为云南黑猫炭黑股份有限公司产产品。
20.作为一种优选，高分散白炭黑为德固萨化学有限公司产产品。
21.作为一种优选，多功能改性剂hva-2为广州金昌盛化工科技有限公司产产品。
22.本发明还公开了一种基于上述材料的橡胶密封件制备方法，其包括以下步骤：s01:预备将加热高低双速搅拌机升温至65℃，待用；将加热或开炼机升温至95℃，待用；将加热、加压式密炼机升温至120℃，待用；按各组分称好、备用；s02: 白炭黑偶联处理将白炭黑装入搅拌机中，低速开机，滴加偶联剂,滴加完毕后立即转入高速搅拌。视温度表显示115~120℃时，停机，再低速开机30s,排料后堆放2h,待用；s03: 开炼机塑炼在待用开炼机上，加入氯化聚乙烯树脂、塑炼至透明状时，加入等量的丁苯橡胶,塑化均匀，再加入剩余的丁苯橡胶，再塑炼均匀，下片，自然松散存放，作为母炼胶a待用；s04: 密炼机高温、高压熔融改性混炼在密炼机中，加入三元乙丙橡胶，塑炼30s后加入母炼胶a，再次塑炼30s后加入改性树脂并加压混炼1min、加入高分散白炭黑、1/3的炭黑n134，混炼2min再次加入剩余的炭黑、有机锌类抗硫化返原剂、c5石油树脂、1/3astm103号油、sl-1801增粘树脂，混炼2min后
加入增塑剂以及剩余astm103号油，混炼3min后加压高速混炼1min,视温度显示155℃时，停机，加入环氧树脂、防老剂、硬脂酸、活性氧化镁、加工助剂wb-212,混炼3min,视温度恢复到160℃时，停机，开倒转混炼、加压、混炼3min，视温度恢复到160℃时，保温混炼1min，排料强迫降至室温；作为母练胶b备用；s05:加硫化剂、化学改性剂在降温式的开炼机上，加入母炼胶b，待包辊后，加入促进剂zdbp,二硫代硫酸钠类抗硫化返原剂,混炼均匀后，加入促进剂m、偶联剂、预分散硫磺s-80、功能性改性剂hva-2打三角包、薄通六次、打卷、定尺下片、晾干、胶片停放24h后返炼、制样，送检。
23.在上述步骤中，需要说明的是，加硫化剂、改性剂全段时间辊温均不得超过70℃。
24.纵观本发明的的各项材料主体材料选用三元乙丙橡胶、丁苯橡胶和氯化聚乙烯树脂，使用改性树脂dcpd,将主体材料熔为一体，形成了一种新聚合物。
25.在材料中使用n134、高分散白炭黑与硅烷偶联剂kh-560，在加工助剂wb-212的协调下，反应生成不寻常的效果。
26.在材料中使用了有机锌类抗硫化返原剂、使c5石油树脂、增粘树脂，与环保增塑剂、astm103号油反应生成一种新的增塑功能，即环保又不抽出。
27.在材料中大剂量的使用了复合防老剂，在改性剂与抗返原剂的功能下，反应得出了1+1大于2的效果。在复合防老剂中，单独任一项防老剂均使用2份的条件下均得上述复合防老剂的反应效果。
28.在材料中使用了纳米活性氧化锌，配合功能性环氧树脂，使大剂量用于耐臭氧的地蜡均匀分散在主体材料中，协调反应新的功能——即高效耐臭氧又不抽出或伸出。
29.在材料中大剂使用了抗硫化返原剂，与防老剂稳定剂、环氧树脂产生协同效应，与交联剂交织在一起，把新功能牢牢的锁定在新聚合物中，防止老化。
30.在材料中特别是使用了超促进抗返原作用的化学改性树脂及功能性增粘树脂协效应与化学改性剂的共效应，为复合改性成功提供了保证。
31.在材料中大胆使用化学改性剂hva-2,与dcpd改性树脂、复合改性,较大压低了压缩交久变形、板大的降低炭黑生热、提高了耐寒性、耐磨性、极大的提高了耐臭氧性，极大的提高了抗返原性能，明显的提升新聚合物的新功能及储能模式。
32.本发明材料制备的橡胶密封件用材料相较于现有产品，在使用寿命上有明显优势，可以明显减少产品在实际使用过程中因老化而需要更换的次数，节省资源、物资及人力资源，对行业及社会都有着明显的积极作用，有很高的使用价值。
具体实施方式
33.为方便对本发明作进一步的理解，现举出实施例对本发明作进一步说明。
34.1、将加热高低双速搅拌机升温至65℃，待用；将加热或开炼机升温至95℃，待用；将加热、加压式密炼机升温至120℃，待用；按质量比准确称好60份三元乙丙橡胶、1份活性氧化锌、30份丁苯橡胶、10份氯化
聚乙烯树脂、1份改性树脂、1.5份环氧树脂、7份c5石油树脂、7份sl-1801增粘树脂、5份增塑剂、1份有机锌类抗硫化返原剂、0.5份二硫代硫酸钠类抗硫化返原剂、1份预分散硫磺、50份炭黑n134、4份高分散白炭黑、0.7份多功能改性剂hva-2、1.2份硬脂酸、7份防老剂、3份地蜡、9份促进剂zdbp、0.7份促进剂m、17份astm103号油、2.5份偶联剂、2份加工助剂以及0.7份活性氧化镁，备用。
35.2、将称好的白炭黑，在加好温待用的搅拌机中，装入，低速开机，在搅拌机的加液孔中滴加偶联剂kh-560,滴加完毕，立即转入高速搅拌，视温度表显示115-120℃时，停机，再低速开机30s,排料，排料后堆放2h,待用。
36.3、在加好温待用的开炼机上，加入氯化聚乙烯树脂cpe-135a、塑炼至透明状时，加入等量的丁苯sbr,塑化均匀，再加入剩余的丁苯橡胶，再塑炼均匀，下片，自然松散存放，待用。
37.4、在加好温待用的密炼机中，加入称好的epdm生胶，落下上顶栓塑炼30s,提砣加料，加入三次中的cpe与丁苯塑和好的母炼胶，落栓塑炼30s,提砣加料，加入dcpd树脂落栓加压混炼1min。提砣加料，加入二次中的处理白炭黑、1/3炭黑，落栓混炼2min再次提砣加入剩余的炭黑、抗硫化返原剂sl-273、c570油树脂、sl-1801树脂，落栓混炼2min,提砣加料，加入环保增塑剂rpl-1以及astm103#油，落栓混炼3min，加压高速混炼1min,视温度显示155℃时，停机，提砣加料，加入环氧树脂e-44、防老剂、活性剂活性纳米氧化锌、硬脂酸、活性氧化镁、加工助剂wb-212,落栓混炼3min,视温度恢复到160℃时，停机，开倒转混炼、加压、混炼3min。视温度恢复到160℃时，保温混炼1min，排料强迫降至室温。
38.5、在降温式的开炼机上，加入从密炼机中排料待用的母炼胶，待包辊后，加入促进剂zdbp,抗硫化返原剂csp-8008,混炼均匀，随即打一包一卷，随即包辊，加入促进剂m,交联剂预分散s-80,加入功能性改性剂hva-2打三角包、薄通六次、打卷、定尺下片、晾干、胶片停放，24h后返炼、制样，送检。
39.经由上述组分及步骤制备的橡胶材料经测试，其物理性能达到：硫化胶物理性：160℃/15mpa*t90（30min）邵a硬度值66100％定伸应力4.5mpa拉伸强度/mpa为19.4拉断伸长率450%撕裂强度为45kn
·
m。
40.同时，160℃*15mpa*120min过硫化试验中测得的160℃*120min的结果与160℃*30min出现惊人相似，而且还优异的多，说明化学复合改性的新聚合物非常成功，产生出非常规的效果。
41.下面是160℃*150mpa*t90（30min）测试结果与160℃*15mpa*120min测试结果的对比160℃*15mpa*t90（30min）与160℃*15mpa*120min测试结果对比：项目测值项目测值邵a硬度/（0）66邵a硬度/度67100％定伸应力/mpa4.5100％定伸应力/mpa4.7
拉伸强度/mpa19.4拉伸强度/mpa18.9拉断伸长率/％450拉断伸长率/％369撕裂强度/（kn
·
m）45撕裂强度/（kn
·
m-1）96.7回弹性/％35回弹性/％58压缩永久变形（120℃*24h）/％25.6压缩永久变形（120℃*24h）/％20.4（120℃*168h）/％19.5（120℃*168h）/％18.9脆性温度/℃-62脆性温度/℃-65阿克隆磨耗/cm
³
/1.6km0.039阿克隆磨耗/cm
³
/1.6km0.028耐臭氧ul-94-v00级耐臭氧ul-94-v00级从上表可以清楚地看出，160℃*120min过硫化测验结果非常成功，非常理想，收获惊人，从上表还可以看出，复合改性epdm/sbr/cpe/dcpd树脂/e-51树脂复合改性材料优异性能如下:(1)具有极强的抗硫化返原性能；(2)100％定伸应力经过硫化，不但不降反而上升，表现出及其旺盛的生命力;(3)具有极好拉伸强度；(4)硬度不但不降，反而在升，表现出极高的交联密度，极大的提高耐溶性能，说明耐渗透功能最佳；(5)高倍提高了耐撕性能，比160℃*t90(30min)高出了51.7kn
·
m;(6)显著的提高了耐磨性能，比160℃*30min,提高了23个耐磨度；(7)较好的提高与改善了回弹性能；(8)极大的延长了改性材料的使用“寿命”，致使复合材料的密封圈，密封条的使用寿命在延长—延长—再延长。