一种耐高低温隔油密封件材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及橡胶材料技术领域，特别是一种耐高低温隔油密封件材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 在机械转动结构中，含油轴承等轴承组件的使用通常是必不可少的。含油轴承组 明显的一个优势来源于良好的润滑作用，而含油轴承的良好润滑作用是依靠轴承的滑动表 面保持有一层油膜，该油膜又是依靠具有微孔结构的轴承体的微孔所贮存的润滑油实现 的。随着油的消耗，为保证能正常运转，必须要补充润滑油。为保证含油轴承组在一定期限 内能够正常使用，通常在含油轴承组件内设置有储油密封舱，由于储油密封舱只通过开口 与轴承体相接触，为防止储油密封舱的渗漏和外泄，在该开口和轴承体间必须设有一个隔 油密封件。隔油密封件的作用是防止水、空气中的粉尘等进入轴承系统，同时避免储油密封 舱内的润滑油渗漏和外泄，以防止含油轴承组系统失效。
[0003] 随着现代工业的发展，含油轴承组的运转条件越来越苛刻，如高温、低温、高压，各 种强腐蚀性介质，易燃易爆介质等，尤其是储油密封舱内的润滑油不断受热膨胀和降温收 缩，为防止冷热交替应力大于材料的许可应力，隔油密封件材料必须具有良好的耐高低温 性。同时为避免润化油等制品对密封件的腐蚀，增大端面的间隙，使介质泄漏量增加，也必 须选择一种耐腐蚀性好的材料。
【发明内容】
[0004] 本发明提出了一种耐高低温隔油密封件橡胶材料及其制备方法，所述密封件橡胶 材料具有良好耐高低温性以及优异的耐腐蚀性能，使用寿命长，且生产效率高，成本低。
[0005] 本发明提出的一种耐高低温隔油密封件材料，其原料按重量份包括:丁腈橡胶75-90份，环氧化天然橡胶20-40份，高耐磨炭黑6-12份，半补强炭黑3-6份，改性纳米氮化硼6-12份，轻钙4-10份，氧化锌3-6份，硬脂酸0.2-0.6份，油酸二乙醇胺硼酸酯0.4-0.6份，干性 油醇酸树脂3-5份，2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐0.8-1.2份，防老剂4010 0.1-0.3份，促进剂 DM 0.2-0.4份，促进剂CZ 1-1.2份，促进剂TMTD 0.2-0.4份，硫磺0.1-0.2份，硫化助剂0· ΙΟ. 3份 ，古马隆树脂0.5-1 份， 环烷油 3-10份；
[0006] 所述改性纳米氮化硼的制备方法包括:向纳米氮化硼中加入90_95wt%的乙醇，在 氮气保护的条件下，加入单体ZDMA和引发剂AIBN，升温至55-75°C，搅拌2-4h，在60-80°C下 真空干燥6-8h，再加入索氏提取器中，用90-95wt %的乙醇提取24-48h，得到所述改性纳米 氮化硼。
[0007] 在【具体实施方式】中，丁腈橡胶的重量份可以为76、78、80、82、84、86、88;环氧化天 然橡胶的重量份可以为21、23、25、27、29、31、33、35、37、39份;高耐磨炭黑的重量份可以为 6.5、7.2、7.9、8.3、8.8、9.1、9.7、10.3、10.8、11.5;半补强炭黑的重量份可以为3.2、3.6、 4.1、4.5、4.9、5.2、5.5、5.9;改性纳米氮化硼的重量份可以为6.5、7.2、7.9、8.3、8.8、9.1、 9.7、10.3、10.8、11.5;轻钙的重量份可以为4.5、5.2、5.9、6.3、6.8、7.1、8.7、9.3、9.8;氧化 锌的重量份可以为3.2、3.6、4.1、4.5、4.9、5.2、5.5、5.9;硬脂酸的重量份可以为0.22、 0·28、0·31、0·37、0·42、0·48、0·54、0·58。
[0008] 优选地，所述纳米氮化硼、单体ZDMA、引发剂ΑΙΒΝ的重量配比为100 :5-10 :0.1-0.5〇
[0009] 优选地，所述丁腈橡胶是由丁腈橡胶N241和丁腈橡胶N240S组成，丁腈橡胶N241和 丁腈橡胶N240S的重量配比为1:8-10。
[0010] 优选地，所述硫化助剂是由金属氧化物和辅助剂组成;优选地，所述硫化助剂是由 氧化锌和2-巯基咪唑啉组成，氧化锌和2-巯基咪唑啉的重量配比为1:0.8-1。
[0011] 优选地，所述环烷油中饱和烃含量为88-90wt %，芳烃含量10-12wt %，酸值< 0·15mgK0H/g。
[0012] 优选地，促进剂DM、促进剂CZ和促进剂TMTD的重量配比为:0.2-0.3:1.1-1.2:0.3-0.4。
[0013] 优选地，所述耐高低温隔油密封件材料，其原料按重量份包括:丁腈橡胶80-85份， 环氧化天然橡胶25-35份，高耐磨炭黑8-10份，半补强炭黑4-5份，改性纳米氮化硼8-10份， 轻钙6-8份，氧化锌4-5份，硬脂酸0.3-0.5份，油酸二乙醇胺硼酸酯0.5-0.6份，干性油醇酸 树脂3-4份，2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐0.9-1.1份，防老剂4010 0.1-0.2份，促进剂DM 0.3-0.4份，促进剂CZ 1-1.1份，促进剂TMTD 0.3-0.4份，硫磺0.1-0.2份，硫化助剂0.1-0.2 份，古马隆树脂〇. 6-0.8份，环烷油5-8份。
[0014] 本发明还提出了一种上述耐高低温隔油密封件材料的制备方法，包括如下步骤：
[0015] S1、将丁腈橡胶、环氧化天然橡胶投入密炼机中塑炼均匀后，再依次加入改性纳米 氮化硼、轻钙、氧化锌、硬脂酸、油酸二乙醇胺硼酸酯、干性油醇酸树脂、2-硫醇基甲基苯并 咪唑锌盐、防老剂4010、高耐磨炭黑、半补强炭黑、古马隆树脂、环烷油，混炼均匀，排料，冷 却得到母炼胶；
[0016] S2、将S1得到的母炼胶投入到开炼机中，加入硫磺、硫化助剂、促进剂DM、促进剂 CZ、促进剂TMTD，混炼均匀，出片，冷却，得到终炼胶；
[0017] S3、将S2得到的终炼胶放入硫化机的模具内，进行硫化，硫化结束后冷却至室温， 脱模，得到所述耐高低温隔油密封件橡胶材料。
[0018] 优选地，所述耐高低温隔油密封件材料的制备方法，包括如下步骤：
[0019] S1、将丁腈橡胶、环氧化天然橡胶投入密炼机中于60-80°C下塑炼35-45min后，再 依次加入改性纳米氮化硼、轻钙、氧化锌、硬脂酸、油酸二乙醇胺硼酸酯、干性油醇酸树脂、 2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐、防老剂4010、高耐磨炭黑、半补强炭黑、古马隆树脂、环烷油， 于90-110°C下混炼15-25min，排料，冷却得到母炼胶；
[0020] S2、将S1得到的母炼胶投入到开炼机中，加入硫磺、硫化助剂、促进剂DM、促进剂 CZ、促进剂TMTD，在30-50°C下混炼10_20min，出片，冷却，得到终炼胶；
[0021 ] S3、将S2得到的终炼胶放入硫化机的模具内，在175-185°c下硫化30-40min，冷却 至室温，脱模，得到所述耐高低温隔油密封件橡胶材料。
[0022]本发明中，采用丁腈橡胶与环氧化天然橡胶配合使用，不仅互溶性好，还能改善胶 料的耐高低温性能、粘结力、刚度及交联度，所得制品的极性、弹性及粘结性能优异;丁腈橡 胶本身具有优异的弹性、耐油性、耐介质及耐疲劳性，与环氧化天然橡胶配合使用，可使隔 油密封件的耐热性、耐老化性能也显著提高;并且一定比例的不同丙烯腈含量的丁腈橡胶 N241与丁腈橡胶N240S并用，可提高橡胶自身的耐高低温性能及耐介质性能，并最大限度地 保证了隔油密封件的密封性、耐候性;一定比例的高耐磨炭黑和半补强炭黑混合使用并控 制两者的添加量，可保证隔油密封件材料的弹性，增加密封性能，同时保证材料的拉伸、压 缩应力松弛性能在一合理的范围内，使产品的密封性能随时间无明显变化，延长使用寿命； 改性纳米氮化硼通过ZDMA原位聚合改性可以改善纳米氮化硼与丁腈橡胶以及环氧化天然 橡胶基料间的界面作用，提高其在所述基料中的分散效果，这有利于充分发挥纳米氮化硼 的功能效应，极大得增强了制品的耐温变化性能以及耐老化性能;加入硬脂酸、氧化锌则可 以提尚橡胶硫化时的硫化效率、提尚隔油密封件材料的导热性能以及物理力学性能；由硫 磺、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂TMTD组成的快速硫化体系则可使基料的分子链起交联反 应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性强度增加，并且材料在制备过程中的 硫化成型时间大大缩短，硫化后力学性能大大提高;加入2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐和对 苯二胺类防老剂4010，可在硫化胶表面形成连续的大分子防护膜，提高材料的耐腐蚀性能； 加入硫磺作为硫化剂，由此形成一种有效硫化体系，抗硫化返原性好，且硫化均匀，适用于 厚制品硫化，得到的硫化胶也具有良好的耐热性和耐压缩变形性;一定比例的氧化锌和2-巯基咪唑啉形成的硫化助剂体系，其可以与丁腈橡胶以及环氧化天然橡胶适度反应，抑制 高温氛围中的交联形态的改变、聚合物链的切断，即便对于长期的热老化也难以产生物性 降低的效果;古马隆树脂作为增塑剂使用，可提高本发明可塑性，降低了原料粘度和混炼时 的温度，改善分散性与混合性;采用环烷油类增塑剂，并限定环烷油各组分含量，可提高隔 油密封件材料的耐低温性能并保证低温下性能稳定，提供良好的加工