一种耐甲醇汽油的密封材料的制作方法
【专利摘要】一种耐甲醇汽油的密封材料，包括以下重量配比的组份：含氟橡胶18~30%；芳纶浆粕纤维6~10%；活化剂18~25%；轻钙15~21%；氧化镁3~8%；填充剂17~25%；交联剂1~5%；硅烷偶联剂2~8%；其中，所述的含氟橡胶为含氟量大于70%的含氟橡胶；所述的芳纶浆粕纤维为芳纶纤维经切割、水磨后形成的芳纶浆粕纤维；所述活化剂为活性白炭黑、钛酸酯类中的一种或多种；所述填充剂为高岭土、碳酸钙中的一种或多种；所述交联剂为硅烷交联剂。本发明具有以下有益效果：本发明涉及一种耐甲醇汽油的密封材料，可应用于汽车工业、石油、化工和机械、航空航天等领域，具有优良的耐油、耐甲醇、耐溶胀性质。
【专利说明】
一种耐甲醇汽油的密封材料
技术领域
[0001]本发明属于密封材料领域，具体涉及一种耐甲醇汽油的密封材料。
【背景技术】
[0002]考虑到目前石油资源的逐渐短缺以及环境保护意识的逐渐加大，清洁环保能源的推广与使用越来越普遍，在汽车行业中，也迫切需要寻找可替代汽油的低污染且储量丰富的替代用燃料。
[0003]相比于目前普遍使用的汽油和乙醇汽油，甲醇燃料在汽车发动机中燃烧更加完全、效益更高，排污更少，是一种性能优良的燃料，在汽油中掺入一定比例的甲醇，可起到节能和降低污染的作用。同时，甲醇来源丰富，可由煤或天然气、木材等原料制取，可缓解贫油地区石油供应不足的矛盾。因此，发展甲醇汽油是今后汽车等用燃料的方向。
[0004]但是，甲醇是一种优良的有机溶剂，对汽车供油系统的材料如橡胶、塑料等具有溶胀和龟裂作用，也会加快材料的老化。研究表明，醇与汽油的混合燃料对橡胶、塑料的溶胀作用比单独的醇或汽油都强，并且甲醇的溶胀作用比乙醇更强。这使得目前在汽油和乙醇汽油体系中使用的橡胶密封材料不能用于甲醇汽油体系中使用，需要对此作出改进，本发明在此方向上进行了研究，提出了一种可行的方案。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的不足，本发明提供了一种耐甲醇汽油的密封材料，成本低，耐溶胀效果好。
[0006]本发明通过以下技术方案实现。
[0007]—种耐甲醇汽油的密封材料，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶18?30% ;芳纶浆柏纤维6?10% ;活化剂18?25% ;轻钙15?21% ;氧化镁3?8% ;填充剂17?25% ;交联剂I?5%;硅烷偶联剂2?8%;其中，所述的含氟橡胶为含氟量大于70%的含氟橡胶;所述的芳纶浆柏纤维为芳纶纤维经切割、水磨后形成的芳纶浆柏纤维;所述活化剂为活性白炭黑、钛酸酯类中的一种或多种;所述填充剂为高岭土、碳酸钙中的一种或多种;所述交联剂为硅烷类偶联剂。
[0008]作为进一步优选的组份，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶23?26%;芳纶浆柏纤维7?8% ;活化剂21?23% ;轻钙18?20% ;氧化镁4?5% ;填充剂20?22% ;交联剂2?3% ;娃烧偶联剂4?5%。
[0009]作为进一步优选的组份，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶25%;芳纶浆柏纤维7.5%；活化剂22 % ；轻钙19 % ；氧化镁5 % ；填充剂21 % ；交联剂2.5%；硅烷偶联剂4.5 % ;其中，所述的含氟橡胶为含氟量为78?80 %的含氟橡胶;所述活化剂为活性白炭黑;所述填充剂为尚岭土。
[0010]作为进一步优选的组份，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶24%;芳纶浆柏纤维7.8%；活化剂22.5%；轻钙20 % ；氧化镁4.5%；填充剂22 % ；交联剂2 % ；硅烷偶联剂4 % ；其中，所述的含氟橡胶为含氟量为85?88 %的含氟橡胶;所述活化剂为钛酸酯类;所述填充剂为碳酸钙。
[0011]一般传统的发动机密封材料均采用腈类橡胶与纤维填料混合制成的材料，用于汽油和润滑油的密封，但这类材料耐甲醇性能差，腐蚀和变形大，持久性差导致密封失效。
[0012]因此，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明涉及一种耐甲醇汽油的密封材料，可应用于汽车工业、石油、化工和机械、航空航天等领域，具有优良的耐油、耐甲醇、耐溶胀性质。
【具体实施方式】
[0013]下面结合【具体实施方式】，对本发明作进一步描述。
[0014]本发明中的耐甲醇汽油的密封材料按照以下方法制得:(I)开松:按配比把纤维、填料等原材料投入带高速飞刀的开松机中进行分散；(2)配置溶剂;把甲酮与丁酯按质量比为2:1进行混合，得到溶剂；(3)泡胶;取颗粒状含氟橡胶，按含氟橡胶:溶剂的质量比为1:1.8的比例，将含氟橡胶浸泡在溶剂中；(4)混料:把粉碎好的各种添加剂投入拌料机中，加入已浸泡后的含氟橡胶，在拌料机中进行拉胶，直至无胶粒为止，搅拌充分均匀后，逐渐加溶剂，拌至目测手感无硬块、斑点、含油量充分时停机放料；(5)成张:把成张机小辊温度控制在5?10°C内，大辊温度控制在90?120°C之间，按程序上皮料和大料，在加完所有定量的料后，停机拉下整张板材；(6)硫化;将板材在155°C左右预烘一次，正硫二次取得本发明的密封材料。
[0015]以下为本发明的实施例，以下实施例中，所述交联剂为硅烷交联剂，可选自甲基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等;所述硅烷偶联剂可选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基娃烧、疏丙基二乙氧基娃烧等；。
[0016]实施例1，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶25%;芳纶浆柏纤维7.5% ;活化剂
22% ;轻钙19 % ;氧化镁5 % ;填充剂21 % ;交联剂2.5%；硅烷偶联剂4.5 % ;其中，所述的含氟橡胶为含氟量为78?80 %的含氟橡胶;所述活化剂为活性白炭黑;所述填充剂为高岭土。
[0017]实施例2，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶24%;芳纶浆柏纤维7.8% ;活化剂22.5%；轻钙20 % ;氧化镁4.5%；填充剂22 % ;交联剂2 % ;硅烷偶联剂4 % ;其中，所述的含氟橡胶为含氟量为85?88 %的含氟橡胶;所述活化剂为钛酸酯类;所述填充剂为碳酸钙。
[0018]实施例3，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶18%;芳纶浆柏纤维10%;活化剂25% ;轻钙15% ;氧化镁8% ;填充剂25% ;交联剂I硅烷偶联剂2% ;其中，所述的含氟橡胶为含氟量为88?90 %的含氟橡胶;所述活化剂为活性白炭黑;所述填充剂为高岭土。
[0019]实施例4，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶30%;芳纶浆柏纤维6%;活化剂18% ;轻钙21% ;氧化镁3% ;填充剂17% ;交联剂5% ;硅烷偶联剂8% ;羧甲基纤维素2.5% ;柠檬酸1.8%;其中，所述的含氟橡胶为含氟量为84?86%的含氟橡胶;所述活化剂为钛酸酯类;所述填充剂为高岭土。
[0020]实施例5，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶23%;芳纶浆柏纤维7%;活化剂
23% ;轻钙18 % ;氧化镁4 % ;填充剂20 % ;交联剂3 % ;硅烷偶联剂5 % ;羧甲基纤维素2.2%；淀粉1.7%；对羟基苯甲酸钠0.9 %，其中，所述的含氟橡胶为含氟量为70?73 %的含氟橡胶;所述活化剂为钛酸酯类;所述填充剂为高岭土。
[0021]实施例6，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶26%;芳纶浆柏纤维8%;活化剂21 % ;轻钙19 % ;氧化镁6 % ;填充剂19 % ;交联剂4 % ;硅烷偶联剂6 % ;淀粉2 % ;柠檬酸1.5%;其中，所述的含氟橡胶为含氟量为85?88%的含氟橡胶;所述活化剂为活性白炭黑；所述填充剂为碳酸钙。
[0022]将以上实施例1至6中的密封材料制成相同大小的密封垫片，进行性能测试，测试1:浸入汽油中，油温23°C，浸泡5小时后取出，测量拉力损失率、增重率、增厚率、压缩率、回弹率等性质，重复多次;测试2:浸入防冻液中，液温100°C，浸泡5小时后取出，测量拉力损失率、增重率、增厚率等性质，重复多次;测试3:浸入甲醇中，液温23°C，浸泡5小时后取出，测量拉力损失率、增重率、增厚率、压缩率、回弹率等性质，重复多次。测试结果如下:
[0023]实施例1:
[0024]测试I:
[0025]浸泡I次后，测量拉力损失率15 %、增重率9 %、增厚率6 %、压缩率1 %、回弹率45%；
[0026]浸泡2次后，测量拉力损失率16 %、增重率9 %、增厚率6 %、压缩率1 %、回弹率44%；
[0027]浸泡5次后，测量拉力损失率19 %、增重率11%、增厚率7 %、压缩率13 %、回弹率42%；
[0028]浸泡10次后，测量拉力损失率24%、增重率15%、增厚率8%、压缩率19%、回弹率38% ；
[0029]浸泡25次后，测量拉力损失率30 %、增重率20 %、增厚率10 %、压缩率20 %、回弹率35%。
[0030]测试2:
[0031]浸泡I次后，测量拉力损失率5%、增重率4%、增厚率I % ;
[0032]浸泡2次后，测量拉力损失率5%、增重率4%、增厚率I % ;
[0033]浸泡5次后，测量拉力损失率7%、增重率5%、增厚率1.8% ；
[0034]浸泡1次后，测量拉力损失率11 %、增重率8%、增厚率2.3%；
[0035]浸泡25次后，测量拉力损失率19%、增重率9%、增厚率4.7%。
[0036]测试3:
[0037]浸泡I次后，测量拉力损失率17%、增重率9%、增厚率6%、压缩率11 %、回弹率45%；
[0038]浸泡2次后，测量拉力损失率19 %、增重率9 %、增厚率6 %、压缩率15 %、回弹率44%；
[0039]浸泡5次后，测量拉力损失率23%、增重率11%、增厚率7%、压缩率17%、回弹率42%；
[0040]浸泡1次后，测量拉力损失率27%、增重率15%、增厚率8%、压缩率24%、回弹率38% ；
[0041 ] 浸泡25次后，测量拉力损失率35 %、增重率20 %、增厚率10 %、压缩率30 %、回弹率35%。
[0042]实施例2:
[0043]测试1:
[0044]浸泡I次后，测量拉力损失率14%、增重率9%、增厚率5%、压缩率10%、回弹率46%；
[0045]浸泡2次后，测量拉力损失率16%、增重率10%、增厚率6%、压缩率11%、回弹率45%；
[0046]浸泡5次后，测量拉力损失率19 %、增重率11%、增厚率7 %、压缩率13 %、回弹率42%；
[0047]浸泡10次后，测量拉力损失率23%、增重率15%、增厚率8%、压缩率20%、回弹率38% ；
[0048]浸泡25次后，测量拉力损失率31 %、增重率20 %、增厚率11 %、压缩率21 %、回弹率35%。
[0049]测试2:
[0050]浸泡I次后，测量拉力损失率4.8%,增重率5 %、增厚率0.9%；
[0051 ]浸泡2次后，测量拉力损失率6.1 %、增重率5.2%、增厚率1.1%；
[0052]浸泡5次后，测量拉力损失率7 %、增重率5.8%,增厚率1.8%；
[0053]浸泡1次后，测量拉力损失率11 %、增重率8 %、增厚率2.3%；
[0054]浸泡25次后，测量拉力损失率19%、增重率9%、增厚率4.7%。
[0055]测试3:
[0056]浸泡I次后，测量拉力损失率16 %、增重率9 %、增厚率6 %、压缩率12 %、回弹率45%；
[0057]浸泡2次后，测量拉力损失率19%、增重率9%、增厚率6.5%、压缩率14.8%、回弹率 44%;
[0058]浸泡5次后，测量拉力损失率23.5%,增重率11 %、增厚率7 %、压缩率16.8 %、回弹率 42%;
[0059]浸泡10次后，测量拉力损失率27%、增重率14.5%、增厚率8%、压缩率25%、回弹率37% ；
[0060]浸泡25次后，测量拉力损失率36%、增重率21 %、增厚率10%、压缩率30%、回弹率34%。
[0061 ]实施例3:
[0062]测试1:
[0063]浸泡I次后，测量拉力损失率14%、增重率9%、增厚率5%、压缩率10%、回弹率46%；
[0064]浸泡2次后，测量拉力损失率16%、增重率10%、增厚率6%、压缩率11%、回弹率45%；
[0065]浸泡5次后，测量拉力损失率19 %、增重率11%、增厚率7 %、压缩率13 %、回弹率42%；
[0066]浸泡10次后，测量拉力损失率23%、增重率15%、增厚率8%、压缩率20%、回弹率38% ；
[0067]浸泡25次后，测量拉力损失率31 %、增重率20%、增厚率11 %、压缩率21 %、回弹率35%0
[0068]测试2:
[0069]浸泡I次后，测量拉力损失率4.8%、增重率5%、增厚率0.9%；
[0070]浸泡2次后，测量拉力损失率6.1 %、增重率5.2%、增厚率1.1%；
[0071 ] 浸泡5次后，测量拉力损失率7 %、增重率5.8%,增厚率1.8%；
[0072]浸泡1次后，测量拉力损失率11 %、增重率8 %、增厚率2.3%；
[0073]浸泡25次后，测量拉力损失率19%、增重率9%、增厚率4.7%。
[0074]测试3:
[0075]浸泡I次后，测量拉力损失率16 %、增重率9 %、增厚率6 %、压缩率12 %、回弹率45%；
[0076]浸泡2次后，测量拉力损失率19%、增重率9%、增厚率6.5%、压缩率14.8%、回弹率 44%;
[0077]浸泡5次后，测量拉力损失率23.5%,增重率11 %、增厚率7 %、压缩率16.8 %、回弹率 42%;
[0078]浸泡10次后，测量拉力损失率27%、增重率14.5%、增厚率8%、压缩率25%、回弹率37% ；
[0079]浸泡25次后，测量拉力损失率36%、增重率21 %、增厚率10%、压缩率30%、回弹率34%。
[0080]实施例4:
[0081 ]测试I:
[0082]浸泡I次后，测量拉力损失率14.6%,增重率9 %、增厚率5 %、压缩率10.9 %、回弹率 46%;
[0083]浸泡2次后，测量拉力损失率16%、增重率9.8%、增厚率6%、压缩率11 %、回弹率44%；
[0084]浸泡5次后，测量拉力损失率18.5 %、增重率11 %、增厚率7 %、压缩率13.3 %、回弹率 42%;
[0085]浸泡10次后，测量拉力损失率23%、增重率15%、增厚率7.8%、压缩率20%、回弹率38% ；
[0086]浸泡25次后，测量拉力损失率31%、增重率21.3%、增厚率11%、压缩率21%、回弹率 35%。
[0087]测试2:
[0088]浸泡I次后，测量拉力损失率3.9%,增重率5 %、增厚率0.9%；
[0089]浸泡2次后，测量拉力损失率4.1 %、增重率5.4%、增厚率1.1%；
[0090]浸泡5次后，测量拉力损失率5.6%,增重率5.8%、增厚率1.9%；
[0091 ] 浸泡10次后，测量拉力损失率7.8%,增重率8 %、增厚率2.3%；
[0092]浸泡25次后，测量拉力损失率16.5%、增重率9%、增厚率5.1%。
[0093]测试3:
[0094]浸泡I次后，测量拉力损失率12.6%、增重率9%、增厚率6%、压缩率12.6%、回弹率 45%;
[0095]浸泡2次后，测量拉力损失率13%、增重率9%、增厚率6.5%、压缩率14.8%、回弹率 44%;
[0096]浸泡5次后，测量拉力损失率16%、增重率11.3%、增厚率7%、压缩率16.8%、回弹率 42%;
[0097]浸泡10次后，测量拉力损失率22.6%,增重率14.5%、增厚率8 %、压缩率25 %、回弹率37%;
[0098]浸泡25次后，测量拉力损失率33%、增重率21%、增厚率11.3%、压缩率30%、回弹率 34%。
[0099]实施例5:
[0100]测试1:
[0101 ] 浸泡I次后，测量拉力损失率15%、增重率9%、增厚率5%、压缩率10.9%、回弹率45%；
[0102]浸泡2次后，测量拉力损失率16%、增重率9.8%、增厚率6%、压缩率11 %、回弹率44%；
[0103]浸泡5次后，测量拉力损失率18.5%、增重率12%、增厚率7%、压缩率13.3%、回弹率 42%;
[0104]浸泡10次后，测量拉力损失率23.6%、增重率15%、增厚率7.8%、压缩率20%、回弹率38%;
[0105]浸泡25次后，测量拉力损失率31 %、增重率21.6%、增厚率11 %、压缩率21 %、回弹率 35%。
[0106]测试2:
[0107]浸泡I次后，测量拉力损失率4.1 %、增重率5 %、增厚率0.9%；
[0108]浸泡2次后，测量拉力损失率4.2%,增重率5.4%,增厚率1.1%；
[0109]浸泡5次后，测量拉力损失率5.9%,增重率5.7%、增厚率1.9%；
[0110]浸泡10次后，测量拉力损失率6.8%、增重率8 %、增厚率2.6%；
[0111]浸泡25次后，测量拉力损失率18.5%、增重率9%、增厚率5.6%。
[0112]测试3:
[0113]浸泡I次后，测量拉力损失率11.6 %、增重率9 %、增厚率6 %、压缩率12.6 %、回弹率 45%;
[0114]浸泡2次后，测量拉力损失率12%、增重率9%、增厚率6.5%、压缩率13.8%、回弹率 44%;
[0115]浸泡5次后，测量拉力损失率16.5%、增重率11.3%、增厚率7%、压缩率16.8%、回弹率42%;
[0116]浸泡10次后，测量拉力损失率23.8%,增重率14.5%、增厚率8 %、压缩率25 %、回弹率36%;
[0117]浸泡25次后，测量拉力损失率33 %、增重率21 %、增厚率11.3%,压缩率30 %、回弹率32% ο
[0118]实施例6:
[0119]测试1:
[0120] 浸泡I次后，测量拉力损失率14%、增重率9%、增厚率5%、压缩率11%、回弹率45%；
[0121 ] 浸泡2次后，测量拉力损失率14.6%,增重率9.8%,增厚率6 %、压缩率11 %、回弹率 44%;
[0122]浸泡5次后，测量拉力损失率16.5%、增重率12%、增厚率7%、压缩率13%、回弹率42%；
[0123]浸泡10次后，测量拉力损失率21.6%、增重率15%、增厚率7.9%、压缩率20%、回弹率38%;
[0124]浸泡25次后，测量拉力损失率30%、增重率21%、增厚率11%、压缩率21%、回弹率35%。
[0125]测试2:
[0126]浸泡I次后，测量拉力损失率4.8%、增重率5%、增厚率0.9%；
[0127]浸泡2次后，测量拉力损失率4.9%、增重率5.4%、增厚率1.1%；
[0128]浸泡5次后，测量拉力损失率6.3%,增重率5.8%、增厚率1.7%；
[0129]浸泡10次后，测量拉力损失率7.8%、增重率8%、增厚率2.7%;
[0130]浸泡25次后，测量拉力损失率19%、增重率9%、增厚率5.6%。
[0131]测试3:
[0132]浸泡I次后，测量拉力损失率12.6 %、增重率8 %、增厚率6 %、压缩率12.6 %、回弹率 45%;
[0133]浸泡2次后，测量拉力损失率13%、增重率8.2%、增厚率6.1%、压缩率13.8%、回弹率44%;
[0134]浸泡5次后，测量拉力损失率17.6%、增重率11.3%、增厚率7%、压缩率16.8%、回弹率42%;
[0135]浸泡10次后，测量拉力损失率25%、增重率14.5%、增厚率8%、压缩率25%、回弹率36% ；
[0136]浸泡25次后，测量拉力损失率34%、增重率21 %、增厚率11 %、压缩率30%、回弹率31%。
[0137]从以上实施例的测试结果中可以看出，本发明中的密封材料在多种液体中浸泡后，仍具有很好的拉伸力和回弹力，且增重、增厚比例符合现有密封材料的标准，相比于普通的密封材料性能更优。此外，以上实施例中的材料在甲醇中浸泡以及多次浸泡后，增重率和增厚率表现优异，具有很好的抗溶胀性能，其中，实施例4?6中添加的羧甲基纤维素、柠檬酸、淀粉等组份，也进一步增加了材料整理拉伸强度和抗溶胀能力，使其在甲醇环境中具有更低的拉力损失率和增重率、增厚率。
[0138]此外，本发明中的密封材料具有很好的耐高温效果;在220°C(或220°C72n)空气环境下仍保持良好的压缩率、回弹和柔软性。280°C (或280°C25n)空气环境下仍保持一定的弹性和柔软性。腈类橡胶纤维材料在180°C (或180°C5n)空气温度时，全部硬化无压缩性和回弹性。
[0139]以上所述，本发明的中耐甲醇汽油的密封材料具有优异的耐甲醇能力，具有极大的市场应用前景。
[0140]本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种耐甲醇汽油的密封材料，其特征在于，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶18?30%;芳纶浆柏纤维6?10%;活化剂18?25%;轻钙15?21%;氧化镁3~8 %;填充剂17?25 %;交联剂I?5%;硅烷偶联剂2~8%;其中，所述的含氟橡胶为含氟量大于70%的含氟橡胶;所述的芳纶浆柏纤维为芳纶纤维经切割、水磨后形成的芳纶浆柏纤维;所述活化剂为活性白炭黑、钛酸酯类中的一种或多种;所述填充剂为高岭土、碳酸钙中的一种或多种;所述交联剂为硅烷交联剂。2.根据权利要求1所述的一种耐甲醇汽油的密封材料，其特征在于，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶23?26%;芳纶浆柏纤维7~8%;活化剂21?23%;轻钙18?20%;氧化镁4~5%;填充剂20?22%;交联剂2~3%;硅烷偶联剂4~5%。3.根据权利要求2所述的一种耐甲醇汽油的密封材料，其特征在于，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶25%;芳纶浆柏纤维7.5%;活化剂22%;轻钙19%;氧化镁5%;填充剂21%;交联剂2.5%;硅烷偶联剂4.5%;其中，所述的含氟橡胶为含氟量为78?80%的含氟橡胶;所述活化剂为活性白炭黑;所述填充剂为高岭土。4.根据权利要求2所述的一种耐甲醇汽油的密封材料，其特征在于，包括以下重量配比的组份:含氟橡胶24%;芳纶浆柏纤维7.8%;活化剂22.5%;轻钙20%;氧化镁4.5%;填充剂22%;交联剂2%;硅烷偶联剂4%;其中，所述的含氟橡胶为含氟量为85?88%的含氟橡胶;所述活化剂为钛酸酯类;所述填充剂为碳酸钙。
【文档编号】C08K5/11GK105949681SQ201610318737
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】施中堂
【申请人】舟山市海山密封材料有限公司