本发明属于橡胶密封的技术领域，特别是指一种高铁门系统橡胶密封条防护脂组合物及其制备方法。
背景技术：
高铁在高速运行中，车体内部与外部的压差较大，特别是在穿过隧道、涵洞等外界气压变化的场合下，巨大的压差可能会造成局部空气阻力，影响车体运行稳定性。同时，由于密封不良造成的压差也会造成车内气压不稳，增加车辆的噪音。因此，高铁的密封性是影响高铁运行的关键指标。
目前，高铁大多部位是采用固定式的密封单元，只有车门系统是一个开放式的单元，采用的是橡胶条密封。由于车门频繁开合，因此，单纯的橡胶密封存在诸多缺陷，比如，密封不良、橡胶老化和磨损、低温硬化变脆等问题，这些问题的存在都会极大的影响其密封性，因此，可采用密封防护脂协同解决橡胶条密封性的问题。
高铁门系统橡胶密封条防护脂，是一种半固体膏状物，必须具有较好的柔韧性，铺展性以及密封性，能协同密封胶条起到较好的密封作用。高铁的运行速度极高、环境复杂，因此，对密封防护脂具有严格要求。首先其要具有长寿命和高低温稳定性，能够满足复杂环境下的密封防护要求，在-80℃~100℃的使用温度范围内减缓硬化、不稀化；其次，橡胶密封条防护脂要具有较好的抗水性和耐环境介质稳定性，能够抵抗冰、雪、雨的冲刷与侵蚀，能够抵抗雾、霾以及酸性或碱性环境的腐蚀；再次，橡胶密封条防护脂对人体无毒无害，具有环境友好性能；然后，橡胶密封条防护脂要有较好的橡胶相容性，对密封胶条不溶胀不收缩，能够对橡胶密封条起到软化，防止老化的作用，同时能够有效的抑制橡胶与橡胶、橡胶与金属的磨损；最后，橡胶密封条防护脂自身要具有较好的控制分油的能力，抗氧化性、防腐蚀性等性能。
普通铁路客车由于速度较低，对车门密封性的要求不高，橡胶密封已能够满足要求；但是，高铁的运行速度较高，对车门密封的要求较高，仅凭橡胶密封条密封难以达到理想的密封要求；而采用橡胶密封条外涂脂的方式可解决这一密封性难题，目前，高铁门系统橡胶密封条防护脂还没有相关成果及研究报道，因此，本发明可为高铁的快速国产化提供技术保障。
技术实现要素：
本发明提供一种高铁门系统橡胶密封条防护脂组合物及其制备方法，解决了现有技术中的防护脂组合物高低温稳定性差和分油率高不能满足高铁门系统密封要求的问题。
本发明的一种高铁门系统橡胶密封条防护脂组合物，其主要是通过以下技术方案加以实现的：所述组合物包括以下重量百分比的原料：基础油40～80%、稠化剂10～50%、填料0～20%、金属腐蚀抑制剂0.5～5%、抗氧剂0～5%。
本发明在基础油、稠化剂、填料、金属腐蚀抑制剂和抗氧剂的协同配合作用下，具有极低的分油率，具备优异的橡胶相容性、介质稳定性和长效服役性等，具有较好的柔韧性，铺展性以及密封性，能协同密封胶条起到较好的密封作用，具有长寿命，高低温稳定性好，能够满足复杂环境下的密封防护要求，适用于高速铁路门系统橡胶密封条的密封防护。
作为一种优选的实施方案，所述组合物包括以下重量百分比的原料：基础油55～75%、稠化剂23～40%、填料5～10%、金属腐蚀抑制剂0.5～2%、抗氧剂0～3%。通过基础油、稠化剂、填料、金属腐蚀抑制剂和抗氧剂的组分含量的调整，可以进一步提高该防护脂组合物的综合性能，分油率更低，耐高低温性能更加，抗老化、防腐蚀和耐磨损性能更好。
作为一种优选的实施方案，所述基础油为全氟聚醚基础油，所述基础油的40℃粘度为20～500cSt，所述基础油的倾点为-80～-30℃。选用极低倾点的基础油，可保证高铁密封脂在寒冷冬季或极寒地区的正常使用，进一步提高防护脂组合物的耐低温性能。
作为一种优选的实施方案，所述稠化剂为聚四氟乙烯微粉，平均粒径为0.5μm，比表面积大于7.5m2/g。聚四氟乙烯作为稠化剂，其稠化的全氟聚醚润滑脂摩擦系数小、使用寿命长，具有很好的润滑作用；本发明选用平均粒径为0.5μm和比表面积大于7.5m2/g的聚四氟乙烯微粉，可以增加稠化剂与其它组分的相容性，提高防护脂组合物的综合性能。
作为一种优选的实施方案，所述填料为纳米碳酸钙、气相二氧化硅、纳米氧化锌、MCA微粉、PTFE微粉中的任意一种或几种。MCA为氰尿酸三聚氰胺，PTFE为聚四氟乙烯；这些填料来源广泛，价格低廉，容易取得，进一步降低了防护脂组合物的成本；并且，这些填料均为惰性材料，具有较好的化学和物理稳定性，同时，微纳米填料的加入有利于分油控制。
作为一种优选的实施方案，所述金属腐蚀抑制剂为磺酸钙防锈剂、苯丙三氮唑中的任意一种或两种。金属腐蚀抑制剂的加入可保护金属免受雨雪水淋等气候造成的腐蚀，进一步提高防护脂组合物的抗腐蚀性能。
作为一种优选的实施方案，所述抗氧剂为季戊四醇酯、2,6-二叔丁基对甲酚中的任意一种或两种。季戊四醇酯和2,6-二叔丁基对甲酚对甲酚抗氧化剂可防止基础油的氧化分解，延长使用寿命，同时，这两种氧化剂为酚类抗氧剂，具有遇光不变色的特性，保证了密封脂的外观一致性。
作为一种优选的实施方案，所述橡胶密封条防护脂组合物为全氟聚醚脂。这种全氟聚醚脂型橡胶密封条防护脂，其原料具有惰性，不污染环境，也不会对人体健康造成危害；同时，具有极低的分油率、优异的高低温稳定性和良好的防护性能，是一种理想的高铁门系统密封脂。
本发明的一种高铁门系统橡胶密封条防护脂组合物的制备方法，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下步骤：（1）取基础油，升温至130~150℃，加入稠化剂，搅拌均匀，保温活化1~3h，继续升温至155~165℃，炼化0.3～0.5h；（2）将步骤（1）所得炼化后的产物，冷却到不超过90℃，加入填料、金属腐蚀抑制剂和抗氧剂，搅拌均匀，研磨成脂。
本发明通过稠化剂对基础油进行稠化后，再进行炼化，然后，添加填料、金属腐蚀抑制剂和抗氧剂，从而研磨得到高铁门系统用密封脂；本发明的制备方法简单，工艺流程短，调节温和，易于实现产业化。
作为一种优选的实施方案，所述步骤（2）中，炼化后的产物冷却到80～90℃，研磨是在三辊研磨机内进行研磨。三辊研磨机的使用，使研磨方便，容易操作，便于控制。
本发明的有益效果：本发明采用基础油、稠化剂、填料、腐蚀抑制剂和抗氧化剂组成用于高铁门系统的橡胶密封条防护脂组合物，其具有较好的柔韧性，铺展性以及密封性，能协同密封胶条起到较好的密封作用；具有优异的高低温稳定性，在-80℃~100℃的使用温度范围内减缓硬化、不稀化；具有极低的分油率、较好的抗水性、抗氧化性和耐环境介质稳定性，能够抵抗冰、雪、雨的冲刷与侵蚀，能够抵抗雾、霾以及酸性或碱性环境的腐蚀，使用寿命长；同时，其与橡胶密封条之间具有较好的橡胶相容性，对密封胶条不溶胀不收缩，能够对橡胶密封条起到软化，防止老化的作用，还能够有效的抑制橡胶与橡胶、橡胶与金属的磨损；而且，该防护脂组合物为采用惰性物质组成的全氟聚醚润滑脂，白色无污染，是一种理想的高铁门系统密封防护脂。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种高铁门系统橡胶密封条防护脂组合物，所述组合物包括以下重量百分比的原料：基础油40～80%、稠化剂10～50%、填料0～20%、金属腐蚀抑制剂0.5～5%、抗氧剂0～5%。
优选地，所述组合物包括以下重量百分比的原料：基础油55～75%、稠化剂23～40%、填料5～10%、金属腐蚀抑制剂0.5～2%、抗氧剂0～3%。
进一步地，所述基础油为全氟聚醚基础油，所述基础油的40℃粘度为20～500cSt，所述基础油的倾点为-80～-30℃。
更进一步地，所述稠化剂为聚四氟乙烯微粉，平均粒径为0.5μm，比表面积大于7.5m2/g。
具体地，所述填料为纳米碳酸钙、气相二氧化硅、纳米氧化锌、MCA微粉、PTFE微粉中的任意一种或几种。
更具体地，所述金属腐蚀抑制剂为磺酸钙防锈剂、苯丙三氮唑中的任意一种或两种。
优选地，所述抗氧剂为季戊四醇酯、2,6-二叔丁基对甲酚中的任意一种或两种。
进一步优选地，所述橡胶密封条防护脂组合物为全氟聚醚脂。
本发明的一种高铁门系统橡胶密封条防护脂组合物的制备方法，包括以下步骤：（1）取基础油，升温至130~150℃，加入稠化剂，搅拌均匀，保温活化1~3h，继续升温至155~165℃，炼化0.3～0.5h；（2）将步骤（1）所得炼化后的产物，冷却到不超过90℃，加入填料、金属腐蚀抑制剂和抗氧剂，搅拌均匀，研磨成脂。
具体地，所述步骤（2）中，炼化后的产物冷却到80～90℃，研磨是在三辊研磨机内进行研磨。
实施例一
将60%重量份的倾点为-45℃，40℃粘度为80cSt的全氟聚醚基础油，加入到带有机械搅拌的250mL的烧杯中，升温到135℃，加入30%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化剂搅拌均匀，保温活化1h后，升温到160℃炼化0.5h；然后，冷却降温到90℃以下，加入9%重量份纳米碳酸钙填料，0.5%防锈剂磺酸钙，0.5%重量份抗氧剂季戊四醇酯，搅拌均匀后，经三辊研磨机研磨成脂A。
实施例二
将50%重量份的倾点为-80℃，40℃粘度为20cSt的全氟聚醚基础油，加入到带有机械搅拌的250mL的烧杯中，升温到130℃，加入40%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化剂搅拌均匀，保温活化2h后，升温到165℃炼化0.3h；然后，冷却降温到90℃，加入8%重量份MCA填料，1%重量份气相二氧化硅填料，0.3%磺酸钙防锈剂，0.2%重量份防锈剂苯丙三氮唑，0.5%重量份抗氧剂季戊四醇酯，搅拌均匀后，经三辊研磨机研磨成脂B。
实施例三
将80%重量份的倾点为-45℃，40℃粘度为200cSt的全氟聚醚基础油，加入到带有机械搅拌的250mL的烧杯中，升温到132℃，加入10%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化剂搅拌均匀，保温活化3h后，升温到155℃炼化0.4h；然后，冷却降温到90℃，加入3.5%重量份纳米氧化锌填料，5%重量份气相二氧化硅填料，0.5%磺酸钙防锈剂，1%重量份抗氧剂2,6-二叔丁基对甲酚，搅拌均匀后，经三辊研磨机研磨成脂C。
实施例四
将40%重量份的倾点为-65℃，40℃粘度为50cSt的全氟聚醚基础油，加入到带有机械搅拌的250mL的烧杯中，升温到135℃，加入50%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化剂搅拌均匀，保温活化1h后升温到160℃炼化0.5h；然后，冷却降温到70℃，加入4%重量份MCA微粉填料，1%重量份气相二氧化硅填料，2%防锈剂苯丙三氮唑，3%重量份抗氧剂季戊四醇酯，搅拌均匀后经三辊研磨机研磨成脂D。
实施例五
将65%重量份的倾点为-45℃，40℃粘度为150cSt的全氟聚醚基础油，加入到带有机械搅拌的250mL的烧杯中，升温到135℃，加入14%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化剂搅拌均匀，保温活化1h后，升温到160℃炼化0.5h；然后，冷却降温到90℃以下，加入11%重量份PTFE微粉填料，4%重量份MCA微粉填料，4%重量份纳米氧化锌填料，1%重量份气相二氧化硅填料，0.3%磺酸钙防锈剂，0.2%防锈剂苯丙三氮唑，0.25%重量份抗氧剂季戊四醇酯，0.25%重量份抗氧剂2,6-二叔丁基对甲酚，搅拌均匀后经三辊研磨机研磨成脂E。
实施例六
将75%重量份倾点为-30℃，40℃粘度为300cSt的全氟聚醚基础油，加入到带有机械搅拌的250mL的烧杯中，升温到135℃，加入23%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化剂搅拌均匀，保温活化1h后，升温到160℃炼化0.5h；然后，冷却降温到90℃，加入2%防锈剂磺酸钙，搅拌均匀后经三辊研磨机研磨成脂F。
将实施例一至实施例六所得六种保护脂组合物即A~F以及市售的全氟聚醚润滑脂（简称对照样）按照相关的标准，分别测试其在40℃下的粘度、倾点、0.1mm的锥入度、滴点、腐蚀性和钢网分油性能，所得结果如表1所示。
由表1可以看出，本发明所得防护脂组合物的钢网分油较对照样有较大的改进，适合于长寿命的密封工况；滴点是表征耐高温性能的指标，滴点越高耐温性越好，本发明实施例中的A~E的滴点都大于300℃，样品F的滴点与对照样接近，表明本发明的方法所得防护脂组合物具有较好的耐高温性能；本发明的基础油的倾点都低于对照样的倾点，这表明本发明的方法所得防护脂组合物的耐低温性能优于对照样；因此，本发明防护脂组合物具有优异的耐高低温性能。同时，本发明实施例中所得的防护脂组合物的抗腐蚀性能也比较优良。
表1 防护脂组合物的基础性能测试结果
本发明的有益效果：本发明采用基础油、稠化剂、填料、腐蚀抑制剂和抗氧化剂组成用于高铁门系统的橡胶密封条防护脂组合物，其具有较好的柔韧性，铺展性以及密封性，能协同密封胶条起到较好的密封作用；具有优异的高低温稳定性，在-80℃~100℃的使用温度范围内减缓硬化、不稀化；具有极低的分油率、较好的抗水性、抗氧化性和耐环境介质稳定性，能够抵抗冰、雪、雨的冲刷与侵蚀，能够抵抗雾、霾以及酸性或碱性环境的腐蚀，使用寿命长；同时，其与橡胶密封条之间具有较好的橡胶相容性，对密封胶条不溶胀不收缩，能够对橡胶密封条起到软化，防止老化的作用，还能够有效的抑制橡胶与橡胶、橡胶与金属的磨损；而且，该防护脂组合物为采用惰性物质组成的全氟聚醚润滑脂，白色无污染，是一种理想的高铁门系统密封防护脂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。