本发明涉及一种耐防冻液水泵垫片及其制备方法，属于密封材料领域。
背景技术：
冬季气温较低，在我国北方，冬季最低温度升至会低至-60℃，所以在这种极度恶劣的天气下，如何保证汽车发动机正常工作是一个很大的问题。目前，最常用的方法是在发动机的冷却液中加入一些能够降低水冰点的物质作为防冻液，保持在低温天气时冷却系统不冻结。防冻液是一种含有特殊添加剂的冷却液，主要用于液冷式发动机冷却系统，防冻液具有冬天防冻，夏天防沸，全年防水垢，防腐蚀等优良性能。现国内外 95% 以上使用乙二醇的水基型防冻液，与自来水相比，乙二醇最显著的特点是防冻，而水不能防冻。其次，乙二醇沸点高，挥发性小，粘度适中并且随温度变化小，热稳定性好。因此，乙二醇型防冻液是一种理想的冷却液。水泵密封垫片原来主要是密封水，随着国内汽车水泵对密封介质的要求不断提高，有原来的循环水更改为防冻液，防冻液成分主要由乙二醇和水按照50:50的比例混合而成，内部各种厂家在此基础上添加了各种添加剂，防冻液除防冻外，还具有以下几种优点：1）防腐蚀功能（2）防冻液的沸点高（3）防冻液可以防垢，以适应现代发动机的运行温度高的问题。
但是现有汽车水泵密封垫一般采用橡胶密封垫，如CN105968452 A，发明名称：一种耐油性和耐磨性好的密封垫及其制备方法，主要由丁睛橡胶、天然橡胶、硅橡胶、埃洛石、球形硅微粉、炭黑N660、硬脂酸锌、顺丁烯二酸二丁酷、氧化锌、三氧化二铝、聚乙二醇、三聚磷酸钠、硅烷偶联剂KH550、纳米硼化铬、纳米碳溶胶、防老剂RD、松香、蓖麻油制成。该发明的密封垫采用丁睛橡胶为主要原料，耐油性和耐磨性好，搭配天然橡胶、硅橡胶，弥补了丁睛橡胶在弹性和耐寒性方面的不足，硼化铬、埃洛石、纳米碳溶胶等成分的添加，不仅可以提高密封垫的抗拉伸性能和力学性能，还可以提高密封垫的耐磨性和抗老化性，生产出的密封垫整体性能好，适用性强，使用寿命长。CN105218878 A ，发明名称：一种耐低温水泵用密封圈，所述的密封圈由下列重量份的组分制成:90-100份天然橡胶、5-8份金属氧化物、6-7份玻璃纤维、3-5份助剂、0. 5-0. 9份硬脂酸、2-4份石蜡、8-11份石油树脂、14-16份填料、15-22份硅橡胶，该发明制得的密封圈具有良好的综合性能，具有良好的耐低温性能，在正常冬天的低温环境下，依旧保持弹性，不易开裂，同时材料成本低。上述专利都针对性的解决了现有密封垫中存在的问题，但是针对汽车水泵采用防冻液以后出现的密封问题，却没有相应的解决方案，采用现有的密封垫密封效果不好，使用寿命不高。
技术实现要素：
本发明提供了一种耐防冻液水泵垫片及其制备方法，解决了现有密封垫不具备耐防冻液的特点，密封效果不好，使用寿命不好的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种耐防冻液水泵垫片，按照重量份计，包括主料和辅料，按照重量份计，包括主料100份、云母粉3~15份、高岭土20~30份，滑石粉10~20份和着色剂5-10份，所述的主料包括重量比3~5:40：55~57的耐防冻液羟基硅油物质、丁苯橡胶和纤维，所述的耐防冻液羟基硅油物质按照重量比计，包括羟基硅油30-40份、硫化剂2.5-3 份，硫化促进剂2-3份、防老剂1-3份。
优选地：所述的着色剂为炭黑N330。
优选地：所述的纤维为硅灰石纤维、玻璃纤维、凹凸棒纤维和海泡石纤维中的一种。
优选地：所述的硫化剂为过氧化二异丙苯。
优选地：所述的硫化促进剂2为三烯丙基异氰脲酸酯。
优选地：所述的防老剂为防老剂4020.
本发明也提供了一种所述的耐防冻液水泵垫片的制备方法，包括以下步骤：
（1）将耐防冻液羟基硅油物质和丁苯橡胶、纤维按照的比例进行混合，混合均匀后加入云母粉、高岭土、滑石粉和着色剂，采用抄取法进行加工；
（2）将步骤（1）得到的抄取物压光；
（3）硫化；
（4）冲压成型：
（5）防粘处理。
优选地：所述的硫化为温度150~160度，时间3-5分钟，压力8~10MPa。
优选地：所述的防粘处理：将防粘剂和固化剂按照100:5~10的重量比混合均匀，然后涂布垫片的表面，使其上面形成0.01-0.02mm后的涂层。
本发明的有益效果：
本发明通过对防冻液的研究，针对性的选择具有耐防冻液的材料，并通过特殊的工艺，使各种原料相互作用，使得所制备的密封垫具有优良的回弹率、拉伸强度和压缩率的基础上，还具有优秀的耐防冻液性能，在100度、22h内，密封垫片的增重率小于20%，增厚率小于10%。
本发明采用耐防冻液羟基硅油物质、丁苯橡胶和纤维作为主料，并且耐防冻液羟基硅油物质包括羟基硅油30-40份、硫化剂2.5-3 份，硫化促进剂2-3份、防老剂1-3份。羟基硅油为无色透明液体，具有优异的电绝缘性和耐高低温性，闪点高，凝固点低，可在－50ºC～＋250度条件下长期使用，粘温系数小、压缩率大、表面张力低、憎水防潮性好，化学惰性，生理惰性。采用羟基硅油作为主要使垫片的化学惰性和生理惰性好，可以使垫片具有良好的耐防冻液的性能。在此基础上选择合适的橡胶、助剂等，使的羟基硅油的化学惰性和生理惰性的特点得到充分的发挥，使其耐防冻液的性能达到最优。
过氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯是橡胶的主要加工助剂，解决硫化剂在垫片中分布不均和硫化不同步的问题，能提高产品的交联密度，提高产品的交联程度，它可以使橡胶分子链发生交联反应，使橡胶大分子由线形变为网状结构，可塑性降低，从而确保橡胶的强度、硬度、回弹性等基本性能的实现，力学性能大大提高。炭黑N330是应用最为广泛的高耐磨型炭黑，是一种补强性能良好的炭黑，能赋予胶料较好的拉伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性， 炭黑N330在胶料中分散和压出性能也好。防老剂4020，可使密封圈具有优良的耐热性，更好的耐臭氧性能，耐老化性，同时对耐磨性，屈挠龟裂，热氧老化和有害金属离子也有很好的防护作用。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，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。
实施例1
一种耐防冻液水泵垫片，按照重量份计，包括主料和辅料，按照重量份计，包括主料100份、云母粉8份、高岭土20份，滑石粉18份和着色剂5份，所述的主料包括耐防冻液羟基硅油物质、丁苯橡胶和纤维重量比3：40：55，所述的耐防冻液羟基硅油物质按照重量比计包括羟基硅油30份、硫化剂2.5份，硫化促进剂2份、防老剂1份。
着色剂为炭黑N330；纤维为硅灰石纤维；硫化剂为过氧化二异丙苯；硫化促进剂为三烯丙基异氰脲酸酯；防老剂为防老剂4020。
所述的耐防冻液水泵垫片的制备方法，包括以下步骤：
（1）将耐防冻液羟基硅油物质和丁苯橡胶、纤维按照的比例进行混合，混合均匀后加入云母粉、高岭土、滑石粉和着色剂，采用抄取法进行加工；
（2）将步骤（1）得到的抄取物压光；
（3）硫化，硫化为温度150度，时间3分钟，压力8MPa。；
（4）冲压成型：
（5）防粘处理，所述的防粘处理：将防粘剂和固化剂按照100:5的重量比混合均匀，然后涂布垫片的表面，使其上面形成0.01-0.02mm后的涂层。
实施例2
一种耐防冻液水泵垫片，按照重量份计，包括主料和辅料，按照重量份计，包括主料100份、云母粉3份、高岭25份，滑石粉20份和着色剂6份，所述的主料包括耐防冻液羟基硅油物质、丁苯橡胶和纤维重量比4：40：56，所述的耐防冻液羟基硅油物质按照重量比计包括羟基硅油32份、硫化剂3份，硫化促进剂3份、防老剂2份。
着色剂为炭黑N330；纤维为硅灰石纤维；硫化剂为过氧化二异丙苯；硫化促进剂为三烯丙基异氰脲酸酯；防老剂为防老剂4020。
所述的耐防冻液水泵垫片的制备方法，包括以下步骤：
（1）将耐防冻液羟基硅油物质和丁苯橡胶、纤维按照的比例进行混合，混合均匀后加入云母粉、高岭土、滑石粉和着色剂，采用抄取法进行加工；
（2）将步骤（1）得到的抄取物压光；
（3）硫化，硫化为温度160度，时间5分钟，压力10MPa。；
（4）冲压成型：
（5）防粘处理，所述的防粘处理：将防粘剂和固化剂按照100:8的重量比混合均匀，然后涂布垫片的表面，使其上面形成0.01-0.02mm后的涂层。
实施例3
一种耐防冻液水泵垫片，按照重量份计，包括主料和辅料，按照重量份计，包括主料100份、云母粉15份、高岭土30份，滑石粉20份和着色剂6份，所述的主料包括耐防冻液羟基硅油物质、丁苯橡胶和纤维重量比5：40： 57，所述的耐防冻液羟基硅油物质按照重量比计包括羟基硅油34份、硫化剂2.8份，硫化促进剂2.5份、防老剂3份。
着色剂为炭黑N330；纤维为凹凸棒纤维；硫化剂为过氧化二异丙苯；硫化促进剂为三烯丙基异氰脲酸酯；防老剂为防老剂4020。
所述的耐防冻液水泵垫片的制备方法，包括以下步骤：
（1）将耐防冻液羟基硅油物质和丁苯橡胶、纤维按照的比例进行混合，混合均匀后加入云母粉、高岭土、滑石粉和着色剂，采用抄取法进行加工；
（2）将步骤（1）得到的抄取物压光；
（3）硫化，硫化为温度155度，时间4分钟，压力9MPa。
（4）冲压成型：
（5）防粘处理，所述的防粘处理：将防粘剂和固化剂按照100:10的重量比混合均匀，然后涂布垫片的表面，使其上面形成0.01-0.02mm后的涂层。
实施例4
与实施例1基本相同，不同点在于：一种耐防冻液水泵垫片，按照重量份计，包括主料和辅料，按照重量份计，包括主料100份、云母粉5份、高岭土22份，滑石粉12份和着色剂8份，所述的主料包括耐防冻液羟基硅油物质、丁苯橡胶和纤维重量比3：40：56，所述的耐防冻液羟基硅油物质按照重量比计包括羟基硅油36份、硫化剂3份，硫化促进剂2份、防老剂1.5份。
实施例5
与实施例1基本相同，不同点在于：一种耐防冻液水泵垫片，按照重量份计，包括主料和辅料，按照重量份计，包括主料100份、云母粉10份、高岭土28份，滑石粉15份和着色剂10份，所述的主料包括耐防冻液羟基硅油物质、丁苯橡胶和纤维重量比4：40： 57，所述的耐防冻液羟基硅油物质按照重量比计包括羟基硅油38份、硫化剂3份，硫化促进剂3份、防老剂2份。
实施例6
与实施例1基本相同，不同点在于：一种耐防冻液水泵垫片，按照重量份计，包括主料和辅料，按照重量份计，包括主料100份、云母粉12份、高岭土28份，滑石粉17份和着色剂10份，所述的主料包括耐防冻液羟基硅油物质、丁苯橡胶和纤维重量比5：40：55，所述的耐防冻液羟基硅油物质按照重量比计包括羟基硅油40份、硫化剂2.5份，硫化促进剂2.5份、防老剂2.5份。
对比例1-4
与实施例1基本相同，不同点在于：羟基硅油的份数为25份、28份、42份和45份。
对比例5-8
与实施例1基本相同，不同点在于：耐防冻液羟基硅油物质、丁苯橡胶和纤维的重量比分别为2.5：40：55、2.8：40：55、5.2：40：55和6：40：55。
对比例9-12
与实施例1基本相同，不同点在于：主料的份数分别为90份、95份、105份、110份。
性能指标测定
按照GB/T531.1-2008测定垫片的拉伸强度；GB/T 30709-2014测定回弹率和压缩率； GB/T 1690-2010测定增重率和增厚率，防冻液采用长城卓威YF-2A 长效防冻液，时间22h，温度100度。
各个实施例的具体数据见下表。
由上表可知，本发明的耐防冻液水泵垫片具有良好的耐防冻液性能，在防冻液中的增重率低于15.1%，增厚率低于8.1%，并且具有优良的抗拉伸性能、回弹率和压缩率。由对比例1-12的数据可知，本发明的耐防冻液水泵垫片是一个有机整体，改变其中任何一种原料或配比都会对其性能带来巨大的影响。
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。