本发明涉及橡胶技术领域，具体涉及一种以丁腈橡胶为母胶的橡胶共混物及其制备而成的水泵填料环。
背景技术
清水泵填料腔内设有水泵填料环，用于连接轴套，现在我国采用的清水泵是国际通用的结构，清水泵填料腔内的水泵填料环是铸铁件。钢铁材质的水泵填料环存在一个通常问题-腐蚀。现在，国内各个水泵厂都在积极的寻找解决此问题的方法。而橡胶件因其成本更低、硬度达到，耐油、耐腐蚀、不生锈等优点成为了最合适的水泵填料环原材料。
在用橡胶件替换钢铁件制备水泵填料环过程中，最大的难点就是需要橡胶件能够达到钢铁件的硬度。而众所周知的，作为补强剂的炭黑是改善橡胶性能最常用的原料。比如中国专利文件20150814088.5公开了一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物及其制备方法，其也是采用了丁腈橡胶作为母胶，炭黑作为增强剂来制备高硬度的混合物。由于其炭黑含量仍然不够高，因此中国专利文件20150814088.5公开了一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物还是不能够达到钢铁的硬度。
总之，如果要想橡胶件的硬度能够达到钢铁件，就必须要较高的炭黑含量，但是这在其混炼过程中就会出现各种问题，炭黑过高，在混炼过程中很难分散，就使得混炼工艺需要持续很长时间，而长的混炼时间会导致胶料焦烧，产品不合格；炭黑偏少，又无法达到硬度指标及其他的性能指标。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种以丁腈橡胶为母胶的橡胶共混物，其选择了合适含量的炭黑，使得橡胶件硬度能够较高，且不需要太长的混炼时间避免胶料焦烧，在此基础上进一步采用酚醛树脂进行补强，使得酚醛树脂与炭黑配合对橡胶件增强，相当于降低了要达到钢铁硬度所采用的炭黑的用量。
本发明的第二目的在于提供一种以丁腈橡胶温母胶的橡胶共混物制备而成的水泵填料环，其为橡胶材质，却能够达到钢铁的硬度，用于替换清水泵填料腔中铸铁件制备而成的水泵填料环。
一种以丁腈橡胶为母胶的橡胶共混物，包括以下原料：丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、促进剂、防老剂、炭黑、酚醛树脂、交联剂。
其中，炭黑包括炭黑n330和炭黑n660,促进剂包括促进剂dm和促进剂tmtd，交联剂包括硫化剂dcp和硫磺。
具体地，上述原料为以下重量份：
80~120重量份的丁腈橡胶、4~6重量份的氧化锌、0.5~2重量份的硬脂酸、1~2重量份的促进剂dm、0.2~0.8重量份的促进剂tmtd份、1~3重量份的防老剂、70~90重量份的炭黑n330、10~30重量份的炭黑n660、25~35重量份的酚醛树脂、2~5重量份的硫化剂dcp、0.1~1重量份的硫磺。
进一步地，上述原料为以下重量份：
100重量份的丁腈橡胶、5重量份的氧化锌、1重量份的硬脂酸、1.5重量份的促进剂dm、0.5重量份的促进剂tmtd、2重量份的防老剂、80份的炭黑n330、20份的炭黑n660、30份的酚醛树脂、3份的硫化剂dcp、0.5份的硫磺。
作为一种优选技术方案，所述防老剂为dfc-34。
一种以丁腈橡胶为母胶的橡胶共混物制备而成的水泵密封件，由上述橡胶共混物置入模具制备而成，包括以下过程：
步骤1：将丁腈橡胶与防老剂、氧化锌、硬脂酸、炭黑n330、炭黑n660、促进剂dm、促进剂tmtd、酚醛树脂投入高温高压的密炼机，经过短时间的捏炼、分散、混合得到混炼胶；密炼机压力0.6-0.8mpa、温度100-120℃、工作时间13~18min。
步骤2：待胶料冷却到40~60℃，加入硫化剂dcp和硫磺，在开炼机上继续炼胶；
步骤3：待胶料均匀，将混炼胶注入模具，冷却固化，得到水泵填料环。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明采用炭黑对丁腈橡胶进行补强，但是考虑到混炼过程中，炭黑要能够充分分散，因此，对炭黑含量进行控制，此含量确保能够使得橡胶共混物的硬度高，同时不需要过长的混炼时间，避免橡胶共混物焦烧的问题。但是此炭黑的含量仍然不足以让橡胶共混物达到钢铁件的强度，因此，通过酚醛树脂进一步补强，将剩余不足的硬度补足。炭黑和酚醛树脂的共同作用下，使得炭黑能够达到钢铁件的硬度。同时，酚醛树脂还起到辅助炭黑分散的作用。
本发明中，采用了双交联体系，硫磺促进丁腈橡胶与炭黑的交联，硫化剂dcp促进酚醛树脂与丁腈橡胶、炭黑及其他成分的交联。在混炼过程中，温度高于100℃，酚醛树脂在高温中为液态，其与硫化剂交联，形成钢性骨架，从而配合炭黑补强硬度。
需要说明的是，钢铁件有很多，硬度不一，本发明中所述的橡胶共混物能够达到的硬度是指较软钢铁的硬度。
具体实施方式
实施例1
一种以丁腈橡胶为母胶的橡胶共混物制备而成的水泵密封件，包括以下制备过程：
步骤1：将100重量份的丁腈橡胶与5重量份的氧化锌、1重量份的硬脂酸、1.5重量份的促进剂dm、0.5重量份的促进剂tmtd、2重量份的防老剂、80重量份的炭黑n330、20重量份的炭黑n660、30重量份的酚醛树脂投入高温高压的密炼机，经过短时间的捏炼、分散、混合得到混炼胶；密炼机压力0.6-0.8mpa、温度100-120℃、工作时间13~18min；
步骤2：待胶料冷却到40~60℃，加入3重量份的硫化剂dcp和0.5重量份的硫磺，在开炼机上继续炼胶；
步骤3：待胶料均匀，将混炼胶注入模具，冷却固化，得到水泵填料环。
本实施例为最优实施例，经测试得到的水泵填料环的性能指标如下：硬度（邵尔a）为120，永久变形＜0.1%，伸长率＜0.1%，撕裂强度为:150kn/m。
实施例2
一种以丁腈橡胶为母胶的橡胶共混物制备而成的水泵密封件，包括以下制备过程：
步骤1：将80重量份的丁腈橡胶与4重量份的氧化锌、0.5重量份的硬脂酸、1重量份的促进剂dm、0.2重量份的促进剂tmtd、1重量份的防老剂、70重量份的炭黑n330、10重量份的炭黑n660、25重量份的酚醛树脂投入高温高压的密炼机，经过短时间的捏炼、分散、混合得到混炼胶；密炼机压力0.6-0.8mpa、温度100-120℃、工作时间13~18min；
步骤2：待胶料冷却到40~60℃，加入2重量份的硫化剂dcp和0.1重量份的硫磺，在开炼机上继续炼胶；
步骤3：待胶料均匀，将混炼胶注入模具，冷却固化，得到水泵填料环。
经测试本实施例中的水泵填料环的性能指标如下：硬度（邵尔a）为100，永久变形0.3%，伸长率0.5%，撕裂强度为140kn/m。
实施例3
一种以丁腈橡胶为母胶的橡胶共混物制备而成的水泵密封件，包括以下制备过程：
步骤1：将120重量份的丁腈橡胶与6重量份的氧化锌、2重量份的硬脂酸、2重量份的促进剂dm、0.8重量份的促进剂tmtd、3重量份的防老剂、90重量份的炭黑n330、30重量份的炭黑n660、35重量份的酚醛树脂投入高温高压的密炼机，经过短时间的捏炼、分散、混合得到混炼胶；密炼机压力0.6-0.8mpa、温度100-120℃、工作时间13~18min；
步骤2：待胶料冷却到40~60℃，加入5重量份的硫化剂dcp和1重量份的硫磺，在开炼机上继续炼胶；
步骤3：待胶料均匀，将混炼胶注入模具，冷却固化，得到水泵填料环。
经测试本实施例中的水泵填料环的性能指标如下：硬度（邵尔a）为100，永久变形0.1%，伸长率0.1%，撕裂强度为100kn/m。
对照例1
一种以丁腈橡胶为母胶的橡胶共混物制备而成的水泵密封件，包括以下制备过程：
步骤1：将100重量份的丁腈橡胶与5重量份的氧化锌、1重量份的硬脂酸、1.5重量份的促进剂dm、0.5重量份的促进剂tmtd、2重量份的防老剂、80重量份的炭黑n330、20重量份的炭黑n660、3重量份的硫磺投入高温高压的密炼机，经过短时间的捏炼、分散、混合得到混炼胶；密炼机压力0.6-0.8mpa、温度100-120℃、工作时间13~18min；
步骤2：待胶料冷却到40~60℃，加入0.5重量份的硫磺，在开炼机上继续炼胶；
步骤3：待胶料均匀，将混炼胶注入模具，冷却固化，得到水泵填料环。
本对照例在制备过程中不添加酚醛树脂与dcp，得到的水泵填料环的性能指标如下：硬度（邵尔a）为70，永久变形0.5%，伸长率2%，撕裂强度为60kn/m。
对照例2
一种以丁腈橡胶为母胶的橡胶共混物制备而成的水泵密封件，包括以下制备过程：
步骤1：将100重量份的丁腈橡胶与5重量份的氧化锌、1重量份的硬脂酸、1.5重量份的促进剂dm、0.5重量份的促进剂tmtd、2重量份的防老剂、80重量份的炭黑n330、20重量份的炭黑n660、30重量份的酚醛树脂、3重量份的硫磺投入高温高压的密炼机，经过短时间的捏炼、分散、混合得到混炼胶；密炼机压力0.6-0.8mpa、温度100-120℃、工作时间13~18min；
步骤2：待胶料冷却到40~60℃，加入0.5重量份的硫磺，在开炼机上继续炼胶；
步骤3：待胶料均匀，将混炼胶注入模具，冷却固化，得到水泵填料环。
本对照例在制备过程中不添加dcp，得到的水泵填料环的性能指标如下：硬度（邵尔a）为75，永久变形0.5%，伸长率3%，撕裂强度为70kn/m。
值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。