一种低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料的制作方法

1.本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料。


背景技术：

2.丁腈橡胶耐油性极好、耐磨性较高、耐热性较好、粘接力强，因而广泛应用于耐油橡胶制品、旋转轴唇形密封、密封垫圈或垫片、耐油管路等。但目前丁腈橡胶制品中普遍含有较多的多环芳烃。
3.多环芳烃是指含两个或两个以上苯环的芳烃，其具有致癌、致畸性、致突变、强持久和强生物积累等特性，对人体可造成多种危害，现被认定为影响人类健康的主要有机污染物之一。随着人们对多环芳烃认识和理解的不断加深，相关的立法和规定也越来越多。德国产品安全委员会2008年就在gs认证中规定了对多环芳烃的管控标准，2012年和2014年分别经行了修订和改版。改版后的多环芳烃管控标准，共涉及18种具体物质，以要求最不严格的三类非玩具产品看，18种物质总和要求小于50mg/kg。欧盟的reach也有类似的进程，2008年reach首先将多环芳烃中的蒽列入高关注物质，限值1000mg/kg，然后逐步增加了其它多环芳烃物质。截止2020年7月，被reach列入高关注物质的多环芳烃物质已经多达9种。中国的相关部门也在积极的研究和评估相关影响，极有可能在下一版的禁用物质标准中将多环芳烃纳入。
4.多环芳烃的来源主要分为自然源和人为源。自然源主要有生物合成、火山喷发、火灾等。人为源主要有燃料燃烧、化工产业的生产过程。作为化工产业结果之一的橡胶产品，因为其优异的高弹性，在人类的工业和生活中发挥着不可或缺的作用，但是目前也普遍存在多环芳烃含量过高的问题。以前橡胶还主要集中在工业应用中，工人可以通过表面防护的方式来降低其影响，但现在橡胶密封产品随着汽车、家电等日用品大量的来到普通人的身边。因此研发低多环芳烃的橡胶材料及其密封产品，或者降低目前橡胶产品中的多环芳烃含量，就变得非常重要。


技术实现要素：

5.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料，该橡胶材料在具备良好的弹性、耐油、密封性能的同时，其材料中多环芳烃含量低，对人体危害小。
6.本发明提出的一种低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁腈橡胶80
‑
120份、沉淀法二氧化硅30
‑
80份、含水硅酸铝20
‑
50份、不溶性硫磺0.5
‑
2份、二硫化四乙基秋兰姆0.5
‑
2份、n
‑
环己烷基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺1
‑
3份、间接法氧化锌5
‑
7份、硬脂酸1
‑
2份、二丁基二硫代氨基甲酸镍1
‑
2份、增塑剂10
‑
15份、饱和异构烷烃2
‑
3份。
7.优选地，所述沉淀法二氧化硅、含水硅酸铝均经硅烷偶联剂改性。
8.上述提及的硅烷偶联剂包括但不仅限于kh550、kh560等。
9.优选地，所述增塑剂为脂肪族二元酸酯类增塑剂。
10.上述增塑剂包括但不仅限于己二酸二辛酯、己二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯、癸二酸二辛酯等。
11.本发明中，上述低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料的制备方法，步骤如下：按上述配方备料并将所有原料送入密炼机，通过密炼得到混炼胶；再将混炼胶开炼成型，经硫化得到低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料；其中，开炼温度为50
‑
60℃，硫化压力为170
‑
190kgf/cm2、硫化温度为170
‑
180℃，硫化时间为5
‑
10min。经硫化后的胶料的硬度为60
‑
80
°
，强度≥6mpa，伸长率≥200％。
12.有益效果：本发明通过对原料的优化选择，一方面选用低多环芳烃含量的原料，如采用沉淀法二氧化硅作为补强剂以代替常用的含有较高多环芳烃含量的炭黑等，另一方面综合考虑各原料之间的相互作用，合理选择并配比各原料，在保证橡胶基本物理机械性能如硬度、强度、伸长率等的基础上，减少密炼、开炼、硫化等生产过程中多环芳烃的生成量，避免因单独降低多环芳烃含量而丧失合成橡胶的基本性能。采用本发明的原料及配比，通过密炼、成型及硫化处理后得到的橡胶件，相对于普通的橡胶件，在具备弹性好、耐油、密封性好等优异机械性能的同时，还具有多环芳烃含量低、对人体危害小的优点，从而扩大其应用范围。
具体实施方式
13.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
14.实施例1
15.一种低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶100份，沉淀法二氧化硅50份，含水硅酸铝30份，不溶性硫磺0.5份，二硫化四乙基秋兰姆2份，n
‑
环己烷基
‑2‑
苯并噻唑基次磺酰胺2份，间接法氧化锌5份，硬脂酸1份，二丁基二硫代氨基甲酸镍2份，己二酸二辛酯15份，饱和异构烷烃3份。
16.上述低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料的制备方法为：按上述配方备料并将所有原料送入密炼机，通过密炼得到混炼胶，然后开炼成型，再硫化得到低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料；其中，开炼温度为55℃，硫化压力为170kgf/cm2、硫化温度为175℃，硫化时间为8min。
17.经硫化后的胶料的硬度为61
°
、强度为14.2mpa、伸长率为608％。
18.实施例2
19.一种低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶120份，沉淀法二氧化硅80份，含水硅酸铝20份，不溶性硫磺0.5份，二硫化四乙基秋兰姆1.5份，n
‑
环己烷基
‑2‑
苯并噻唑基次磺酰胺2.5份，间接法氧化锌7份，硬脂酸1.5份，二丁基二硫代氨基甲酸镍2份，己二酸二辛酯15份，饱和异构烷烃3份。
20.上述低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料的制备方法为：按上述配方备料并将所有原料送入密炼机，通过密炼得到混炼胶，然后开炼成型，再硫化得到低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料；其中，开炼温度为60℃，硫化压力为190kgf/cm2、硫化温度为170℃，硫化时间为8min。
21.经硫化后的胶料的硬度为73
°
、强度为15.7mpa、伸长率为216％。
22.实施例3
23.一种低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶80份，沉淀法二氧化硅30份，含水硅酸铝50份，不溶性硫磺2份，二硫化四乙基秋兰姆0.5份，n
‑
环己烷基
‑2‑
苯并噻唑基次磺酰胺3份，间接法氧化锌5份，硬脂酸1份，二丁基二硫代氨基甲酸镍1份，己二酸二辛酯10份，饱和异构烷烃2份。
24.上述低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料的制备方法为：按上述配方备料并将所有原料送入密炼机，通过密炼得到混炼胶，然后开炼成型，再硫化得到低多环芳烃含量的丁腈橡胶制品材料；其中，开炼温度为55℃，硫化压力为170kgf/cm2、硫化温度为180℃，硫化时间为10min。
25.经硫化后的胶料的硬度为65
°
、强度为8.2mpa、伸长率为501％。
26.对本发明实施例1
‑
3制得的丁腈橡胶制品材料中的多环芳烃物质进行检测，并采用目前市场上典型的丁腈橡胶产品作为对照例1，市场上的低多环芳烃含量的丁腈橡胶产品作为对照例2，检测结果见表1。
27.表1实施例1
‑
4和对照例1
‑
2中多环芳烃物质含量(mg/kg)
[0028][0029]
备注：以上数值的单位为mg/kg，数值越小，对人类危害越小。
[0030]
由表1可以看出，相较于市面上的丁腈橡胶制品，本发明的丁腈橡胶制品材料多环芳烃含量很低，不但可以满足与皮肤短时间接触的欧洲class 3等级，还可以满足与皮肤长时间接触的class2等级的要求。
[0031]
本发明除具有上述多环芳烃含量低、对人体危害小的优点，还满足弹性好、密封性优异、耐油等优异机械性能，可以广泛的应用在与人类可能接触的汽车、家电等工业制品中。
[0032]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。