專利名稱：一種耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠復(fù)合材料，特別涉及一種耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液聚合法制得的，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強，一般最高使用溫度為120°C。這些年汽車行業(yè)的不斷的向前發(fā)展，發(fā)展的重點都是朝向中小型車輛方法，特別是轎車，對車輛安全性、舒適性也要求更高，因此對汽車零部件的使用溫度及使用壽命也越來越高，如汽車發(fā)動機及周邊涉及到橡膠零部件耐溫要求提高到150°C，一般的丁腈橡膠就無法滿足要求，只能選擇耐溫性能更好的丙烯酸酯橡膠、氟橡膠、氫化丁腈橡膠等，但這些橡膠跟丁腈橡膠價格上比相差4-10倍；針對這種情況，日本、美國、歐洲等國家的一些企業(yè)提出超級丁腈橡膠，最高使用溫度可以達到150°C ；這超級丁腈橡膠配合技術(shù)國外是絕對保密的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種丁腈橡膠復(fù)合材料，該復(fù)合材料以丁腈橡膠為主要載體，通過添加不同的橡膠助劑、選用耐高溫的橡膠填料、采用特殊的硫化體系在密煉機或開煉機上制成耐高溫丁腈橡膠材料，此耐高溫丁腈橡膠最高使用溫度可以達到150°C，判定準則美國材料試驗學(xué)會ASTM(American Society for Testing and Materials) D2000 LineCallouts所規(guī)定的對材料評價的耐熱基準溫度為進行70小時空氣加熱老化試驗后,拉伸強度變化率為±30%，伸長變化率-50%以內(nèi)，硬度變化±15度以內(nèi)適用于最高；此耐高溫丁腈橡膠材料適用于高溫要求不高于150°C的各種密封場合，如發(fā)電機軸承密封圈、空調(diào)離合器軸承密封圈等，此膠料制成的產(chǎn)品具有丁腈橡膠的耐磨、耐油、工藝性能好的性能，耐溫又可以接近丙烯酸酯橡膠，但成本比丙烯酸酯橡膠低的很多，具有很好的經(jīng)濟效益和廣闊的市場應(yīng)用前景。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明提供一種耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，所述復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成丁腈橡膠100份
氧化鋅4 7份
硬脂酸I 2份
4,4'-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺 1.5 3份 硅酸鹽40 120份
調(diào)色劑O 40份
偶聯(lián)劑I 3.5份
聚酯增塑劑6 12份
硫化促進劑4-7份 所述硅酸鹽為滑石粉、硅藻土或陶土 ；所述偶聯(lián)劑為雙-(Y -三乙氧基硅基丙基)四硫化物或Y -巰丙基三甲基硅烷；所述聚酯增塑劑為已二酸二 (丁氧基乙氧基乙)酯、已二酸酯或己二酸醚酯；所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺、2，2’ -二硫代二苯并噻唑、二硫化四甲基秋蘭姆、四硫化雙五亞甲基秋蘭姆或4，4’ - 二硫代二嗎啉中的三種或三種以上以任意比例的混合。進一步，所述硫化促進劑優(yōu)選為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺、與二硫化四甲基秋蘭姆和4，4’-二硫代二嗎啉以質(zhì)量比I 1 1. 4 :1. 2 1.8(優(yōu)選1:1.0 1. 3 :1.2 1. 4)的混合。再進一步，所述調(diào)色劑為炭黑、氧化鐵紅、鈦白粉或酞青藍中的一種或兩種以上任意比例的混合，優(yōu)選炭黑、氧化鐵紅、炭黑與氧化鐵紅以質(zhì)量比1:12的混合或鈦白粉與酞青藍以質(zhì)量比1:1的混合；本發(fā)明提供一種黑色耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，所述橡膠復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成丁腈橡膠100份
氧化鋅4 7份
硬脂酸I 2份
4,4'-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺1.5 3份
硅酸鹽40 100份 炭黑IO 40份
偶聯(lián)劑I 3份
聚酯增塑劑6 12份
硫化促進劑4-7份所述偶聯(lián)劑為雙-(Y-三乙氧基硅基丙基)四硫化物或Y-巰丙基三甲基硅烷；所述聚酯增塑劑為已二酸二 (丁氧基乙氧基乙)酯、已二酸酯或己二酸醚酯；所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺、2、2’ - 二硫代二苯并噻唑、
二硫化四甲基秋蘭姆、四硫化雙五亞甲基秋蘭姆或4，4’ - 二硫代二嗎啉中的三種或三種以
上以任意比例的混合，優(yōu)選為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺、與二硫化四甲基秋蘭姆和
4，4’ - 二硫代二嗎啉以質(zhì)量比I 1 1. 4 :1. 2 1. 8 (優(yōu)選I 1 1. 3 :1. 2 1. 4)的混合。更進一步，所述黑色耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料優(yōu)選由如下質(zhì)量配比的原料組成
丁腈橡膠100份
氧化鋅4 6份(優(yōu)選5份)
硬脂酸I 2份(優(yōu)選〗份)
W-雙(α,α-二甲基節(jié)基)二苯胺1.5 3份(優(yōu)選2份)
硅酸鹽40 80份(優(yōu)選60 70份)
炭黑10 35份(優(yōu)選20 25份)
偶聯(lián)劑I 3份(優(yōu)選1.5 2份)
聚酯增塑劑6 10份(優(yōu)選8 9份)
硫化促進劑4 7份(優(yōu)選5-6份)所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺與二硫化四甲基秋蘭姆和
4，4’ - 二硫代二嗎啉以質(zhì)量比1:1 1. 3 :1. 3 1. 7的混合。最優(yōu)選所述黑色耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成
丁腈橡膠100份
氧化鋅5份
硬脂酸I份
4,4’-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺2份
滑石粉60份
碳黑20份
γ-巰丙基三甲基硅烷1.5份
已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯8份
硫化促進劑5.3份所述硫化促進劑為4，4’-二硫代二嗎啉與二硫化四甲基秋蘭姆和N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺以質(zhì)量比1:1. 15 :1. 5的混合。此外，本發(fā)明還提供一種有色耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料,所述橡膠復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成
丁腈橡膠100份
氧化鋅4-7份
硬脂酸I 2份
4,4’-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺 1.5 3份 硅酸鹽70 110份
調(diào)色劑2 8份
偶聯(lián)劑1.5 3.5份
聚酯增塑劑6 10份
硫化促進劑4 7份所述調(diào)色劑為氧化鐵紅、鈦白粉或酞青藍中的一種或兩種以上任意比例的混合，或者炭黑與氧化鐵紅、鈦白粉或酞青藍中的一種以任意比例的混合，優(yōu)選氧化鐵紅、炭黑與 氧化鐵紅以質(zhì)量比1:12的混合或鈦白粉與酞青藍以質(zhì)量比1:1的混合；所述偶聯(lián)劑為雙-(Y -三乙氧基硅基丙基)四硫化物或Y -巰丙基三甲基硅烷；所述聚酯增塑劑為已二酸二 (丁氧基乙氧基乙)酯、已二酸酯或己二酸醚酯；
所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺、2、2’_ 二硫代二苯并噻唑、二硫化四甲基秋蘭姆、四硫化雙五亞甲基秋蘭姆或4，4’ - 二硫代二嗎啉中的三種或三種以上以任意比例的混合。進一步，優(yōu)選所述有色耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料優(yōu)選由如下質(zhì)量配比的原料組成
丁腈橡膠100份
氧化鋅4-6份(優(yōu)選5份) 硬脂酸I 2份(優(yōu)選I份)
4,4’-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺 1.5 3份(優(yōu)選1.5份)
硅酸鹽70 110份(優(yōu)選70 80份)
調(diào)色劑2 8份
偶聯(lián)劑1.5 3.5份(優(yōu)選2份)
聚酯增塑劑6 10份(優(yōu)選7份)
硫化促進劑4 7份(優(yōu)選5 6份)所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺與二硫化四甲基秋蘭姆和4，4’ - 二硫代二嗎啉以質(zhì)量比 I 1. Γ1. 4 1. 3 1. 7 (優(yōu)選 I 1.1 1. 3 1. 3 1. 4)。
最優(yōu)選，所述有色耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料優(yōu)選由如下質(zhì)量配比的原料組成
丁腈橡膠100份
氧化鋅5份
硬脂酸I份
4,4’-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺1.5份
滑石粉70份
氧化鐵紅10份
γ-巰丙基三甲基硅烷2份
已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯7份
硫化促進劑5.3份所述硫化促進劑為4，4’-二硫代二嗎啉與二硫化四甲基秋蘭姆和N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺以質(zhì)量比1:1 :1. 3混合。本發(fā)明所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料按如下方法制備按配方量將各組分(硫化促進劑除外)加入密煉機或開煉機中，操作溫度4(T150°C，操作時間10-35分鐘；再在開煉機上加入本發(fā)明的硫化促進劑組分，操作溫度4(T70°C，操作時間12-20分鐘；停放24h，獲得所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料。本發(fā)明所述丁腈橡膠是結(jié)合丙烯腈含量34%，門尼粘度為70-80。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在本發(fā)明所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料對于普通丁腈橡膠耐溫120°C提高近30°C，適用于高溫要求不高于150°C的各種密封場合，如發(fā)電機軸承密封圈、空調(diào)離合器軸承密封圈等，此膠料制成的產(chǎn)品具有丁腈橡膠的耐磨、耐油、工藝性能好的性能，耐溫性可以接近丙烯酸酯橡膠，但成本比丙烯酸酯橡膠低的很多，具有很好的經(jīng)濟效益和廣闊的市場應(yīng)用前景。 具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此實施例1黑色耐高溫丁腈橡膠材料(I)稱量丁腈橡膠300克、氧化鋅15克、硬脂酸3克、4，4’-雙(α，α - 二甲基芐基)二苯胺6克、滑石粉180克、碳黑60克、Y-巰丙基三甲基硅烷4. 5克、已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯24克、N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺4. 5克、二硫化四甲基秋蘭姆5. 4克、4，4’ - 二硫代二嗎啉6克；(2)混煉保持ΧΚ-160開煉機輥溫40 50°C，依次將上述丁腈橡膠、氧化鋅、硬脂酸、4，4’-雙(α，α-二甲基芐基)二苯胺、滑石粉、碳黑、Y -巰丙基三甲基硅烷、已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯和N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺、二硫化四甲基秋蘭姆、4，4’ - 二硫代二嗎啉加入到開煉機中，待吃料完畢后，左右割刀各4次并薄通6遍后下片；膠料停放24h后返煉出片，獲得所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，用于硫化壓制標準實驗試片，然后進行性能檢測；(3)性能測試將上述制備的耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料進行常規(guī)和老化處理后的性能測試，結(jié)果見表I所示。表I 丁腈橡膠復(fù)合材料性能
常規(guī)硬度(邵爾A型)72 _
扯,斷強度 (MPa)__13.6
Γ斷伸長率(%)322.4150Γ 70小時空氣加熱老化后_
硬度變化(邵爾A型)__6
扯斷強度變化 ％__-8-8
扯斷伸長率變化 ％__-35.2實施例2黑色耐高溫丁腈橡膠材料(I)稱量丁腈橡膠300克、氧化鋅15克、硬脂酸3克、4,4’-雙(α, α-二甲基芐基)二苯胺6克、硅藻土 210克、碳黑69克、Y-巰丙基三甲基硅烷4. 5克、己二酸醚酯27克、N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺4. 8克、二硫化四甲基秋蘭姆5.1克、4，4’ - 二硫代二嗎啉6. 9克；(2)混煉及性能測試操作同實施例1，結(jié)果見表2所示。表2 丁腈橡膠復(fù)合材料性能
權(quán)利要求
1.一種耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成 丁腈橡膠100份 氧化鋅4-7份 硬脂酸I 2份 4,4’-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺 1..5 3份 硅酸鹽40 120份 調(diào)色劑O 40份 偶聯(lián)劑I 3.5份 聚酯增塑劑6 12份 硫化促進劑4 7份 所述硅酸鹽為滑石粉、硅藻土或陶土 ； 所述偶聯(lián)劑為雙-(Y -三乙氧基硅基丙基)四硫化物或Y -巰丙基三甲基硅烷； 所述聚酯增塑劑為已二酸二 (丁氧基乙氧基乙)酯、已二酸酯或己二酸醚酯； 所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺、2，2’ -二硫代二苯并噻唑、二硫化四甲基秋蘭姆、四硫化雙五亞甲基秋蘭姆或4，4’ - 二硫代二嗎啉中的三種或三種以上以任意比例的混合。
2.如權(quán)利要求1所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺與二硫化四甲基秋蘭姆和4，4’ - 二硫代二嗎啉以質(zhì)量比1:Γ1. 4 :1. 2 1. 8的混合。
3.如權(quán)利要求1所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述調(diào)色劑為炭黑、氧化鐵紅、鈦白粉或酞青藍。
4.如權(quán)利要求1所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述橡膠復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成丁腈橡膠100份氧化鋅4 7份硬脂酸I 2份·4,4'-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺1.5 3份硅酸鹽40 100份碳黑10 40份偶聯(lián)劑I 3份聚酯增塑劑6 12份硫化促進劑4-7份所述偶聯(lián)劑為雙-(Y -三乙氧基硅基丙基)四硫化物或Y -巰丙基三甲基硅烷； 所述聚酯增塑劑為已二酸二 (丁氧基乙氧基乙)酯、已二酸酯或己二酸醚酯；所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺、2，2’ -二硫代二苯并噻唑、二硫化四甲基秋蘭姆、四硫化雙五亞甲基秋蘭姆或4，4’ - 二硫代二嗎啉中的三種或三種以上以任意比例的混合。
5.如權(quán)利要求4所述的耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述橡膠復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成丁腈橡膠100份氧化鋅4 6份硬脂酸I 2份4,4'-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺1.5 3份硅酸鹽40 80份碳黑10 35份偶聯(lián)劑I 3份聚酯增塑劑6 10份硫化促進劑4-7份所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺與二硫化四甲基秋蘭姆和 4，4’ - 二硫代二嗎啉以質(zhì)量比1:1 1. 3 :1. 3 1. 7的混合。
6.如權(quán)利要求5所述的耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述橡膠復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成丁腈橡膠100份氧化鋅5份硬脂酸I份4,4'-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺2份滑石粉60份碳黑20份γ-疏丙基二甲基桂焼1.5份己二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯8份硫化促進劑5.3份所述硫化促進劑為4，4’ - 二硫代二嗎啉與二硫化四甲基秋蘭姆和N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺以質(zhì)量比1:1. 15 :1. 5的混合。
7.如權(quán)利要求1所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述橡膠復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成丁腈橡膠100份氧化鋅4 7份硬脂酸I 2份4,4’-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺1.5 3份硅酸鹽60 120份調(diào)色劑2 8份偶聯(lián)劑1.5 3.5份聚酯增塑劑6 12份硫化促進劑4-7份所述調(diào)色劑為氧化鐵紅、鈦白粉或酞青藍中的一種或兩種以上任意比例的混合，或者炭黑與氧化鐵紅、鈦白粉或酞青藍中的一種以任意比例的混合；所述偶聯(lián)劑為雙-(Y-三乙氧基硅基丙基)四硫化物或Y-巰丙基三 甲基硅烷； 所述聚酯增塑劑為已二酸二 (丁氧基乙氧基乙)酯、已二酸酯或己二酸醚酯；所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺、2，2’ - 二硫代二苯并噻唑、二硫化四甲基秋蘭姆、四硫化雙五亞甲基秋蘭姆或4，4’ - 二硫代二嗎啉中的三種或三種以上任意比例的混合。
8.如權(quán)利要求7所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述橡膠復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成 丁腈橡膠100份 氧化梓4~6份 硬脂酸I 2份 4,4'-雙(α,α-二甲基辛基)二苯胺 1.5 3份 硅酸鹽70 110份 調(diào)色劑2 8份 偶聯(lián)劑1.5 3.5份 聚酯增塑劑6 10份 硫化促進劑4 7份 所述調(diào)色劑為氧化鐵紅、鈦白粉或酞青藍； 所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺與二硫化四甲基秋蘭姆和4，4’ - 二硫代二嗎啉以質(zhì)量比1:1. Γ1. 4 :1. 3 1. 7。
9.如權(quán)利要求8所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述橡膠復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成 丁腈橡膠100份 氧化鋅5份 硬脂酸I份，4,4'-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺1.5份 滑石粉70份 氧化鐵紅10份 γ-疏丙基二甲基桂燒2份 已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯7份 硫化促進劑5.3份 所述硫化促進劑為4，4’ - 二硫代二嗎啉與二硫化四甲基秋蘭姆和N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺以質(zhì)量比1:1 1. 3混合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料，所述復(fù)合材料由如下質(zhì)量配比的原料組成丁腈橡膠100份、氧化鋅4~7份、硬脂酸1~2份、4,4'-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺1.5~3份、硅酸鹽40~120份、調(diào)色劑0~40份、偶聯(lián)劑1~3.5份、聚酯增塑劑6~12份和硫化促進劑4~7份；本發(fā)明所述耐高溫丁腈橡膠復(fù)合材料比普通丁腈橡膠耐溫提高近20℃，適用于高溫要求不高于150℃的各種密封場合，如發(fā)電機軸承密封圈、空調(diào)離合器軸承密封圈等，此膠料制成的產(chǎn)品具有丁腈橡膠的耐磨、耐油、工藝性能好的性能，耐溫性可以接近丙烯酸酯橡膠，但成本比丙烯酸酯橡膠低的很多，具有很好的經(jīng)濟效益和廣闊的市場應(yīng)用前景。
文檔編號C08K5/18GK103012881SQ20121051120
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者施明爍, 胡乃達 申請人:浙江固耐橡塑科技有限公司