本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領域，特別是一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在機械轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)中，滾動軸承或者含油軸承等軸承組件的使用通常是必不可少的。其中含油軸承與滾動軸承相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便和造價低和噪音小等特點。含油軸承組的明顯的一個優(yōu)勢來源于良好的潤滑作用，而含油軸承的良好潤滑作用是依靠軸承的滑動表面保持有一層油膜，該油膜又是依靠具有微孔結(jié)構(gòu)的軸承體的微孔所貯存的潤滑油實現(xiàn)的。隨著油的消耗，為保證能正常運轉(zhuǎn)，必須要補充潤滑油。為保證含油軸承組在一定期限內(nèi)能夠正常使用，通常在含油軸承組件內(nèi)設置有儲油密封艙，由于儲油密封艙只通過開口與軸承體相接觸，為防止儲油密封艙的滲漏和外泄，在該開口和軸承體間必須設有一個隔油密封件。隔油密封件的作用是防止水、空氣中的粉塵等進入軸承系統(tǒng)，同時避免儲油密封艙內(nèi)的潤滑油滲漏和外泄，以防止含油軸承組系統(tǒng)失效。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，含油軸承組的運轉(zhuǎn)條件越來越苛刻，如高溫、低溫、高壓，各種強腐蝕性介質(zhì)，易燃易爆介質(zhì)等，因此對含油軸承組及其密封件的材料要求也越來越高。正確選擇軸承密封材料，對保證含油軸承組的正常工作，延長含油軸承組的使用壽命有著十分重要的意義。
含油軸承組的密封件是材料力學性能、化學性能的綜合應用。為保證含油軸承組的密封件具有長久的使用壽命和良好的密封性能，在選擇含油軸承組的密封件時，為避免產(chǎn)生強度破壞和端面變形，必須選擇具有一定軸承強度的材 料。同時為避免潤化油等制品對密封件的腐蝕，增大端面的間隙，使介質(zhì)泄漏量增加，必須選擇一種耐腐蝕性好的材料。儲油密封艙內(nèi)的潤滑油不斷受熱膨脹和降溫收縮，為防止冷熱交替應力大于材料的許可應力，密封材料材料必須具有良好的耐高低溫性。為依然保持密封部位的拉伸、壓縮應力松弛性能穩(wěn)定性，使密封件的密封性能保持穩(wěn)定，密封材料必須具有良好的耐候性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出了一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料及其制備方法，所述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料具有良好的軸承強度、耐腐蝕性、耐高低溫性以及優(yōu)異的耐候性能，使用壽命長，且生產(chǎn)效率高，成本低。
本發(fā)明提出的一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料，其原料按重量份包括：
在具體實施方式中，丁腈橡膠的重量份可以為20、21、22、23、24、25、26、27；炭黑的重量份可以為6.5、7.2、7.9、8.3、8.8、9.1、9.7、10.3、10.8、 11.5；輕鈣的重量份可以為4.5、3.2、5.9、6.3、6.8、7.1、8.7、9.3、9.8；硬脂酸的重量份可以為0.22、0.28、0.31、0.37、0.42、0.48、0.54、0.58；防老劑的重量份可以為0.12、0.16、0.18、0.22、0.24、0.26、0.28；促進劑DM的重量份可以為0.23、0.25、0.27、0.29、0.31、0.33、0.35、0.37、0.39；促進劑TMTD的重量份可以為0.23、0.25、0.27、0.29、0.31、0.33、0.35、0.37、0.39；硫磺的重量份可以為0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19；硫化助劑的重量份可以為0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09；古馬隆樹脂的重量份可以為0.52、0.58、0.63、0.69、0.72、0.77、0.84、0.91、0.97；石蠟油的重量份可以為4、5、6、7、8、9。
優(yōu)選地，所述丁腈橡是由丁腈橡膠N241和丁腈橡膠N240S組成，丁腈橡膠N241和丁腈橡膠N240S的重量配比為1:8-10。
優(yōu)選地，所述炭黑是由炭黑N330和炭黑N550組成，炭黑N330和炭黑N550的重量配比為1:3-5。
優(yōu)選地，所述輕鈣的平均粒徑為1-3μm；優(yōu)選地，輕鈣顆粒的最大粒徑不超過8μm。
優(yōu)選地，所述防老劑是防老劑4010、防老劑4010NA、防老劑4020、防老劑3100中的一種或者多種。
優(yōu)選地，所述硫化助劑是由金屬氧化物和輔助劑組成；優(yōu)選地，所述硫化助劑是由氧化鋅和2-巰基咪唑啉組成，氧化鋅和2-巰基咪唑啉的質(zhì)量配比為1：0.8-1。
優(yōu)選地，所述石蠟油的石蠟含量為65-70％，芳烴為3-8％，環(huán)烷烴含量為25-30％，100℃下的運動粘度為5-20mm2/s，優(yōu)選為10-20mm2/s。
本發(fā)明還提出了一種上述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料的制備方法，包 括如下步驟：
S1、將丁腈橡膠投入密煉機中塑煉均勻后，再依次加入輕鈣、硬脂酸、防老劑、促進劑DM、促進劑TMTD、炭黑、硫化助劑、古馬隆樹脂、石蠟油，混煉均勻，排料，冷卻得到母煉膠；
S2、將S1得到的母煉膠投入到開煉機中，加入硫磺，混煉均勻，出片，冷卻，得到終煉膠；
S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機的模具內(nèi)，進行硫化，硫化結(jié)束后冷卻至室溫，脫模得到所述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料。
優(yōu)選地，在S1中，將丁腈橡膠投入密煉機中于80-100℃下塑煉35-45min后，再依次加入輕鈣、硬脂酸、防老劑、促進劑DM、促進劑TMTD、炭黑、硫化助劑、古馬隆樹脂、石蠟油，于90-110℃下混煉15-25min，排料，冷卻得到母煉膠。
優(yōu)選地，在S2中，將S1得到的母煉膠投入到開煉機中，加入硫磺，在40-60℃下混煉10-20min，出片，冷卻，得到終煉膠。
優(yōu)選地，在S3中，將S2得到的終煉膠放入硫化機的模具內(nèi)，控制上模溫度為180-190℃，下模溫度為190-200℃，進行硫化。
本發(fā)明中，采用丁腈橡膠，同時添加了補強填充體系、增塑劑、加工助劑及硫化體系，得到一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料。其中，因丁腈橡膠的化學性質(zhì)相對穩(wěn)定，具有抗油脂、汽油及其他溶劑溶解、腐蝕的特性，所以其適用頻率較高；同時一定比例的不同丙烯腈含量的丁腈橡膠N241與丁腈橡膠N240S并用，可提高橡膠自身的耐高低溫性能及耐介質(zhì)性能，并最大限度地保證了密封件的密封性、耐候性；一定比例的炭黑N330和炭黑N550混合使用并控制兩者的添加量，可保證密封件材料的彈性，增加材料的軸承強度，保證材料 的拉伸、壓縮應力松弛性能在一合理的范圍內(nèi)，使產(chǎn)品的密封性能隨時間變化無明顯變化，延長使用壽命；加入硬脂酸可以提高丁腈橡膠硫化時的硫化效率、提高丁腈橡膠密封件材料的導熱性能以及改善密封件材料的物理力學性能；由硫磺、秋蘭姆類促進劑、噻唑類促進劑組成的快速硫化體系可使材料在制備過程中的硫化成型時間大大縮短，從而有效提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；加入對苯二胺類防老劑，可在硫化膠表面形成連續(xù)的大分子防護膜，提高材料的耐腐蝕性能；加入硫磺作為硫化劑，由此形成一種有效硫化體系，抗硫化返原性好，且硫化均勻，適用于厚制品硫化，得到的硫化膠也具有良好的耐熱性和耐壓縮變形性；一定比例的氧化鋅和2-巰基咪唑啉形成的硫化助劑體系，其可以與丁腈橡膠適度反應，抑制高溫氛圍中的交聯(lián)形態(tài)的改變、聚合物鏈的切斷，存在即便對于長期的熱老化也難以產(chǎn)生物性降低的效果；古馬隆樹脂作為增塑劑使用，可提高本發(fā)明可塑性，降低了原料粘度和混煉時的溫度，改善分散性與混合性；采用石蠟油類增塑劑，并限定是石蠟油各組分含量，可提高密封件材料的耐低溫性能并保證低溫下性能穩(wěn)定，提供良好的加工性能。
本發(fā)明中，按照上述配方與制備方法制成的含油軸承組密封件材料，可滿足含油軸承組密封件材料的國產(chǎn)化，產(chǎn)品滿足密封性、耐腐蝕性、耐熱性能、耐寒性的測試等性能要求并具有良好的耐高低溫性及優(yōu)異的耐候性、密封性以及力學性能，同時使用壽命長，且生產(chǎn)效率高，成本低。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提出的一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料的制備工藝流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明提出了一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料，其原料按重量份包括：
如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料的制備工藝流程圖。
在具體實施過程中，參照圖1，上述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料的制備方法包括如下步驟：
S1、將丁腈橡膠投入密煉機中塑煉均勻后，再依次加入輕鈣、硬脂酸、防老劑、促進劑DM、促進劑TMTD、炭黑、硫化助劑、古馬隆樹脂、石蠟油，混煉均勻，排料，冷卻得到母煉膠；
S2、將S1得到的母煉膠投入到開煉機中，加入硫磺，混煉均勻，出片，冷卻，得到終煉膠；
S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機的模具內(nèi)，進行硫化，硫化結(jié)束后冷卻至室溫，脫模得到所述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料。
下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
實施例1
一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料，其原料按重量份包括：
其中，所述石蠟油的石蠟含量為65％，芳烴為8％，環(huán)烷烴含量為25％，100℃下的運動粘度為20mm2/s。
本實施例1中，上述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料的制備方法包括如下步驟：
S1、將丁腈橡膠投入密煉機中于80℃下塑煉45min后，再依次加入輕鈣、硬脂酸、防老劑、促進劑DM、促進劑TMTD、炭黑、硫化助劑、古馬隆樹脂、石蠟油，于90℃下混煉25min，排料，冷卻得到母煉膠；
S2、將S1得到的母煉膠投入到開煉機中，加入硫磺，在40℃下混煉20min，出片，冷卻，得到終煉膠；
S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機的模具內(nèi)，控制上模溫度為180℃，下模溫度為200℃，進行硫化，硫化結(jié)束后冷卻至室溫，脫模得到所述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料。
實施例2
一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料，其原料按重量份包括：
其中，所述石蠟油的石蠟含量為70％，芳烴為3％，環(huán)烷烴含量為26％，100℃下的運動粘度為5mm2/s。
本實施例2中，上述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料的制備方法包括如下步驟：
S1、將丁腈橡膠投入密煉機中于100℃下塑煉35min后，再依次加入輕鈣、硬脂酸、防老劑、促進劑DM、促進劑TMTD、炭黑、硫化助劑、古馬隆樹脂、石蠟油，于110℃下混煉15min，排料，冷卻得到母煉膠；
S2、將S1得到的母煉膠投入到開煉機中，加入硫磺，在60℃下混煉10min，出片，冷卻，得到終煉膠；
S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機的模具內(nèi)，控制上模溫度為190℃，下模溫度為200℃，進行硫化，硫化結(jié)束后冷卻至室溫，脫模得到所述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料。
實施例3
一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料，其原料按重量份包括：
其中，所述石蠟油的石蠟含量為67％，芳烴為5％，環(huán)烷烴含量為27％，100℃下的運動粘度為10mm2/s。
本實施例3中，上述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料的制備方法包括如下步驟：
S1、將丁腈橡膠投入密煉機中于90℃下塑煉40min后，再依次加入輕鈣、硬脂酸、防老劑、促進劑DM、促進劑TMTD、炭黑、硫化助劑、古馬隆樹脂、石蠟油，于100℃下混煉20min，排料，冷卻得到母煉膠；
S2、將S1得到的母煉膠投入到開煉機中，加入硫磺，在50℃下混煉15min，出片，冷卻，得到終煉膠；
S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機的模具內(nèi)，控制上模溫度為185℃，下模溫度為195℃，進行硫化，硫化結(jié)束后冷卻至室溫，脫模得到所述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料。
實施例4
一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料，其原料按重量份包括：
所述石蠟油的石蠟含量為65％，芳烴為4％，環(huán)烷烴含量為30％，100℃下的運動粘度為15mm2/s。
本實施例4中，上述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料的制備方法包括如下步驟：
S1、將丁腈橡膠投入密煉機中于90℃下塑煉40min后，再依次加入輕鈣、硬脂酸、防老劑、促進劑DM、促進劑TMTD、炭黑、硫化助劑、古馬隆樹脂、石蠟油，于100℃下混煉20min，排料，冷卻得到母煉膠；
S2、將S1得到的母煉膠投入到開煉機中，加入硫磺，在50℃下混煉15min，出片，冷卻，得到終煉膠；
S3、將S2得到的終煉膠放入硫化機的模具內(nèi)，控制上模溫度為185℃，下模溫度為190℃，進行硫化，硫化結(jié)束后冷卻至室溫，脫模得到所述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料。
將上述實施例1-4所述丁腈橡膠含油軸承組密封件材料進行性能測試。
最初物性：將所述密封件材料制成150mm*150mm*2mm的標準試片，從該試片中沖切DIN 2號啞鈴，使用該啞鈴依據(jù)DIN 53504-2測試拉伸強度，扯斷伸長率；根據(jù)DIN 53505標準對材料的邵爾A硬度進行檢測。
壓變：將所述密封件材料制成13mm*6.3mm的標準試樣，依據(jù)ISO 815-B進 行測試。
耐熱空氣老化及耐介質(zhì)：使用150mm*150mm*2m的標準試片，根據(jù)試驗方法要求沖切試樣，在熱空氣老化箱中進行熱空氣老化和耐介質(zhì)試驗。
試驗結(jié)束后按標準試驗方法對所述密封件材料進行硬度，扯斷強度，扯斷伸長率，體積進行檢測。
結(jié)果如下：
分別按照DIN53505、ISO 48、DIN53504-2、ISO 815-B、DIN 53508、ISO 1817、以及DIN 53509的測試標準對產(chǎn)品的硬度、拉伸強度、斷裂伸長率、壓變、抗老化、耐介質(zhì)、耐低溫以及耐臭氧性能進行測試，結(jié)果如表所示：
按照上述配方與制備方法制成的含油軸承組密封件材料，可滿足含油軸承組密封件材料的國產(chǎn)化，產(chǎn)品滿足密封性、耐腐蝕性、耐熱性能、耐寒性的測試等性能要求并具有良好的耐高低溫性及優(yōu)異的耐候性、密封性以及力學性能，同時使用壽命長，且生產(chǎn)效率高，成本低。
在實施例1-4中，采用丁腈橡膠，同時添加了補強填充體系、增塑劑、加工助劑及硫化體系，得到一種丁腈橡膠含油軸承組密封件材料。其中，因丁腈橡膠的化學性質(zhì)相對穩(wěn)定，具有抗油脂、汽油及其他溶劑溶解、腐蝕的特性，所以其適用頻率較高；同時一定比例的不同丙烯腈含量的丁腈橡膠N241與丁腈橡膠N240S并用，可提高橡膠自身的耐高低溫性能及耐介質(zhì)性能，并最大限度地保證了密封件的密封性、耐候性；一定比例的炭黑N330和炭黑N550混合使用并控制兩者的添加量，可保證密封件材料的彈性，增加材料的軸承強度，保證材料的拉伸、壓縮應力松弛性能在一合理的范圍內(nèi)，使產(chǎn)品的密封性能隨時間變化無明顯變化，延長使用壽命；加入硬脂酸可以提高丁腈橡膠硫化時的硫化效率、提高丁腈橡膠密封件材料的導熱性能以及改善密封件材料的物理力學性能；由硫磺、秋蘭姆類促進劑、噻唑類促進劑組成的快速硫化體系可使材料在制備過程中的硫化成型時間大大縮短，從而有效提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低 生產(chǎn)成本；加入對苯二胺類防老劑，可在硫化膠表面形成連續(xù)的大分子防護膜，提高材料的耐腐蝕性能；加入硫磺作為硫化劑，由此形成一種有效硫化體系，抗硫化返原性好，且硫化均勻，適用于厚制品硫化，得到的硫化膠也具有良好的耐熱性和耐壓縮變形性；一定比例的氧化鋅和2-巰基咪唑啉形成的硫化助劑體系，其可以與丁腈橡膠適度反應，抑制高溫氛圍中的交聯(lián)形態(tài)的改變、聚合物鏈的切斷，存在即便對于長期的熱老化也難以產(chǎn)生物性降低的效果；古馬隆樹脂作為增塑劑使用，可提高本發(fā)明可塑性，降低了原料粘度和混煉時的溫度，改善分散性與混合性；采用石蠟油類增塑劑，并限定是石蠟油各組分含量，可提高密封件材料的耐低溫性能并保證低溫下性能穩(wěn)定，提供良好的加工性能。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。