抗侵蝕耐低溫彈性納米橡膠復(fù)合材料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗侵蝕耐低溫彈性納米橡膠復(fù)合材料及制備方法，屬于橡膠領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]密封件屬于關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件。國內(nèi)橡膠復(fù)合材料及密封制品方面，生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備、生產(chǎn)工藝及技術(shù)落后，人員技術(shù)水平低，導(dǎo)致我國橡膠復(fù)合材料及密封制品的各項性能指標(biāo)低下，抗侵蝕(耐油性，體積變化率)達(dá)到-10%?+1%、耐低溫-35 °C、彈性(扯斷伸長率)多150%，落后于先進(jìn)國家10-15年。無法滿足我國先進(jìn)裝備制造對高端液壓密封件的配套要求，導(dǎo)致國內(nèi)主機無泄漏正常工作時間僅為400h左右，不足國際先進(jìn)水平的1/10，成為制約我國重大裝備發(fā)展的瓶頸之一。歐、美、日等發(fā)達(dá)國家的高端液壓密封材料及制品，其壽命、可靠性是國內(nèi)同類材料3倍以上，價格為國內(nèi)同類產(chǎn)品10倍以上，占據(jù)和控制我國的高端市場，國內(nèi)產(chǎn)品尚不能替代?，F(xiàn)在歐美日等國僅限于向我國出口一些產(chǎn)成品，對我國實行生產(chǎn)技術(shù)封鎖。因此，在國內(nèi)關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件中的液壓密封件，由于制備材料的性能無法滿足主機配套要求，制約著我國重大裝備發(fā)展。
[0003]發(fā)明專利CN1718624A公開了一種耐油絕緣納米橡膠，其耐油性能、絕緣性能均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，比同等性能的橡膠成本低5倍，耐高低溫，適合與電力操作有關(guān)的多種勞保行業(yè)使用，但該材料耐低溫性能仍需改進(jìn)，并且適用范圍小。發(fā)明專利CN102977424A公開了一種濕法納米橡膠復(fù)合物及其制備方法，該納米橡膠復(fù)合物拉伸強度、硬度、撕裂強度、回彈性、扯斷伸長率等綜合性能較好，尤其在礦山等領(lǐng)域漿體使用環(huán)境中，具有超常的耐磨性，適用于各種耐磨膠板、渣漿泵和旋流器用部件以及各類閥門、膠管等產(chǎn)品，但是抗侵蝕、耐低溫等指標(biāo)仍需改善。由此看出，國內(nèi)應(yīng)用于高端液壓密封件的高端納米橡膠復(fù)合材料的綜合性能指標(biāo)仍待改進(jìn)，生產(chǎn)技術(shù)較為落后，嚴(yán)重制約了我國高端裝備制造業(yè)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種抗侵蝕耐低溫彈性納米橡膠復(fù)合材料，具有抗侵蝕、耐低溫、彈性好等優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明的目的還在于提供一種抗侵蝕耐低溫彈性納米橡膠復(fù)合材料的制備方法。
[0006]所述的抗侵蝕耐低溫彈性納米橡膠復(fù)合材料，由以下重量份的原料組成:
[0007]國產(chǎn)丁腈橡膠CKH-18 100 份，碳黑 N774 120-150 份，DBS 15-30 份，硬脂酸 1.5_2份，抗氧化劑6Pro 0.5-1.2份，抗氧化劑D 3-5份，抗氧化劑RD 0.5-1.5份，氧化鋅4_7份，單質(zhì)硫0.5-1.5份，硫化促進(jìn)劑DM 1-2份，硫化促進(jìn)劑DCP 1.5-2.5份，硫化促進(jìn)劑CZ 1-2份，8% -15%納米沸石和超高分子聚乙烯UHMWPE混合物25-35份。
[0008]所述的8% -15%納米沸石和超高分子聚乙烯UHMWPE混合物是指納米沸石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占混合物的8% -15%。
[0009]優(yōu)選的抗侵蝕耐低溫彈性納米橡膠復(fù)合材料，由以下重量份的原料組成:
[0010]國產(chǎn)丁腈橡膠CKH-18 100份，碳黑N774 130份，DBS 20份，硬脂酸1.75份，抗氧化劑6PH) I份，抗氧化劑D 4份，抗氧化劑RD I份，氧化鋅5份，單質(zhì)硫I份，硫化促進(jìn)劑DM 1.5份，硫化促進(jìn)劑DCP 2份，硫化促進(jìn)劑CZ 1.5份，12%納米沸石和超高分子聚乙烯UHMWPE混合物32份。
[0011]所述的抗侵蝕耐低溫彈性納米橡膠復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟:
[0012](I)在開煉機或密煉機中加入國產(chǎn)丁腈橡膠CKH-18 100份煉制5-20分鐘，控制橡膠表面溫度在25-50 °C ；
[0013](2) 5-20分鐘，添加碳黑N774 120-150份，DBS 15-30份，該過程材料表面溫度控制在 60-70 °C ；
[0014](3) 20-25分鐘，添加硬脂酸1.5-2份，抗氧化劑6PH) 0.5-1.2份，抗氧化劑D 3-5份，抗氧化劑RD 0.5-1.5份，該過程材料表面溫度控制在70-73°C ；
[0015](4)25-35分鐘，均勻添加氧化鋅粉末4_7份，該過程材料表面溫度控制在72-740C ；
[0016](5)35-45分鐘，冷卻7_10分鐘，直至材料表面溫度降至20-30 °C ；
[0017](6) 45-60分鐘，添加單質(zhì)硫0.5-1.5份，硫化促進(jìn)劑DM 1-2份，硫化促進(jìn)劑DCP1.5-2.5份，硫化促進(jìn)劑CZ 1-2份，該過程材料表面溫度控制在70-72°C ；
[0018](7)60-70分鐘，添加8% -15%納米沸石和超高分子聚乙烯UHMWPE混合物25-35份，該過程材料表面溫度控制在70-72°C ；
[0019](8)產(chǎn)品硫化成型時，溫度控制在145-160°C，時長為15_25min。
[0020]本發(fā)明方法制備的產(chǎn)品可達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo):抗侵蝕性能(耐油性，體積變化率)-3%?+1%，耐低溫-50°C，彈性(扯斷伸長率)^ 240% ο
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]本發(fā)明配方合理，制備方法簡單易操作，通過添加納米級沸石和超高分子聚乙烯混合添加劑，使橡膠復(fù)合材料的定伸應(yīng)力、交聯(lián)密度等參數(shù)指標(biāo)得到大幅提升，使橡膠復(fù)合材料的耐低溫性達(dá)-50°C、彈性提高60%以上、抗侵蝕性能提高3倍以上，解決了當(dāng)前高端液壓密封橡膠復(fù)合材料的耐低溫、抗侵蝕、彈性等性能低下的問題，尤其適應(yīng)嚴(yán)寒等極限條件下的工況要求。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]實施例1
[0025]所述的抗侵蝕耐低溫彈性納米橡膠復(fù)合材料(國家國際科技合作專項資助，Internat1nal Science & Technology Cooperat1n Program of China，項目編號為:2012DFR50380)，由以下重量份的原料組成:
[0026]國產(chǎn)丁腈橡膠CKH-18 100份，碳黑N774 130份，DBS 20份，硬脂酸1.75份，抗氧化劑6PH) I份，抗氧化劑D 4份，抗氧化劑RD I份，氧化鋅5份，單質(zhì)硫I份，硫化促進(jìn)劑DM 1.5份，硫化促進(jìn)劑DCP 2份，硫化促進(jìn)劑CZ 1.5份，12%納米沸石和超高分子聚乙烯UHMWPE混合物32份。
[0027]所述的抗侵蝕耐低溫彈性納米橡膠復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟:
[0028](I)在開煉機或密煉機中加入國產(chǎn)丁腈橡膠CKH-18 100份煉制10分鐘，控制橡膠表面溫度在25-50 °C ；
[0029](2)10分鐘，添加碳黑町74 130份，DBS 20份，該過程材料表面溫度控制在60-70 0C ；
[0030](3) 22分鐘，添加硬脂酸1.75份，抗氧化劑6PH) I份，抗氧化劑D 4份，抗氧化劑RD I份，該過程材料表面溫度控制在70-73°C ；
[0031](4) 30分鐘，均勻添加氧化鋅粉末5份，該過程材料表面溫度控制在72-74? ;
[0032](5) 40分鐘，冷卻10分鐘，直至材料表面溫度降至25°C左右；
[0033](6)50分鐘，添加單質(zhì)硫I份，硫化促進(jìn)劑DM 1.5份，硫化促進(jìn)劑DCP 2份，硫化促進(jìn)劑CZ 1.5份，該過程材料表面溫度控制在70-72°C ；
[0034](7) 65分鐘，添加8%-15%納米沸石和超高分子聚乙烯UHMWPE混合物(納米沸石質(zhì)量分?jǐn)?shù)12% ) 32份，該過程材料表面溫度控制在70-72°C ；
[0035](8)產(chǎn)品硫化成型時，溫度控制在155°C，時長為20min。
[0036]本發(fā)明方法制備的產(chǎn)品可達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo):抗侵蝕性能(耐油性，體積變化率)-3%?+1%，耐低溫-50°C，彈性(扯斷伸長率)^ 240% ο
[0037]實施例2
[0038]所述的抗侵蝕耐低溫彈性納米橡膠復(fù)合材料，由以下重量份的原料組成:
[0039]國產(chǎn)18