[发明专利]一种用于密封件的有机无机复合硫化丁腈橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于密封材料技术领域，具体涉及一种用于密封件的有机无机复合硫化丁腈橡胶及其制备方法。

背景技术

丁腈橡胶（NBR）具有耐油性、耐磨性和耐老化等性能优良，更是广泛用于各种耐油制品、抗静电制品及各种密封件的制备中。但NBR制作的密封件的长期使用温度只能在120℃以下，因此限制了其在汽车制造工业中的应用。

为了提高NBR的耐高温性能，现有技术中所采用的方法如下：1、添加偶联剂以增强丁腈橡胶的耐高温性能（参见CN103012881A）；2、采取的添加炭黑N660、高耐磨炭黑N330、钛酸酯偶联剂TMC-TTS、N-2-（氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶联剂KH550、纳米碳酸钙等各种填料和偶联剂来改性丁腈橡胶的耐热性（参见CN102993502A）；3、采取了三元乙丙橡胶/丁腈橡胶共混，且加入了蒙脱土，形成了插层结构，蒙脱土的加入对丁腈橡胶的耐油性，耐热性有所提高（参见CN103012972A）。但上述几种方法所制备的丁腈橡胶的耐高温性能仍然难以满足汽车制造工业的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于密封件的有机无机复合硫化丁腈橡胶。

本发明的另一目的在于提供上述用于密封件的有机无机复合硫化丁腈橡胶的制备方法。

本发明的技术方案具体如下：

一种用于密封件的有机无机复合硫化丁腈橡胶，其原料包括如下质量份的组分：

在本发明的一个优选实施方案中，所述丁腈橡胶中丙烯腈含量为36%-42%。

在本发明的一个优选实施方案中，所述羧基丁腈胶包覆Si₃N₄纳米粒子中羧基丁腈胶的质量含量5%-45%。

在本发明的一个优选实施方案中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。

在本发明的一个优选实施方案中，所述促进剂为N,N-四甲基二硫双硫羰胺（TMTD）或2,2'-二硫代二苯并噻唑（DM）。

在本发明的一个优选实施方案中，所述活性剂为氧化锌或硬脂酸。

在本发明的一个优选实施方案中，所述防老剂为N-异丙基-N-苯基对苯二胺（防老剂4010NA）、N-（1，3-二甲基丁基）-N'-苯基对苯二胺（防老剂4020）和N-苯基-α萘胺（防老剂A）中的一种或混合。

上述用于密封件的有机无机复合硫化丁腈橡胶的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)制备羧基丁腈胶包覆Si₃N₄纳米粒子：将液态羧基丁腈橡胶溶解于甲苯后，在其中加入纳米Si₃N₄粉体得混合液，在N₂气保护下对上述混合液进行加热回流，再经干燥和球磨，得到所述羧基丁腈胶包覆Si₃N₄纳米粒子。

步骤(2)制备生胶：将丁腈橡胶加入开炼机在辊距2-3mm的条件下混炼后，加入羧基丁腈胶包覆Si₃N₄纳米粒子在辊距1-2mm的条件下继续混炼，然后打8-12个三角包，进行薄通，得到生胶。

步骤（3）制备成品：在上述生胶中加入促进剂、活性剂、增塑剂和防老剂进行混炼，打8-10个三角包后加入硫磺，再打5-6个三角包后，进行硫化，即得所述用于密封件的有机无机复合硫化丁腈橡胶。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（1）的加热回流的温度为60-100℃，时间为2-8h。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（3）中硫化的条件为150℃×t₉₀×10MPa。

本发明的有益效果如下：

Si₃N₄纳米粒子的加入使符合胶料的耐热性得到了明显的提高，1、本发明利用羧基丁腈胶包覆Si₃N₄纳米粒子，在丁腈橡胶中引入耐高温的Si₃N₄纳米粒子，使Si₃N₄纳米在复合胶料中均匀分散，同时包覆纳米粒子的羧基丁腈橡胶与纳米粒子化学键接并且能与丁腈橡胶完全相容，不存在相容性，界面等问题，使得所制得的用于密封件的有机无机复合硫化丁腈橡胶的耐高温性能和物理机械性能优良，扩大的丁腈橡胶的应用范围。