[发明专利]一种基于丁基橡胶和丁腈橡胶的组合物、硫化橡胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及橡胶材料领域，公开了一种基于丁基橡胶和丁腈橡胶的组合物、硫化橡胶及其制备方法和应用，该组合物中含有：橡胶基体、补强剂、硫酸钙晶须、硫化剂、硫化促进剂、硫化活化剂，并且任选含有防老剂和/或增塑剂，其中，所述橡胶基体为丁腈橡胶和丁基橡胶的组合，所述补强剂为炭黑和白炭黑的组合。本发明的橡胶组合物，具有良好的加工性能，适中的混炼胶门尼粘度，适合应用于高温快速硫化的生产工艺中，并且制备的硫化胶具有优异的力学性能，抗压缩永久变形性和气密性。

技术领域

本发明涉及橡胶领域，具体地，涉及一种基于丁基橡胶和丁腈橡胶的组合物、硫化橡胶及其制备方法和应用。

背景技术

高气密性是密封材料重要的性能指标之一，尤其是在持久真空密封领域应用广泛。丁腈橡胶密封材料虽然气密性较好，但在特殊的高端应用领域仍然无法满足产品对气密性的要求。丁基橡胶由于分子链中密集的侧甲基的存在导致分子链运动能力低，是通用橡胶中气密性最好的橡胶品种，因此通过丁腈橡胶和丁基橡胶共混制得的密封材料具有制备兼顾两种橡胶各自优势的高性能橡胶密封材料。

然而，通过丁腈橡胶和丁基橡胶共混制备密封材料仍然存在一系列问题：首先，由于两种橡胶极性差距较大，因此在共混过程中需要严格控制两者的共混比例，丁基橡胶用量过大会由于两种基体材料相容性不好而使复合材料出现相分离，严重影响材料性能；丁基橡胶用量过小将不能充分发挥提高复合材料气密性的目的。其次，由于密封材料高温快速硫化的加工特点，在正常的配合体系下不能兼顾复合材料的加工性能和应用性能。

针对橡胶密封材料领域，尤其是以丁腈橡胶为基体的橡胶密封材料领域，在很多期刊和专利中已经有了相关报道。

CN106543505A公开了一种高性能丁腈橡胶密封材料及其制备方法，其中高性能丁腈橡胶密封材料包括以下重量份数的原料：丁腈橡胶25-35份、复合硫化剂4-7份、防老剂4-5份、活化剂8-15份、补强剂25-30份和耐热助剂2-5份。

CN108102169A公布了一种高硬度丁腈橡胶及其制备方法。为了解决现有丁腈橡胶密封材料不能同时兼顾的高硬度性和耐磨性的问题，提供了一种高硬度丁腈橡胶及其制备方法。由丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂，辛基酚醛增粘树脂、炭黑、软化剂、硫化剂、促进剂按一定的比例制备而成。

《橡胶科技》(2018,16(8)：33-35)介绍了高弹性低压缩永久变形丁腈橡胶密封材料的研究。文章研究了丙烯腈含量以及硫化体系对丁腈橡胶 (NBR)密封材料性能的影响。结果表明：NBR的丙烯腈含量低，硫化胶的弹性高，压缩永久变形小，但撕裂强度较低；促进剂用量增大，硫化胶的弹性提高，压缩永久变形减小，硫磺用量增大，硫化胶的压缩永久变形增大； NBR丙烯腈质量分数为0.225％左右，采用低硫高促的硫化胶弹性高，压缩永久变形小，抗撕裂性能好。

以上现有技术针对密封材料的某些性能进行了探索和研究，但并没有提及橡胶密封材料加工工艺与产品性能的匹配性问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种具有良好的加工性能，适中的混炼胶门尼粘度，适合应用于高效的高温快速硫化生产工艺中的橡胶组合物，以期获得具有优异的力学性能、抗压缩永久变形性和气密性的硫化橡胶以适用于作为例如密封材料等。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种基于丁基橡胶和丁腈橡胶的组合物，其中，该组合物中含有混合保存或独立保存的以下组分：

橡胶基体、补强剂、硫酸钙晶须、硫化剂、硫化促进剂、硫化活化剂，并且任选含有防老剂和/或增塑剂，其中，所述橡胶基体为丁腈橡胶和丁基橡胶的组合，所述补强剂为炭黑和白炭黑的组合；

在所述橡胶基体中，所述丁腈橡胶和所述丁基橡胶的含量重量比为9:1 至7:3；