CN102604178A - 采用二硫化钼固体润滑剂耐磨改性的hnbr、nbr、nbr/pvc动密封材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用二硫化钼固体润滑剂耐磨改性的HNBR、NBR、NBR/PVC动密封材料。该动密封材料的组份为橡胶基体材料、固体润滑剂二硫化钼、氧化锌、硬脂酸、防老剂、促进剂、硫化剂、增塑剂。采用塑炼、混炼及硫化成型制得。由这三种材料制得的高速运转机械部件的动密封圈，在保持基体材料原有耐油、耐腐蚀、耐候、耐老化性能较好的优点前提下，具备更加优良的减摩抗磨性能，同时具有一定的增强改性效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶动密封材料，特别是一种采用二硫化钼固体润滑剂耐磨改性剂的HNBR、NBR、NBR/PVC动密封材料。
背景技术
目前，密封材料中丁腈橡胶是使用最广泛的一种弹性体，这主要得益于其优异的耐油性能及较为宽广的使用温度范围（-55℃～+125℃）。丁腈橡胶NBR是丁二烯和丙烯腈的共聚物，改变共聚物的组成可以获得不同使用条件下的密封材料。腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，电性能低劣，弹性稍低。主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等，常用于制作各类耐油模压制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管等，也用于制作胶板和耐磨零件。
丁腈橡胶的极性非常强，与其它聚合物的相容性一般不太好 ，但和氯丁橡胶、改性酚醛树脂、聚氯乙烯等极性强的聚合物，特别是和含氯的聚合物具有较好的相容性，通常使用的是丁腈橡胶聚氯乙烯NBR/PVC。另外，为改善加工性和使用性能，丁腈橡胶也常与天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等非极性橡胶并用。应当指出：丁腈橡胶的特点是耐油性好，与其它聚合物并用（除聚氯乙烯之外）都存在降低耐油性的趋势。
氢化丁腈橡胶HNBR是乳聚NBR经选择氢化NBR中的丁二烯单元而制得，因烯链上的不饱和双键被氢化而饱和，故也称为高饱和丁腈橡胶HSN。HNBR在分子结构上的特点，使其具有良好的耐热和耐老化性能、耐含腐蚀性添加剂的汽车用油的性能、耐低温性能，以及具有能耐高温下仍保持与常温相当的物理机械性能的品质。
在高温及有油和润滑剂存在的条件下，用于机械快转部分的动密封圈，丁腈橡胶与金属摩擦时具有一定的耐磨性。但随着现代科技的进步，对密封件的各项性能要求也日益苛刻。为提高密封件的使用寿命，除了要考虑密封材料必须的力学性能、弹性和耐油性外，还必须实现橡胶材料与光滑表面对磨时滑动摩擦系数和磨损率的降低，最大限度地提高材料的减摩抗磨性能，而这些正是本发明要解决的问题。
发明内容
本发明专利的目的之一在于在保证橡胶体系固有的耐油、耐腐蚀、耐候、耐老化性能较好的优点前提下，提供一种具备优良的减摩抗磨性能的采用二硫化钼固体润滑剂耐磨改性的HNBR、NBR、NBR/PVC动密封材料。
本发明的目的之二在于提供该密封材料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用技术方案如下：
一种采用二硫化钼固体润滑剂耐磨改性的HNBR、NBR、NBR/PVC动密封材料，其特征在于该动密封材料的组份及各组成的质量百分含量为：
橡胶基体材料 100份；
二硫化钼固体润滑剂 0.5～20份；
氧化锌 1～10份；
增强炭黑， 5～150份；
硬脂酸， 0.1～5份；
硫化剂 0.5～10份；
防老剂， 0.1～5份；
促进剂， 0.5～10份；
增塑剂， 1～20份；
所述的橡胶基体材料为：氢化丁腈橡胶HNBR、丁腈橡胶NBR或丁腈橡胶和聚氯乙烯共混料NBR/PVC。
上述的固体润滑剂为粒径为0.1μm～10μm的二硫化钼粉末；所述硫化剂是2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)己烷、过氧化二异丙苯或硫磺；所述的防老剂是2-巯基苯并咪唑和N-苯基-2-萘胺（D）的混合物；所述的促进剂是三烯丙基异三聚氰酸酯；所述的增塑剂是邻苯二甲酸二辛酯。
上述的氢化丁腈橡胶的双键残留率为0.5～6%。
一种制备上述的采用二硫化钼固体润滑剂耐磨改性的HNBR、NBR、NBR/PVC动密封材料的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将各组份在40～60℃辊温下混炼至混合均匀，制得混炼胶停放16～20小时；将上述混炼胶返炼薄通出片，混炼胶经硫化成型，硫化时间为0.5～1.5小时、硫化温度为150～180℃，硫化压力为10～15MPa。
本发明的动密封材料，在保持基体材料原有耐油、耐腐蚀、耐候、耐老化性能较好的优点前提下，具备更加优良的减摩抗磨性能，同时具有一定的增强改性效果。
具体实施方式
实施例一，本实施方式采用100质量份丁腈橡胶（牌号：NBR-26），8质量份二硫化钼MoS2，2质量份氧化锌，60质量份炭黑，0.3质量份硬脂酸，4质量份2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)己烷（DBPH），2质量份2-巯基苯并咪唑（MBI），1质量份N-苯基-2-萘胺（D），6质量份三烯丙基异三聚氰酸酯（TAIC）， 10质量份邻苯二甲酸二辛酯（DOP）。采用低温混炼，先加入100质量份的基体橡胶胶料，再依次加入二硫化钼、氧化锌、炭黑、硬脂酸、防老剂、促进剂、硫化剂、增塑剂，混炼辊温40～60℃，制得混炼胶停放16～20小时；硫化前将上述混炼胶返炼薄通出片，混炼胶经硫化成型，硫化时间为0.5～1.5小时、硫化温度为150～180℃，硫化压力为10～15MPa。
实施例二，本实施方式采用100质量份丁腈橡胶聚氯乙烯共混料（牌号：NBR-26/PVC-32），10质量份二硫化钼MoS2，2质量份氧化锌，80质量份炭黑，0.2质量份硬脂酸，6质量份2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)己烷（DBPH），1质量份2-巯基苯并咪唑（MBI），1质量份N-苯基-2-萘胺（D），4质量份三烯丙基异三聚氰酸酯（TAIC）， 5质量份邻苯二甲酸二辛酯（DOP）。其它与具体实施例一相同。
实施例三，本实施方式采用100质量份氢化丁腈橡胶（牌号：Zetpol2010L），5质量份二硫化钼MoS2，3质量份氧化锌，50质量份炭黑，0.5质量份硬脂酸，5质量份2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)己烷（DBPH），1质量份2-巯基苯并咪唑（MBI），1质量份N-苯基-2-萘胺（D），5质量份三烯丙基异三聚氰酸酯（TAIC）， 5质量份邻苯二甲酸二辛酯（DOP）。其它与具体实施例一相同。
实施例四，本实施方式采用100质量份氢化丁腈橡胶（牌号：Zetpol2010L），5质量份二硫化钼MoS2，3质量份氧化锌，50质量份炭黑，0.5质量份硬脂酸，5质量份硫磺，1质量份2-巯基苯并咪唑（MBI），1质量份N-苯基-2-萘胺（D），5质量份三烯丙基异三聚氰酸酯（TAIC）， 5质量份邻苯二甲酸二辛酯（DOP）。其它与具体实施例一相同。
上述四种配方配料，经混炼、硫化成型后，再进行机械性能和动摩擦磨损性能的全面测试，结果列于表1和表2。
表1. 四种配方橡胶体系的机械性能
表2.四种配方橡胶体系的滑动摩擦磨损性能
* 试验负荷100N，试验时间1hr，其余试验方法与其它材料相同。
** 每小时开始时加一次油共3滴，30＃机油。
表1中机械性能性能测试中参考国家标准：扯断强度（包括伸长率）：GB/T528-1992，压缩永久变形率：GB/T7759-1992，邵氏硬度：GB/T531-1992。
表2中滑动摩擦磨损性能试验参照国家标准：GB3960-83。
Claims (4)
1.一种采用二硫化钼固体润滑剂耐磨改性的HNBR、NBR、NBR/PVC动密封材料，其特征在于该动密封材料的组份及各组成的质量百分含量为：
橡胶基体材料 100份；
二硫化钼固体润滑剂 0.5～20份；
氧化锌 1～10份；
增强炭黑， 5～150份；
硬脂酸， 0.1～5份；
硫化剂 0.5～10份；
防老剂， 0.1～5份；
促进剂， 0.5～10份；
增塑剂， 1～20份；
所述的橡胶基体材料为：氢化丁腈橡胶HNBR、丁腈橡胶NBR或丁腈橡胶和聚氯乙烯共混料NBR/PVC。
2.根据权利要求1所述的二硫化钼固体润滑剂耐磨改性的动密封材料，其特征在于所述的固体润滑剂为粒径为0.1μm～10μm的二硫化钼粉末；所述硫化剂是2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)己烷、过氧化二异丙苯或硫磺；所述的防老剂是2-巯基苯并咪唑和N-苯基-2-萘胺（D）的混合物；所述的促进剂是三烯丙基异三聚氰酸酯；所述的增塑剂是邻苯二甲酸二辛酯。
3.根据权利要求1所述的采用二硫化钼固体润滑剂耐磨改性的HNBR、NBR、NBR/PVC动密封材料，其特征在于所述的氢化丁腈橡胶的双键残留率为0.5～6%。
4.一种制备根据权利要求1、2或3所述的采用二硫化钼固体润滑剂耐磨改性的HNBR、NBR、NBR/PVC动密封材料的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将各组份在40～60℃辊温下混炼至混合均匀，制得混炼胶停放16～20小时；将上述混炼胶返炼薄通出片，混炼胶经硫化成型，硫化时间为0.5～1.5小时、硫化温度为150～180℃，硫化压力为10～15MPa。
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