一种硫磺体系彩色低压变耐高温nbr混炼胶及其制备方法
阅读说明：本技术 一种硫磺体系彩色低压变耐高温nbr混炼胶及其制备方法 (Sulfur system color low-pressure variable high-temperature resistant NBR (nitrile-butadiene rubber) compound and preparation method thereof ) 是由 苏怀生 井垒 周国荣 张子阳 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶,由以下重量百分比的组分组成：丁腈橡胶:44～50％,浅色补强剂15～21％,浅色填料21～27％,防老剂0.8～1.5％,其它配合剂3～6％,硫化促进剂2.5～5.0％。本发明产品采用硫磺体系,具有较低的压缩永久变形,优良的耐老化性能、耐油性能和弹性,具有良好的加工性能和物理机械性能。(The invention discloses a sulfur system color low-pressure variable high-temperature resistant NBR rubber compound, which comprises the following components in percentage by weight: 44-50% of nitrile rubber, 15-21% of light-color reinforcing agent, 21-27% of light-color filler, 0.8-1.5% of anti-aging agent, 3-6% of other compounding agent and 2.5-5.0% of vulcanization accelerator. The product of the invention adopts a sulfur system, has lower compression set, excellent aging resistance, oil resistance and elasticity, and good processing performance and physical and mechanical properties.)
技术领域
本发明涉及一种橡胶，特别涉及一种硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶及其制备方法。
背景技术
现在密封系统，对彩色密封橡胶的需求比较大，尤其是在机械密封领域，传统的黑色密封件，在有些场所，已经不能满足产品设计的需求。随着机械行业的快速发展，对彩色的高弹性、低压变和耐老化、耐油的NBR密封胶料，提出了更多的需求，传统配方的彩色NBR制品，大多数胶料的压缩永久变形比较大，已经不能满足要求。采用过氧化物硫化体系，可以降低彩色NBR制品的压缩永久变形，但是硫化时间比较长，撕边性能不好，影响经济效益。
因此，亟待发展一种采用硫磺体系硫化的彩色低压变耐高温NBR混炼胶，具有广阔的发展前景。
发明内容
本发明即是针对以上问题所作出的一种硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶及其制作方法。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：所述硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶，由以下重量百分比的组分组成：
丁腈橡胶:44.0～50.0％
浅色补强剂15.0～21.0％
浅色填料21.0～27.0％
防老剂0.8～1.5％
其它配合剂3.0～6.0％
硫化促进剂2.5～5.0％。
特别地，所述其他配合剂为氧化锌、硬脂酸和加工助剂和色母胶的混合物。
作为本发明实施例的进一步改进，硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶，由以下重量百分比的组分组成：
丁腈橡胶:45.0～47.0％
浅色补强剂16.0～18.0％
浅色填料23.0～25.0％
防老剂1.0～1.5％
其它配合剂4.0～5.0％
硫化促进剂3.5～4.5％。
其中，所述丁腈橡胶为PERBUNAN 2845F和PERBUNAN 3446F的混合物。该牌号的NBR橡胶具有良好的耐热性和耐油性能，适合用于耐高温、耐介质、低压变的制品，如油管、垫圈和油封等。
所述浅色补强剂为ZJ-355和碱性白炭黑SODASIL P95并用。ZJ-355可以赋予胶料良好的强力，但是用量如果太大，容易导致压缩永久变形增大。碱性白炭黑SODASIL P95赋予胶料良好的弹性、低压变，而且可以促进胶料硫化，相比普通的白炭黑，SODASIL P95是降低彩色胶料压缩永久变形的关键材料。
所述浅色填料为PF216和R103的混合物。PF216是一种特殊结构的硅藻土，其独特的结构特征，可以在提高强度的同时，显著降低胶料的压缩永久变形，可以赋予胶料良好的物性、回弹性，改善产品撕边性能。
所述防老剂为防老剂NAUGARD 445、ZMTI的混合物。此2种防老剂搭配，具有持久的防护效果，并且耐热油抽出，可以使产品进一步提高耐热空气老化和降低高温下的压缩永久变形的要求。
所述加工助剂为加工助剂WB222、加工助剂935P、加工助剂PEG4000的混合物；所述色母胶为R111A2。
所述硫化促进剂为S-80E、TMTD-75E、CBS-80E、TETD-80E和PVI的混合物。
另一方面，本发明实施例还提供一种硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶的制备方法，根据配方的性能要求特点，制备步骤如下。
(1)备料，根据配方整体和丁腈橡胶的混炼特性，备料顺序如下：
依次为丁腈橡胶、防老剂和其它配合剂、浅色补强剂、浅色填料、硫化促进剂；
(2)第一道混炼，将丁腈橡胶和防老剂及其他配合剂先投入密炼机中进行混炼，混炼时间60s；先把浅色补强剂投入到密炼机中，混炼120～180s后进行上顶栓清扫，再投入浅色填料，混炼60～90s后卸料出片，制成A混炼胶备用；
(3)第二道混炼，将A混炼胶加入硫化促进剂，混炼60～80s，清扫后再次混炼30～60s，保证混炼分散充分后下片备用。
本发明采用PERBUNAN 2845F和PERBUNAN 3446F并用为主胶，该橡胶具有良好的耐热、耐介质的特点，同时具有良好的压变性能和较低的模具污染的优点。本发明产品的最突出性能为在兼顾物性和耐油前提下，弹性好，压变性能和耐热性能优异，硫化效率高、模具污染倾向极低；此外，本发明涉及的硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶采用硫磺硫化体系，相对于过氧化物硫化体系，本发明所需的硫化时间较短，产品撕边性能好，生产效率高，经济效益明显。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶，由以下重量百分比的组分组成：
丁腈橡胶:44.0～50.0％
浅色补强剂15.0～21.0％
浅色填料21.0～27.0％
防老剂0.8～1.5％
其它配合剂3.0～6.0％
硫化促进剂2.5～5.0％。
特别地，其他配合剂为氧化锌、硬脂酸和加工助剂和色母胶。
优选的，硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶，由以下重量百分比的组分组成：
丁腈橡胶:45.0～47.0％
浅色补强剂16.0～18.0％
浅色填料23.0～25.0％
防老剂1.0～1.5％
其它配合剂4.0～5.0％
硫化促进剂3.5～4.5％。
丁腈橡胶的牌号为PERBUNAN 2845F和PERBUNAN 3446F并用。该牌号的NBR橡胶具有良好的耐热性和耐油性能，适合用于耐高温、耐介质、低压变的制品，如油管、垫圈和油封等。
选择PERBUNAN 2845F和PERBUNAN 3446F并用，充分利用其独特的催化剂合成特点，在同等硫化体系下，可以获得更高的交联密度，与其他类型主胶相比，选择此种生胶，有利于提高胶料耐热，同时降低压变。
浅色补强剂为ZJ-355和碱性白炭黑SODASIL P95并用。ZJ-355可以赋予胶料良好的强力，但是用量太大，容易导致压缩永久变形增大。碱性白炭黑SODASIL P95为碱性组分，不仅可以促进硫化，其独特的结构特征，可以赋予胶料良好的弹性、低压变，相比普通的白炭黑，SODASIL P95是降低彩色胶料压缩永久变形的关键材料。
浅色填料为PF216和R103的混合物，PF216是一种特殊结构的硅藻土，其独特的结构特征，可以在提高强度的同时，显著降低胶料的压缩永久变形，可以赋予胶料良好的物性、回弹性，改善产品撕边性能。
防老剂为防老剂NAUGARD 445、ZMTI的混合物。此2种防老剂搭配，具有持久的防护效果，并且耐热油抽出，可以使产品进一步提高耐热空气老化和降低高温下的压缩永久变形的要求。
加工助剂为加工助剂WB222、加工助剂935P、加工助剂PEG4000的混合物；色母胶为R111A2。
硫化促进剂为S-80E、TMTD-75E、CBS-80E、TETD-80E和PVI的混合物。
按照以下步骤制造本发明所涉及的硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶。
备胶，根据表1的配比，依次把原材料称量准确，搁置备用。
第一道混炼，将丁腈橡胶和防老剂及其他配合剂先投入密炼机中进行混炼，混炼时间60s；先把浅色补强剂投入到密炼机中，混炼120～180s后进行上顶栓清扫，再投入浅色填料，混炼60～90s后卸料出片，制成A混炼胶备用；
第二道混炼，将A混炼胶加入硫化促进剂，混炼60～80秒，清扫后再次混炼30～60秒，保证混炼分散充分后下片备用。
表1为实施例1～4中的成分按其质量分数的配比。
表1
表2为实施例1-4的其他配合剂按其质量分数的配比
表2
表3为实施例1-4的防老剂按其质量分数的配比
表3
其中，加工助剂为加工助剂WB222、加工助剂935P、加工助剂PEG4000的混合物，表4为实施例1-4的加工助剂按其质量分数的配比。
表4
表5为实施例1-4的混炼时间。
表5
表6为实施例1-4所制成的硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶的性能参数。
表6
从表6可以看到，本发明的硫磺体系彩色低压变耐高温NBR混炼胶具有以下特点：首先，以PERBUNAN 2845F和PERBUNAN 3446F并用为主胶，兼顾耐高温、耐低温和耐介质和耐油性能，且具有良好的压变性能，保证了制品的使用寿命。实施例四个配方均符合产品技术参数的要求，实施例3配方的性能最优，这是因为含胶率适中，硫化体系和防护体系匹配恰当，既符合产品的技术参数要求，又具有较好的性能优势。在满足其他物理性能要求的前提下，可以根据补强填充剂和软化剂的价格变化，合理选取最优性价比的配合方案。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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