【技术实现步骤摘要】
本申请涉及橡胶材料，尤其涉及一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、橡胶是取自橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。高弹性的高分子化合物分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品由于其具有独特的性能，因此，橡胶是制作密封圈较好的原料。
2、橡胶密封件是密封装置中的一类通用基础元件橡胶密封件是密封技术中广泛应用的一类橡胶制品，由于其具有弹性模量小，伸长率高，耐透气性等优点而被广泛适用于安装在各种机械设备上。在工作环境中，机械设备的润滑系统中含有酸碱成分，容易渗透到密封件中，引起密封件的膨胀，影响了密封件的使用寿命，而且，长期恶劣的工作环境，如高温高压等加速了密封件的损坏率，密封件的更换周期短，给企业的连续生产带来了麻烦。
3、但是，目前所使用的橡胶密封材料还存在以下问题：弹性较差；拉伸强度较低，力学性能不佳；压缩永久变形率较高，耐高温性能等较差。
4、因此，急需开发一种高强度、高弹性的橡胶复合材料以满足市场需求。
技术实现思路
1、本申请目的在于针对当前技术的不足，提供一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，采用如下技术方案：一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，按质量份数计，包括以下制备原料：丁腈橡胶60-65份、天然橡胶10-1
3、通过采用上述技术方案，丁腈橡胶具有高强度和良好的抗油性能，能够提高复合材料的拉伸强度和耐化学品性能。天然橡胶能够增加复合材料的弹性和柔韧性，提高材料的耐磨损性能。苯醚撑硅橡胶具有良好的耐高温性能和耐化学品性能，可以提高复合材料的耐磨损性和耐腐蚀性。乙烯-醋酸乙烯共聚物能够增加复合材料的柔韧性和抗裂纹扩展能力。聚酰亚胺能够提高复合材料的弹性模量和回弹性，降低压缩永久变形率。偶联剂能够提高改性增强纤维与橡胶基体的粘结强度和界面相，增强纤维和橡胶的结合。改性增强纤维由改性玄武岩纤维和改性玻璃纤维组成，能够明显提高复合材料的硬度、拉伸强度和撕裂强度。改性炭黑具有良好的分散性，能提高复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。氧化锌和硬脂酸锌起到抗老化的作用，可以提高密封圈的耐用性能。防老剂和促进剂能够减缓材料的老化过程，并促进硫化反应的进行，提高复合材料的性能。通过以上组分的协同作用，这种密封圈用高强高弹橡胶复合材料具有良好的密封性能、高弹性、高拉伸强度、耐老化性能和使用寿命长的特点。
4、优选的，所述改性玄武岩纤维的制备方法，包括以下步骤：
5、s21、室温下，将1000g玄武岩纤维加入到300g冰醋酸和50g去离子水组成的溶液中，搅拌60min，然后过滤、洗涤、在70℃下干燥24h，得到冰醋酸改性玄武岩纤维；
6、s22、按照质量份数，将12gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与500g异丙醇和100g水混合，搅拌均匀，得到混合液a；
7、s23、将冰醋酸改性玄武岩纤维加入到混合液a中；然后升温至60℃，以300r/min转速搅拌120min，得到硅烷化玄武岩纤维混合液；
8、s24、将硅烷化玄武岩纤维混合液,过滤、洗涤、在70℃下干燥，然后在功率为3kw、氧气的体积浓度为9％的条件下进行等离子体表面改性15s，即得改性玄武岩纤维。
9、通过采用上述技术方案，本申请中的改性玄武岩纤维起着增强材料的作用。通过改性后的玄武岩纤维的加入，可以明显提高密封圈用高强高弹橡胶复合材料的硬度、拉伸与撕裂强度。经冰醋酸处理后的玄武岩纤维表面被刻蚀出凹槽，表面粗糙度增大，再经γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性及等离子体表面改性后，改性玄武岩纤维与橡胶基体的结合位点增加同时明显改善纤维与橡胶基体的界面相。这样的改性效果可以提高纤维与橡胶基体之间的力学结合强度，从而提高材料的力学性能。此外，通过改性玄武岩纤维和改性玻璃纤维之间的协同作用，还可以进一步提升高强高弹橡胶复合材料的硬度、拉伸与撕裂强度。这是因为改性玄武岩纤维和改性玻璃纤维都经过了类似的表面改性处理，它们在橡胶基体中的分布相互促进，增加了纤维与橡胶基体之间的相互作用。因此，在加入改性玻璃纤维的基础上，再加入改性玄武岩纤维，可以更好地发挥材料的增强作用，进一步提升高强高弹橡胶复合材料的力学性能。
10、优选的，所述改性玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：
11、s31、室温下，将1000g玻璃纤维加入到2l质量浓度为75％的硫酸溶液中，搅拌90min，然后过滤、洗涤、在80℃下干燥24h，得到硫酸改性玻璃纤维；
12、s32、按照质量份数，将12gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与500g异丙醇和100g水混合，搅拌均匀，得到混合液b；
13、s33、将硫酸改性玻璃纤维加入到混合液b中；然后升温至70℃，以300r/min转速搅拌120min，得到硅烷化玻璃纤维混合液；
14、s34、将硅烷化玻璃纤维混合液,过滤、洗涤、在80℃下干燥，然后在功率为3kw、氧气的体积浓度为9％的条件下进行等离子体表面改性20s，即得改性玻璃纤维。
15、通过采用上述技术方案，本申请中的改性玻璃纤维起着增强材料的作用。经硫酸处理后的玻璃纤维表面被刻蚀出凹槽，表面粗糙度增大，再经γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性及等离子体表面改性后，改性玻璃纤维与橡胶基体的结合位点增加同时明显改善纤维与橡胶基体的界面相。这样的改性效果可以提高纤维与橡胶基体之间的力学结合强度，从而提高材料的拉伸与撕裂强度。同时，通过改性玻璃纤维与改性玄武岩纤维之间的协同作用，也可以进一步提升高强高弹橡胶复合材料的硬度、拉伸与撕裂强度。改性玻璃纤维和改性玄武岩纤维都经过了类似的表面改性处理，它们在橡胶基体中的分布相互促进，增加了纤维与橡胶基体之间的相互作用。因此，在加入改性玄武岩纤维的基础上，再加入改性玻璃纤维，可以更好地发挥材料的增强作用，进一步提升高强高弹橡胶复合材料的力学性能。
16、优选的，所述改性炭黑的制备方法为：将400g炭黑置于105℃下干燥24h，将干燥后的炭黑与38gn苯基马来酰亚胺混合并加入1.8l无水乙醇，超声分散均匀后干燥除去溶剂，获得共混物；将所得共混物置于聚四氟乙烯反应釜中，加热至175℃反应12h，获得改性炭黑。
17、通过采用上述技术方案，改性炭黑具有良好的分散性，能够均匀本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，按质量份数计，包括以下制备原料：丁腈橡胶60-65份、天然橡胶10-12份、苯醚撑硅橡胶8-10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-7份、聚酰亚胺5-7份、偶联剂3-5份、改性增强纤维10-15份、改性炭黑20-25份、氧化锌1-2份、硬脂酸锌2-3份、防老剂1-1.5份、促进剂1-1.5份、硫化剂2-4份，其中，所述改性增强纤维由改性玄武岩纤维和改性玻璃纤维以质量份数比2-4:1组成，所述改性玄武岩纤维和改性玻璃纤维的直径均为0.5-5μm，长度均为3-6mm。
2.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述改性玄武岩纤维的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述改性玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述改性炭黑的制备方法为：将400g炭黑置于105℃下干燥24h，将干燥后的炭黑与38gN苯基马来酰亚胺混合并加入1.8L无水乙醇，超声分散均匀后干燥除
5.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量含量为20-30%。
6.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述偶联剂由γ-巯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以质量份数比1-3:5:3组成。
7.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述硫化剂由硫磺和甲基丙烯酸锌的质量份数比3:1组成。
8.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂4010。
9.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂TMTD。
10.一种权利要求1-9任一所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，按质量份数计，包括以下制备原料：丁腈橡胶60-65份、天然橡胶10-12份、苯醚撑硅橡胶8-10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-7份、聚酰亚胺5-7份、偶联剂3-5份、改性增强纤维10-15份、改性炭黑20-25份、氧化锌1-2份、硬脂酸锌2-3份、防老剂1-1.5份、促进剂1-1.5份、硫化剂2-4份，其中，所述改性增强纤维由改性玄武岩纤维和改性玻璃纤维以质量份数比2-4:1组成，所述改性玄武岩纤维和改性玻璃纤维的直径均为0.5-5μm，长度均为3-6mm。
2.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述改性玄武岩纤维的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述改性玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述一种密封圈用高强高弹橡胶复合材料，其特征在于，所述改性炭黑的制备方法为：将400g炭黑置于105℃下干燥24h，将干燥后的炭黑与38gn苯基马来酰亚胺混合并加...
【专利技术属性】
技术研发人员：张仁才，
申请(专利权)人：厦门联博橡胶制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。