本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種阻燃抑煙汽車密封條橡膠材料及其制備方法。
背景技術(shù):
橡膠作為一種在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和日常生活中不可缺少的重要高分子材料,具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、彈性和加工性能,在汽車運(yùn)輸、礦山、化工等多種重要領(lǐng)域具有其它材料難以替代的作用。摩擦學(xué)性能是橡膠材料的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo),涉及到橡膠輪胎制品的耐磨性能、密封件的耐磨性等。改善橡膠材料的耐磨性有利于提高其使用壽命,并能在節(jié)約能源、材料、潤(rùn)滑劑等方面帶來相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
目前,改善橡膠材料耐磨性能較為有效的方法之一就是在橡膠中加入潤(rùn)滑填料,以降低橡膠材料的摩擦因數(shù)。其中石墨作為一種固體潤(rùn)滑劑,具有環(huán)保、性能穩(wěn)定、潤(rùn)滑性能優(yōu)良的特點(diǎn),受到研究者的青睞。CN101463149通過將納米石墨片層懸浮體系與橡膠膠乳或者溶液相混合制得石墨/橡膠復(fù)合材料,有效降低了摩擦系數(shù),并且大大提高材料的抗磨損性能。然而石墨的硬度較低,容易損耗,僅采用石墨作為潤(rùn)滑組分不利于維持長(zhǎng)期的潤(rùn)滑減摩性能,延長(zhǎng)橡膠制品使用壽命的效果有限,有必要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷,提供一種減摩性能持久、耐磨效果好、使用壽命長(zhǎng)的阻燃抑煙汽車密封條橡膠材料及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種阻燃抑煙汽車密封條橡膠材料,其是由下述重量份的原料制得:
三元乙丙橡膠100-120,白炭黑20-30,海泡石粉20-30,氧化鋅2-4,硫磺S80 1.5-2.5,防老劑MB 1.5-2.5,促進(jìn)劑TMTD 0.3-0.5,甲基三甲氧基硅烷3-5,季戊四醇3-5,聚乙烯醇纖維0.5-1,鈦酸四丁酯0.5-1,鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401 0.15-0.25,納米石墨粉6-8,蓖麻油20-30,太古油0.3-0.5。
一種阻燃抑煙汽車密封條橡膠材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)按重量稱取原料,先將白炭黑、海泡石粉按重量比1:1-1:2加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4-6%的醋酸溶液中攪拌0.5-1h得組分1,再將甲基三甲氧基硅烷按重量比1:5-1:10與無水乙醇混合均勻得組分2,將組分1與組分2混合后于40-60℃攪拌2-4h,冷卻、過濾、干燥后加入太古油攪拌均勻,然后加入三元乙丙橡膠高速共混10-15min;
(2)將納米石墨粉按重量比1:3-1:4加入無水乙醇中攪拌均勻,再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401并超聲分散10-15min得混懸液,最后加入相當(dāng)于混懸液體積1/50-1/40的水,攪拌均勻得組分3,將鈦酸四丁酯按重量比1:10-1:15與無水乙醇混合均勻,得組分4,將組分4與組分3混合后高速攪拌10-20min,再加入季戊四醇、蓖麻油混合攪拌0.5-1h,最后通過減壓蒸餾除水除醇;
(3)將步驟(1)中得到的物料與步驟(2)中得到的物料混合均勻并在密煉機(jī)上于120-140℃密煉5-10min,然后加入其余原料并在開煉機(jī)上60-80℃開煉0.5-1h;
(4)將步驟(3)中得到的物料于160-180℃硫化20-30min,即得阻燃抑煙汽車密封條橡膠材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體對(duì)納米石墨粉進(jìn)行表面包覆,使納米石墨粉在摩擦過程中不易被磨去,有效改善了潤(rùn)滑組分的耐磨耗性能;通過甲基三甲氧基硅烷對(duì)填料進(jìn)行改性,有效提升填料與橡膠基體的相容性以及潤(rùn)滑性,從而提升材料的減摩抗磨性能;通過上述原料、工藝的復(fù)配增效效應(yīng),再輔以海泡石粉等原料的添加,使得到的橡膠材料耐磨效果好、減摩性能持久,同時(shí)具有良好的阻燃抑煙性能,用作汽車密封條材料具有使用壽命長(zhǎng)、密封性好的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
一種阻燃抑煙汽車密封條橡膠材料,由下列重量(kg)的組分原料制備而成:
三元乙丙橡膠100,白炭黑20,海泡石粉20,氧化鋅2,硫磺S80 1.5,防老劑MB 1.5,促進(jìn)劑TMTD 0.3,甲基三甲氧基硅烷3,季戊四醇3,聚乙烯醇纖維0.5,鈦酸四丁酯0.5,鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401 0.15,納米石墨粉6,蓖麻油20,太古油0.3。
一種阻燃抑煙汽車密封條橡膠材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)按重量稱取原料,先將白炭黑、海泡石粉按重量比1:1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的醋酸溶液中攪拌0.5h得組分1,再將甲基三甲氧基硅烷按重量比1:5與無水乙醇混合均勻得組分2,將組分1與組分2混合后于40℃攪拌2h,冷卻、過濾、干燥后加入太古油攪拌均勻,然后加入三元乙丙橡膠高速共混10min;
(2)將納米石墨粉按重量比1:3加入無水乙醇中攪拌均勻,再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401并超聲分散10min得混懸液,最后加入相當(dāng)于混懸液體積1/50的水,攪拌均勻得組分3,將鈦酸四丁酯按重量比1:10與無水乙醇混合均勻,得組分4,將組分4與組分3混合后高速攪拌10min,再加入季戊四醇、蓖麻油混合攪拌0.5h,最后通過減壓蒸餾除水除醇;
(3)將步驟(1)中得到的物料與步驟(2)中得到的物料混合均勻并在密煉機(jī)上于120℃密煉5min,然后加入其余原料并在開煉機(jī)上60℃開煉0.5h;
(4)將步驟(3)中得到的物料于160℃硫化20min,即得阻燃抑煙汽車密封條橡膠材料。
上述制得的橡膠材料性能測(cè)試結(jié)果如下:
拉伸強(qiáng)度:12.7MPa;
扯斷伸長(zhǎng)率:469%;
邵爾硬度:62度;
磨耗體積:0.388cm3/1.61km。