一種垃圾處理器用nbr橡膠密封件材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料及其制備方法，屬于橡膠制備領(lǐng)域。其具體組分和配比為：丁腈橡膠100份、塑化劑1～1.5份、活性劑5份、防老劑2～5份、炭黑20～35份、軟化增塑劑10～18份、促進(jìn)劑2.25～2.5份、硫化劑2.71份。本發(fā)明經(jīng)硫化后的40度丁腈膠橡膠材料不僅能滿足拉伸強(qiáng)度大于等于10MPa，且也能滿足汽車橡膠產(chǎn)品分類系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ASTMD2000M2BG410A14B14EA14EO14E034技術(shù)指標(biāo)要求，更重要的是它能滿足耐垃圾處理器中19種常見的多種液體及混合物液體性能要求并且環(huán)保。
【專利說明】一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠制備技術(shù)，特別涉及的是一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料及其制備方法，是一種能滿足耐垃圾處理器中常見的多種液體及混合物的NBR橡膠密封件材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)丁腈橡膠硬度為40度，一般強(qiáng)度要求不大于7MPa，當(dāng)時(shí)美國艾默生電氣公司新開發(fā)的垃圾處理器急需用一種硬度40度，拉伸強(qiáng)度大于等于IOMPa且要耐19種垃圾處理器中常見的多種液體及混合物液體的橡膠密封圈，對40度丁腈橡膠要求較為苛刻，很難滿足當(dāng)硬度是40度時(shí)，拉伸強(qiáng)度大于等于IOMPa且同時(shí)要耐19種垃圾處理器中常見的多種液體及混合物液體的要求。
[0003]技術(shù)指標(biāo)具體如下:ASTMD2000M2BG41OA14B14EA14E014E034,即硬度為 40 邵爾A，拉伸強(qiáng)度大于等于IOMPa,耐高溫、耐ASTM1#&ASTM3#標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)用油、耐水和耐19種液體的要求(在23°C和71 °C溫度下，老化7天，體積變化率在-8%~+10%)，如Mazola
Oil(玉米油)、Safflower Oil (紅花籽油)、Crisco Oil (科瑞牌黃油味蔬菜油)、l/2CupPinesol/Gal.Water (1/2 杯松溶膠 / 凝膠.水混合物)、50%Rubbermaid Cleaner/Water(50%樂但美清潔劑)、Bacon Grease (培根油脂)、Drano (極效凝膠)、Tomato Juice (番爺汁)、Monochloramine (400ppm)(濃度 400ppm 的一氯胺)、3。從」31/￥&七61 (3% 的水油混合物)、10%Bleach/Water (10% 漂白劑)、3%Hydrogen Peroxide (3% 過氧化氫(雙氧水))、70%Isopropyl Alcohol (70% 異丙醇)、Ammonia (氨水)、10%Acetic Acid/Water (10% 醋酸)、Heat Aging - 168Hou rsil21 ° C (熱空氣老化)、Cascade/Boiling water/168Hours (沸騰的水)、22Hour Chemical Sequencel (22 小時(shí)化學(xué)序列 l)、22Hour Chemical Sequence2(22小時(shí)化學(xué)序列2)。通過以上技術(shù)指標(biāo)，可以看出，此垃圾處理器用NBR密封圈不僅要求NBR有高強(qiáng)度、低硬度，還要求耐垃圾處理器中的化學(xué)混合物、酸堿性物質(zhì)，無論那一項(xiàng)要求對NBR而目，都是不易達(dá)到的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)中40度丁腈較拉伸強(qiáng)度為7MPa且不能同時(shí)滿足耐垃圾處理器中19種常見的多種液體及混合物液體性能(化學(xué)混合物、酸堿物質(zhì)等)，提供一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料及其制備方法，本發(fā)明經(jīng)硫化后的40度丁腈膠橡膠材料不僅能滿足拉伸強(qiáng)度大于等于IOMPa (—般40度丁腈膠強(qiáng)度要求不大于7MPa)，且也能滿汽車橡膠產(chǎn)品分類系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ASTMD2000M2BG410A14B14EA14E014E034技術(shù)指標(biāo)要求(即硬度為40邵爾A，拉伸強(qiáng)度大于等于lOMPa，耐高溫、耐ASTM1#&ASTM3#標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)用油、耐水)，更重要的是它能滿足耐垃圾處理器中19種常見的多種液體及混合物液體性能(化學(xué)混合物、酸堿物質(zhì)等)要求并且環(huán)保。[0006]2.技術(shù)方案
[0007]一種垃圾處理器用NBR(丁腈橡膠,nitrile butadiene rubber,簡稱NBR)橡膠密
封件材料，其具體組份和質(zhì)量配比如下:
[0008]
丁腈橡膠100份
塑化劑I~1.5份
活性劑5份
防老劑2~5份
炭黑20-35
軟化增塑劑10~18份
促進(jìn)劑2.25~2.5份
硫化劑2.71份。
[0009]所述的塑化劑為硬脂酸，所述的活性劑為氧化鋅，所述的防老劑為防老劑RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氫喹啉聚合物)、防老劑MB (2-巰基苯并咪唑)和微晶蠟，其質(zhì)量比例關(guān)系是防老劑RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氫喹啉聚合物):防老劑MB (2-巰基苯并咪唑):微晶蠟等于2:1:2，所述的炭黑為快壓出炭黑N550，所述的軟化增塑劑為己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]，所述的促進(jìn)劑為促進(jìn)劑TMTD和促進(jìn)劑CZ，其質(zhì)量之比為，促進(jìn)劑TMTD:促進(jìn)劑CZ等于1:1，所述的硫化劑為硫化劑DTDM和硫化劑硫磺粉，硫化劑DTDM:硫化劑硫磺粉質(zhì)量比例等于2.35:0.36。
[0010]上述垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料的制備方法，其步驟為:
[0011](I)母煉膠混煉:
[0012]一段混煉:將丁腈橡膠置于密煉機(jī)中塑煉60~80秒，然后加入氧化鋅、硬脂酸以及防老劑RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氫喹啉聚合物)、防老劑MB (2-巰基苯并咪唑)及微晶蠟混煉30~40秒，加入1/2用量(質(zhì)量)的快壓出炭黑N550以及1/2用量(質(zhì)量)的己二酸二 [2-(2- 丁氧基乙氧基)乙酯]密煉80~100秒后升栓100~120秒，混煉溫度達(dá)到130~140°C排膠，并停放待用；
[0013]二段混煉:將停放的一段混煉的母煉膠置于密煉機(jī)中塑煉50~70秒，然后加入剩余的1/2用量的快壓出炭黑N550以及1/2用量的己二酸二 [2-(2- 丁氧基乙氧基)乙酯]密煉80~100秒后升栓100~120秒，混煉溫度達(dá)到130~140°C排膠，得到母煉膠，并停放待用；
[0014] (2)母煉膠二段加硫:
[0015]將步驟I中停放后的二段混煉的母煉膠置于開煉機(jī)輥筒上，待母煉膠包輥表面光滑平整后，加入硫化劑硫磺粉、硫化劑DTDM、促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑CZ，待硫化劑和促進(jìn)劑全部混入母煉膠后開刀翻煉，將膠料打3~5個(gè)三角包和兩個(gè)卷后出片；
[0016](3)硫化:將二段加硫混煉膠成型后填入模具，在硫化機(jī)上170~175 °C X6min得到硫化膠。
[0017]更進(jìn)一步地，步驟(1)中一段混煉的母煉膠和二段混煉的母煉膠停放的時(shí)間均大于8小時(shí)，使丁腈橡膠與配方各組分物質(zhì)之間相互得到充分浸潤，分子間組合產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使混煉膠分散均勻。
[0018]本發(fā)明采用的充油且中低丙烯腈含量的丁腈橡膠生膠、橡膠防老劑、高促低硫的硫化體系，以及分兩次加入炭黑及軟化增塑劑的混煉方式，使得本發(fā)明的丁腈橡膠材料具有低硬度(硬度40度)、高強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度> lOMPa)、耐高溫、耐油以及耐垃圾處理器中19種常見的多種液體及混合物液體性能(化學(xué)混合物、酸堿物質(zhì)等)性能。
[0019]3.有益效果
[0020]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0021](I)按照本發(fā)明提供的垃圾處理器用低硬度丁腈橡膠配方，采用了充油且中低丙烯腈含量的丁腈橡膠生膠為基體，橡膠防老劑以及高促低硫的硫化體系，使得本發(fā)明的丁腈橡膠材料具有低硬度(硬度40度)、高強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度> lOMPa)、耐高溫、耐油以及耐垃圾處理器中19種常見的多種液體及混合物液體性能(化學(xué)混合物、酸堿物質(zhì)等)；
[0022](2)本發(fā)明的一種垃圾處理器用NBR( 丁腈橡膠)橡膠密封件材料及其制備方法，因高促低硫硫化體系的使用，使硫化后的橡膠密封件材料具有較低的壓縮永久變形；
[0023](3)本發(fā)明的一種垃圾處理器用NBR (丁腈橡膠)橡膠密封件材料的制備方法，因采用分兩次加入炭黑及軟化增塑劑的方式，有效的提高了混煉膠分散的均勻性，極大的改善了硫化時(shí)半成品膠料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)性能，而且提高了產(chǎn)品的合格率；
[0024](4)本發(fā)明的垃圾處理器用NBR (丁腈橡膠)橡膠密封件材料，不僅能滿足歐盟的ROHS指令，而且也能滿足REACH法規(guī)。
【具體實(shí)施方式】`
[0025]實(shí)施例1:
[0026]本實(shí)例的一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料，其具體組份和配比如下:丁腈橡膠100份，氧化鋅5份，硬脂酸1份，防老劑RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氫喹啉聚合物)為2份，防老劑MB (2-巰基苯并咪唑)為1份，微晶蠟2份，快壓出炭黑N550為20份，己二酸二 [2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯](簡稱TP-95)為10份，促進(jìn)劑TMTD為1.125份，促進(jìn)劑CZ為1.125份，硫化劑DTDM為2.35份，硫化劑硫磺粉0.36份。
[0027]本實(shí)例中的丁腈橡膠是朗盛化學(xué)公司生產(chǎn)的KRYNACki M3340F 丁腈橡膠；氧化鋅是鎮(zhèn)江白水化學(xué)有限公司生產(chǎn)的間接法氧化鋅；硬脂酸是馬來西亞南方油脂公司生產(chǎn)的；防老劑RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氫喹啉聚合物)和TP-95供應(yīng)商是上海景惠化工有限公司；微晶蠟供應(yīng)商是無錫駐友化工有限公司；防老劑MB (2-巰基苯并咪唑)濟(jì)南銳鉬化工有限公司生產(chǎn)的；快壓出炭黑是卡博特公司生產(chǎn)的N550快壓出炭黑；促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑CZ、硫化劑DTDM、硫化劑硫磺粉供應(yīng)商均是連云港銳巴化工有限公司。
[0028]本發(fā)明的一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料的制備方法，其步驟為:
[0029](I)母煉膠混煉:
[0030]一段混煉:將丁腈橡膠置于密煉機(jī)中塑煉72秒，然后加入氧化鋅、硬脂酸以及防老劑RD (2，2，4-三甲基-1，2- 二氫喹啉聚合物)、防老劑MB (2-巰基苯并咪唑)及微晶蠟混煉35秒，加入1/2用量的快壓出炭黑N550以及1/2用量的己二酸二 [2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]密煉95秒后升栓100秒，混煉溫度達(dá)到132°C排膠；母煉膠的停放時(shí)間為8.5小時(shí)，使得丁腈橡膠與配方各組分物質(zhì)之間相互得到充分浸潤，分子間組合產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使混煉膠分散均勻，更易于二段的混煉；
[0031]二段混煉:將停放后的一段混煉的母煉膠置于密煉機(jī)中塑煉56秒，然后加入剩余的1/2用量的快壓出炭黑N550以及1/2用量的己二酸二 [2-(2- 丁氧基乙氧基)乙酯]密煉82秒后升栓110秒，混煉溫度達(dá)到138°C排膠，母煉膠的停放時(shí)間9小時(shí)，使丁腈橡膠與配方各組分物質(zhì)之間相互得到充分浸潤，分子間組合產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使混煉膠分散均勻，得到二段混煉母煉膠。
[0032]( 2 )母煉膠二段加硫:
[0033]將停放后的二段混煉母煉膠置于開煉機(jī)輥筒上，待母煉膠包輥表面光滑平整后，加入硫化劑硫磺粉、硫化劑DTDM、促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑CZ，待硫化劑和促進(jìn)劑全部混入母煉膠后開刀翻煉，將膠料打3個(gè)三角包和兩個(gè)卷后出片；
[0034](3)硫化:將二段加硫混煉膠成型后填入模具，在硫化機(jī)上175°C X6min得到硫化膠。 [0035]本實(shí)例制得的垃圾處理器用丁腈橡膠密封件材料的性能如表1所示:
[0036]表1實(shí)施例1垃圾處理器用丁腈橡膠密封件材料測試性能
【權(quán)利要求】
1.一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料，其特征在于，具體組分和配比為:丁腈橡膠 100份塑化劑1~1.5份
活性劑5份
防老劑2~5份炭黑20~35份
軟化增塑劑 10~18份
促進(jìn)劑2.25~2.5份硫化劑2.71份。
2.如權(quán)利I所述的一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料，其特征是，所述的塑化劑為硬脂酸。
3.如權(quán)利I所述的一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料，其特征是，所述的活性劑為氧化鋅。
4.如權(quán)利I所述的一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料，其特征是，所述的防老劑為防老劑RD、防老劑MB和微晶蠟，其質(zhì)量比例關(guān)系是防老劑RD:防老劑MB:微晶蠟為2:1:2。
5.如權(quán)利I所述的一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料，其特征是，所述的炭黑為快壓出炭黑N550。`
6.如權(quán)利I所述的一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料，其特征是，所述的軟化增塑劑為己二酸二 [2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]。
7.如權(quán)利I所述的一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料，其特征是，所述的促進(jìn)劑為促進(jìn)劑TMTD和促進(jìn)劑CZ，其促進(jìn)劑TMTD:促進(jìn)劑CZ質(zhì)量比為1:1。
8.如權(quán)利I所述的一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料，其特征是，所述的硫化機(jī)為硫化劑DTDM和硫化劑硫磺粉，硫化劑DTDM:硫化劑硫磺粉質(zhì)量比為2.35:0.36。
9.如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料的制備方法，其步驟為: (1)母煉膠混煉: 一段混煉:將丁腈橡膠置于密煉機(jī)中塑煉60~80秒，然后加入氧化鋅、硬脂酸以及防老劑RD、防老劑MB及微晶蠟混煉30~40秒，加入1/2用量的快壓出炭黑N550以及1/2用量的己二酸二 [2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]密煉80~100秒后升栓100~120秒，混煉溫度達(dá)到130~140°C排膠，并停放待用； 二段混煉:將停放的一段混煉的母煉膠置于密煉機(jī)中塑煉50~70秒，然后加入剩余的1/2用量的快壓出炭黑N550以及1/2用量的己二酸二 [2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]密煉80~100秒后升栓100~120秒，混煉溫度達(dá)到130~140°C排膠，得到母煉膠，并停放待用； (2)母煉膠二段加硫: 將步驟I中停放后的二段混煉的母煉膠置于開煉機(jī)輥筒上，待母煉膠包輥表面光滑平整后，加入硫化劑硫磺粉、硫化劑DTDM、促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑CZ，待硫化劑和促進(jìn)劑全部混入母煉膠后開刀翻煉，將膠料打3~5個(gè)三角包和兩個(gè)卷后出片； (3)硫化:將二段加硫混煉膠成型后填入模具，在硫化機(jī)上170~175°C X6min得到硫化膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種垃圾處理器用NBR橡膠密封件材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中一段混煉的母煉膠和二段混煉的母煉膠的停放的時(shí)間均大于8小時(shí)，使丁腈橡膠與配方各組分物質(zhì)之間相互得到充分浸潤，分子間組合產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使混煉膠分散 均勻。
【文檔編號】C08K13/02GK103724731SQ201310754145
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】徐海潮, 吳會會 申請人:南京金三力橡塑有限公司