本發(fā)明屬于橡膠密封的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種高鐵門(mén)系統(tǒng)橡膠密封條防護(hù)脂組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
高鐵在高速運(yùn)行中，車(chē)體內(nèi)部與外部的壓差較大，特別是在穿過(guò)隧道、涵洞等外界氣壓變化的場(chǎng)合下，巨大的壓差可能會(huì)造成局部空氣阻力，影響車(chē)體運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)，由于密封不良造成的壓差也會(huì)造成車(chē)內(nèi)氣壓不穩(wěn)，增加車(chē)輛的噪音。因此，高鐵的密封性是影響高鐵運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)。
目前，高鐵大多部位是采用固定式的密封單元，只有車(chē)門(mén)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放式的單元，采用的是橡膠條密封。由于車(chē)門(mén)頻繁開(kāi)合，因此，單純的橡膠密封存在諸多缺陷，比如，密封不良、橡膠老化和磨損、低溫硬化變脆等問(wèn)題，這些問(wèn)題的存在都會(huì)極大的影響其密封性，因此，可采用密封防護(hù)脂協(xié)同解決橡膠條密封性的問(wèn)題。
高鐵門(mén)系統(tǒng)橡膠密封條防護(hù)脂，是一種半固體膏狀物，必須具有較好的柔韌性，鋪展性以及密封性，能協(xié)同密封膠條起到較好的密封作用。高鐵的運(yùn)行速度極高、環(huán)境復(fù)雜，因此，對(duì)密封防護(hù)脂具有嚴(yán)格要求。首先其要具有長(zhǎng)壽命和高低溫穩(wěn)定性，能夠滿足復(fù)雜環(huán)境下的密封防護(hù)要求，在-80℃~100℃的使用溫度范圍內(nèi)減緩硬化、不稀化；其次，橡膠密封條防護(hù)脂要具有較好的抗水性和耐環(huán)境介質(zhì)穩(wěn)定性，能夠抵抗冰、雪、雨的沖刷與侵蝕，能夠抵抗霧、霾以及酸性或堿性環(huán)境的腐蝕；再次，橡膠密封條防護(hù)脂對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害，具有環(huán)境友好性能；然后，橡膠密封條防護(hù)脂要有較好的橡膠相容性，對(duì)密封膠條不溶脹不收縮，能夠?qū)ο鹉z密封條起到軟化，防止老化的作用，同時(shí)能夠有效的抑制橡膠與橡膠、橡膠與金屬的磨損；最后，橡膠密封條防護(hù)脂自身要具有較好的控制分油的能力，抗氧化性、防腐蝕性等性能。
普通鐵路客車(chē)由于速度較低，對(duì)車(chē)門(mén)密封性的要求不高，橡膠密封已能夠滿足要求；但是，高鐵的運(yùn)行速度較高，對(duì)車(chē)門(mén)密封的要求較高，僅憑橡膠密封條密封難以達(dá)到理想的密封要求；而采用橡膠密封條外涂脂的方式可解決這一密封性難題，目前，高鐵門(mén)系統(tǒng)橡膠密封條防護(hù)脂還沒(méi)有相關(guān)成果及研究報(bào)道，因此，本發(fā)明可為高鐵的快速國(guó)產(chǎn)化提供技術(shù)保障。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種高鐵門(mén)系統(tǒng)橡膠密封條防護(hù)脂組合物及其制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的防護(hù)脂組合物高低溫穩(wěn)定性差和分油率高不能滿足高鐵門(mén)系統(tǒng)密封要求的問(wèn)題。
本發(fā)明的一種高鐵門(mén)系統(tǒng)橡膠密封條防護(hù)脂組合物，其主要是通過(guò)以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的：所述組合物包括以下重量百分比的原料：基礎(chǔ)油40～80%、稠化劑10～50%、填料0～20%、金屬腐蝕抑制劑0.5～5%、抗氧劑0～5%。
本發(fā)明在基礎(chǔ)油、稠化劑、填料、金屬腐蝕抑制劑和抗氧劑的協(xié)同配合作用下，具有極低的分油率，具備優(yōu)異的橡膠相容性、介質(zhì)穩(wěn)定性和長(zhǎng)效服役性等，具有較好的柔韌性，鋪展性以及密封性，能協(xié)同密封膠條起到較好的密封作用，具有長(zhǎng)壽命，高低溫穩(wěn)定性好，能夠滿足復(fù)雜環(huán)境下的密封防護(hù)要求，適用于高速鐵路門(mén)系統(tǒng)橡膠密封條的密封防護(hù)。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述組合物包括以下重量百分比的原料：基礎(chǔ)油55～75%、稠化劑23～40%、填料5～10%、金屬腐蝕抑制劑0.5～2%、抗氧劑0～3%。通過(guò)基礎(chǔ)油、稠化劑、填料、金屬腐蝕抑制劑和抗氧劑的組分含量的調(diào)整，可以進(jìn)一步提高該防護(hù)脂組合物的綜合性能，分油率更低，耐高低溫性能更加，抗老化、防腐蝕和耐磨損性能更好。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述基礎(chǔ)油為全氟聚醚基礎(chǔ)油，所述基礎(chǔ)油的40℃粘度為20～500cSt，所述基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)為-80～-30℃。選用極低傾點(diǎn)的基礎(chǔ)油，可保證高鐵密封脂在寒冷冬季或極寒地區(qū)的正常使用，進(jìn)一步提高防護(hù)脂組合物的耐低溫性能。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述稠化劑為聚四氟乙烯微粉，平均粒徑為0.5μm，比表面積大于7.5m2/g。聚四氟乙烯作為稠化劑，其稠化的全氟聚醚潤(rùn)滑脂摩擦系數(shù)小、使用壽命長(zhǎng)，具有很好的潤(rùn)滑作用；本發(fā)明選用平均粒徑為0.5μm和比表面積大于7.5m2/g的聚四氟乙烯微粉，可以增加稠化劑與其它組分的相容性，提高防護(hù)脂組合物的綜合性能。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述填料為納米碳酸鈣、氣相二氧化硅、納米氧化鋅、MCA微粉、PTFE微粉中的任意一種或幾種。MCA為氰尿酸三聚氰胺，PTFE為聚四氟乙烯；這些填料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，容易取得，進(jìn)一步降低了防護(hù)脂組合物的成本；并且，這些填料均為惰性材料，具有較好的化學(xué)和物理穩(wěn)定性，同時(shí)，微納米填料的加入有利于分油控制。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述金屬腐蝕抑制劑為磺酸鈣防銹劑、苯丙三氮唑中的任意一種或兩種。金屬腐蝕抑制劑的加入可保護(hù)金屬免受雨雪水淋等氣候造成的腐蝕，進(jìn)一步提高防護(hù)脂組合物的抗腐蝕性能。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述抗氧劑為季戊四醇酯、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚中的任意一種或兩種。季戊四醇酯和2,6-二叔丁基對(duì)甲酚對(duì)甲酚抗氧化劑可防止基礎(chǔ)油的氧化分解，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)，這兩種氧化劑為酚類抗氧劑，具有遇光不變色的特性，保證了密封脂的外觀一致性。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述橡膠密封條防護(hù)脂組合物為全氟聚醚脂。這種全氟聚醚脂型橡膠密封條防護(hù)脂，其原料具有惰性，不污染環(huán)境，也不會(huì)對(duì)人體健康造成危害；同時(shí)，具有極低的分油率、優(yōu)異的高低溫穩(wěn)定性和良好的防護(hù)性能，是一種理想的高鐵門(mén)系統(tǒng)密封脂。
本發(fā)明的一種高鐵門(mén)系統(tǒng)橡膠密封條防護(hù)脂組合物的制備方法，其主要是通過(guò)以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的：包括以下步驟：（1）取基礎(chǔ)油，升溫至130~150℃，加入稠化劑，攪拌均勻，保溫活化1~3h，繼續(xù)升溫至155~165℃，煉化0.3～0.5h；（2）將步驟（1）所得煉化后的產(chǎn)物，冷卻到不超過(guò)90℃，加入填料、金屬腐蝕抑制劑和抗氧劑，攪拌均勻，研磨成脂。
本發(fā)明通過(guò)稠化劑對(duì)基礎(chǔ)油進(jìn)行稠化后，再進(jìn)行煉化，然后，添加填料、金屬腐蝕抑制劑和抗氧劑，從而研磨得到高鐵門(mén)系統(tǒng)用密封脂；本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，工藝流程短，調(diào)節(jié)溫和，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟（2）中，煉化后的產(chǎn)物冷卻到80～90℃，研磨是在三輥研磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行研磨。三輥研磨機(jī)的使用，使研磨方便，容易操作，便于控制。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用基礎(chǔ)油、稠化劑、填料、腐蝕抑制劑和抗氧化劑組成用于高鐵門(mén)系統(tǒng)的橡膠密封條防護(hù)脂組合物，其具有較好的柔韌性，鋪展性以及密封性，能協(xié)同密封膠條起到較好的密封作用；具有優(yōu)異的高低溫穩(wěn)定性，在-80℃~100℃的使用溫度范圍內(nèi)減緩硬化、不稀化；具有極低的分油率、較好的抗水性、抗氧化性和耐環(huán)境介質(zhì)穩(wěn)定性，能夠抵抗冰、雪、雨的沖刷與侵蝕，能夠抵抗霧、霾以及酸性或堿性環(huán)境的腐蝕，使用壽命長(zhǎng)；同時(shí)，其與橡膠密封條之間具有較好的橡膠相容性，對(duì)密封膠條不溶脹不收縮，能夠?qū)ο鹉z密封條起到軟化，防止老化的作用，還能夠有效的抑制橡膠與橡膠、橡膠與金屬的磨損；而且，該防護(hù)脂組合物為采用惰性物質(zhì)組成的全氟聚醚潤(rùn)滑脂，白色無(wú)污染，是一種理想的高鐵門(mén)系統(tǒng)密封防護(hù)脂。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明的一種高鐵門(mén)系統(tǒng)橡膠密封條防護(hù)脂組合物，所述組合物包括以下重量百分比的原料：基礎(chǔ)油40～80%、稠化劑10～50%、填料0～20%、金屬腐蝕抑制劑0.5～5%、抗氧劑0～5%。
優(yōu)選地，所述組合物包括以下重量百分比的原料：基礎(chǔ)油55～75%、稠化劑23～40%、填料5～10%、金屬腐蝕抑制劑0.5～2%、抗氧劑0～3%。
進(jìn)一步地，所述基礎(chǔ)油為全氟聚醚基礎(chǔ)油，所述基礎(chǔ)油的40℃粘度為20～500cSt，所述基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)為-80～-30℃。
更進(jìn)一步地，所述稠化劑為聚四氟乙烯微粉，平均粒徑為0.5μm，比表面積大于7.5m2/g。
具體地，所述填料為納米碳酸鈣、氣相二氧化硅、納米氧化鋅、MCA微粉、PTFE微粉中的任意一種或幾種。
更具體地，所述金屬腐蝕抑制劑為磺酸鈣防銹劑、苯丙三氮唑中的任意一種或兩種。
優(yōu)選地，所述抗氧劑為季戊四醇酯、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚中的任意一種或兩種。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述橡膠密封條防護(hù)脂組合物為全氟聚醚脂。
本發(fā)明的一種高鐵門(mén)系統(tǒng)橡膠密封條防護(hù)脂組合物的制備方法，包括以下步驟：（1）取基礎(chǔ)油，升溫至130~150℃，加入稠化劑，攪拌均勻，保溫活化1~3h，繼續(xù)升溫至155~165℃，煉化0.3～0.5h；（2）將步驟（1）所得煉化后的產(chǎn)物，冷卻到不超過(guò)90℃，加入填料、金屬腐蝕抑制劑和抗氧劑，攪拌均勻，研磨成脂。
具體地，所述步驟（2）中，煉化后的產(chǎn)物冷卻到80～90℃，研磨是在三輥研磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行研磨。
實(shí)施例一
將60%重量份的傾點(diǎn)為-45℃，40℃粘度為80cSt的全氟聚醚基礎(chǔ)油，加入到帶有機(jī)械攪拌的250mL的燒杯中，升溫到135℃，加入30%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化劑攪拌均勻，保溫活化1h后，升溫到160℃煉化0.5h；然后，冷卻降溫到90℃以下，加入9%重量份納米碳酸鈣填料，0.5%防銹劑磺酸鈣，0.5%重量份抗氧劑季戊四醇酯，攪拌均勻后，經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨成脂A。
實(shí)施例二
將50%重量份的傾點(diǎn)為-80℃，40℃粘度為20cSt的全氟聚醚基礎(chǔ)油，加入到帶有機(jī)械攪拌的250mL的燒杯中，升溫到130℃，加入40%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化劑攪拌均勻，保溫活化2h后，升溫到165℃煉化0.3h；然后，冷卻降溫到90℃，加入8%重量份MCA填料，1%重量份氣相二氧化硅填料，0.3%磺酸鈣防銹劑，0.2%重量份防銹劑苯丙三氮唑，0.5%重量份抗氧劑季戊四醇酯，攪拌均勻后，經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨成脂B。
實(shí)施例三
將80%重量份的傾點(diǎn)為-45℃，40℃粘度為200cSt的全氟聚醚基礎(chǔ)油，加入到帶有機(jī)械攪拌的250mL的燒杯中，升溫到132℃，加入10%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化劑攪拌均勻，保溫活化3h后，升溫到155℃煉化0.4h；然后，冷卻降溫到90℃，加入3.5%重量份納米氧化鋅填料，5%重量份氣相二氧化硅填料，0.5%磺酸鈣防銹劑，1%重量份抗氧劑2,6-二叔丁基對(duì)甲酚，攪拌均勻后，經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨成脂C。
實(shí)施例四
將40%重量份的傾點(diǎn)為-65℃，40℃粘度為50cSt的全氟聚醚基礎(chǔ)油，加入到帶有機(jī)械攪拌的250mL的燒杯中，升溫到135℃，加入50%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化劑攪拌均勻，保溫活化1h后升溫到160℃煉化0.5h；然后，冷卻降溫到70℃，加入4%重量份MCA微粉填料，1%重量份氣相二氧化硅填料，2%防銹劑苯丙三氮唑，3%重量份抗氧劑季戊四醇酯，攪拌均勻后經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨成脂D。
實(shí)施例五
將65%重量份的傾點(diǎn)為-45℃，40℃粘度為150cSt的全氟聚醚基礎(chǔ)油，加入到帶有機(jī)械攪拌的250mL的燒杯中，升溫到135℃，加入14%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化劑攪拌均勻，保溫活化1h后，升溫到160℃煉化0.5h；然后，冷卻降溫到90℃以下，加入11%重量份PTFE微粉填料，4%重量份MCA微粉填料，4%重量份納米氧化鋅填料，1%重量份氣相二氧化硅填料，0.3%磺酸鈣防銹劑，0.2%防銹劑苯丙三氮唑，0.25%重量份抗氧劑季戊四醇酯，0.25%重量份抗氧劑2,6-二叔丁基對(duì)甲酚，攪拌均勻后經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨成脂E。
實(shí)施例六
將75%重量份傾點(diǎn)為-30℃，40℃粘度為300cSt的全氟聚醚基礎(chǔ)油，加入到帶有機(jī)械攪拌的250mL的燒杯中，升溫到135℃，加入23%重量份的聚四氟乙烯微粉稠化劑攪拌均勻，保溫活化1h后，升溫到160℃煉化0.5h；然后，冷卻降溫到90℃，加入2%防銹劑磺酸鈣，攪拌均勻后經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨成脂F(xiàn)。
將實(shí)施例一至實(shí)施例六所得六種保護(hù)脂組合物即A~F以及市售的全氟聚醚潤(rùn)滑脂（簡(jiǎn)稱對(duì)照樣）按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，分別測(cè)試其在40℃下的粘度、傾點(diǎn)、0.1mm的錐入度、滴點(diǎn)、腐蝕性和鋼網(wǎng)分油性能，所得結(jié)果如表1所示。
由表1可以看出，本發(fā)明所得防護(hù)脂組合物的鋼網(wǎng)分油較對(duì)照樣有較大的改進(jìn)，適合于長(zhǎng)壽命的密封工況；滴點(diǎn)是表征耐高溫性能的指標(biāo)，滴點(diǎn)越高耐溫性越好，本發(fā)明實(shí)施例中的A~E的滴點(diǎn)都大于300℃，樣品F的滴點(diǎn)與對(duì)照樣接近，表明本發(fā)明的方法所得防護(hù)脂組合物具有較好的耐高溫性能；本發(fā)明的基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)都低于對(duì)照樣的傾點(diǎn)，這表明本發(fā)明的方法所得防護(hù)脂組合物的耐低溫性能優(yōu)于對(duì)照樣；因此，本發(fā)明防護(hù)脂組合物具有優(yōu)異的耐高低溫性能。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例中所得的防護(hù)脂組合物的抗腐蝕性能也比較優(yōu)良。
表1 防護(hù)脂組合物的基礎(chǔ)性能測(cè)試結(jié)果
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用基礎(chǔ)油、稠化劑、填料、腐蝕抑制劑和抗氧化劑組成用于高鐵門(mén)系統(tǒng)的橡膠密封條防護(hù)脂組合物，其具有較好的柔韌性，鋪展性以及密封性，能協(xié)同密封膠條起到較好的密封作用；具有優(yōu)異的高低溫穩(wěn)定性，在-80℃~100℃的使用溫度范圍內(nèi)減緩硬化、不稀化；具有極低的分油率、較好的抗水性、抗氧化性和耐環(huán)境介質(zhì)穩(wěn)定性，能夠抵抗冰、雪、雨的沖刷與侵蝕，能夠抵抗霧、霾以及酸性或堿性環(huán)境的腐蝕，使用壽命長(zhǎng)；同時(shí)，其與橡膠密封條之間具有較好的橡膠相容性，對(duì)密封膠條不溶脹不收縮，能夠?qū)ο鹉z密封條起到軟化，防止老化的作用，還能夠有效的抑制橡膠與橡膠、橡膠與金屬的磨損；而且，該防護(hù)脂組合物為采用惰性物質(zhì)組成的全氟聚醚潤(rùn)滑脂，白色無(wú)污染，是一種理想的高鐵門(mén)系統(tǒng)密封防護(hù)脂。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。