一种丁腈橡胶及其制备方法和密封圈技术

本发明专利技术提供了一种丁腈橡胶及其制备方法和密封圈，属于复合材料技术领域。本发明专利技术提供的丁腈橡胶包括以下质量份数的制备原料：100份丁腈橡胶生胶；0.1～5份液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯；60～90份液体丁腈橡胶改性炭黑；1～3份防老剂；2～6份复合硫化剂；1～3份促进剂。本发明专利技术提供的丁腈橡胶中，液体丁腈橡胶与丁腈橡胶生胶具有相似的结构，采用液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯和炭黑，所得液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯、液体丁腈橡胶改性炭黑与丁腈橡胶生胶具有较好的相容性，同时液体丁腈橡胶也可以参与丁腈橡胶的硫化。采用本发明专利技术提供的丁腈橡胶进一步制备密封圈，所述密封圈硬度和抗张强度高，且压缩永久变形低，使用寿命长。

A nitrile rubber and its preparation method and sealing ring

The invention provides a nitrile rubber, a preparation method and a sealing ring thereof, belonging to the technical field of composite materials. The NBR provided by the invention includes the following raw materials with the mass fraction: 100 NBR raw rubber; 0.1-5 liquid NBR modified graphene oxide; 60-90 liquid NBR modified carbon black; 1-3 antioxidant; 2-6 compound vulcanizing agent; 1-3 promoter. In the nitrile rubber provided by the invention, the liquid nitrile rubber has the similar structure with the nitrile rubber raw rubber. The liquid nitrile rubber modified graphene oxide and carbon black are adopted, and the liquid nitrile rubber modified graphene oxide and the liquid nitrile rubber modified carbon black have good compatibility with the nitrile rubber raw rubber, and the liquid nitrile rubber can also participate in the vulcanization of the nitrile rubber. The nitrile rubber provided by the invention is further used to prepare a sealing ring, which has high hardness and tensile strength, low compression permanent deformation and long service life.

【技术实现步骤摘要】
一种丁腈橡胶及其制备方法和密封圈
本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种丁腈橡胶及其制备方法和密封圈。
技术介绍
反渗透又称逆渗透，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。反渗透是以反渗透膜(RO膜)实现分离、提取、纯化和浓缩的目的。在高浓度的水处理过程中，如海水纯化、垃圾渗滤液处理、脱硫废水处理等，RO膜组件通常采用高压碟管式反渗透膜组件。碟管式反渗透组件是高压板式膜组件的一种，通常由多层RO膜、多层支撑板、密封件及金属结构件封装而成，支撑板和RO膜之间需要安装密封圈以防止需过滤的海水、污水等流到中间出水管。为了提高水渗透的速率，对RO膜施加的压力越来越大，目前已经从9.0MPa增加到16.0MPa，为了进一步提高水渗透的速率，目前正在尝试将施加的压力提高到25.0MPa，因此对密封圈的抗张强度、硬度和压缩永久变形提出了更高的要求。目前，密封圈采用的材质通常是丁腈橡胶(NBR)。申请公布号为CN107082914A的中国专利技术申请专利公开了一种丁腈橡胶，包括丁腈橡胶100phr、炭黑80phr、葵二酸二辛脂40phr、改性滑石粉60phr、氧化锌8phr、硬脂酸3phr、古马隆8phr、防老剂RD3phr、防老剂4010NA4phr、分散剂4phr、吸湿剂20phr、硫磺S5phr、促进剂D2phr、促进剂M4phr、促进剂DPTT4phr，挤出制品后通过一段微波、二段热空气硫化成型；采用该方法得到的丁腈橡胶产品硬度达到72度(邵A)，抗拉强度达到15.6MPa，压缩永久变形为28％。但是该方法制备的丁腈橡胶抗拉强度有待提高，且压缩永久变形偏高。申请公开号为CN106633243A、CN108102169A和CN108485008A的中国专利技术申请专利各公开了高拉伸强度、高硬度和低压缩永久变形的丁腈橡胶的制备方法，但由于配方中加入了增塑剂或软化剂，在使用过程中增塑剂或软化剂的流失会，导致使用一段时间后丁腈橡胶的性能变差，不能满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种丁腈橡胶及其制备方法和密封圈，采用本专利技术提供的丁腈橡胶进一步制备密封圈，所述密封圈硬度和抗张强度高，且压缩永久变形低，使用寿命长。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种丁腈橡胶，包括以下质量份数的制备原料：100份丁腈橡胶生胶；0.1～5份液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯；60～90份液体丁腈橡胶改性炭黑；1～3份防老剂；2～6份复合硫化剂；1～3份促进剂。优选地，所述丁腈橡胶生胶的门尼粘度为40～65；所述丁腈橡胶生胶中丙烯腈的质量分数为20～30％。优选地，所述液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯由端氨基液体丁腈橡胶与氧化石墨烯反应得到。优选地，所述液体丁腈橡胶改性炭黑由端氨基液体丁腈橡胶与环氧基硅烷偶联剂处理的炭黑反应得到。优选地，所述端氨基液体丁腈橡胶的相对分子质量为2000～4000；所述端氨基液体丁腈橡胶中氨基的质量分数≥15％。优选地，所述环氧基硅烷偶联剂包括3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷和2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。优选地，所述炭黑包括半补强炭黑和细粒子热裂解炭黑。优选地，所述防老剂包括防老剂2246、防老剂RD和防老剂4020中的一种或几种；所述复合硫化剂包括硫磺和过氧化物硫化剂；所述促进剂包括三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和间苯撑双马来酰亚胺中的一种或几种。本专利技术提供了上述技术方案所述丁腈橡胶的制备方法，包括以下步骤：将丁腈橡胶生胶、防老剂、液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯、液体丁腈橡胶改性炭黑、复合硫化剂和促进剂混炼，得到丁腈橡胶。本专利技术提供了一种密封圈，以上述技术方案所述丁腈橡胶或上述技术方案所述制备方法制备得到的丁腈橡胶为原料制备得到。本专利技术提供了一种丁腈橡胶，包括以下质量份数的制备原料：100份丁腈橡胶生胶；0.1～5份液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯；60～90份液体丁腈橡胶改性炭黑；1～3份防老剂；2～6份复合硫化剂；1～3份促进剂。本专利技术提供的丁腈橡胶中，液体丁腈橡胶与丁腈橡胶生胶具有相似的结构，因此采用液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯和炭黑，处理后所得液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯、液体丁腈橡胶改性炭黑与丁腈橡胶生胶具有较好的相容性；而且，由于液体丁腈橡胶具有和丁腈橡胶相似的化学结构，丁腈橡胶硫化交联时，液体丁腈橡胶也可以一起硫化，这样提高了炭黑和丁腈橡胶的相容性，同时炭黑和丁腈橡胶的结合变成化学键结合，比较稳定。因此，本专利技术提供的丁腈橡胶具有较好的力学性能，且可以降低加工时的难度。此外，本专利技术提供的丁腈橡胶中不含有增塑剂或者软化剂等物质，具有较好的稳定性，以其作为制备原料制备的密封圈具有高抗张强度和硬度，且具有低压缩永久变形，外部施加较高的压力时具有较长的使用寿命，可在水处理领域中反渗透器件上应用。实施例的结果显示，本专利技术提供的密封圈的硬度可以达到63度(邵A)以上，抗张强度达到19MPa以上，压缩永久变形低至17.1％；将本专利技术提供的密封圈应用于反渗透器件中，在反渗透的施加压力达到25MPa，反渗透器件稳定运行6个月后还能达到较好的密封性，不出现泄露。具体实施方式本专利技术提供了一种丁腈橡胶，包括以下质量份数的制备原料：100份丁腈橡胶生胶；0.1～5份液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯；60～90份液体丁腈橡胶改性炭黑；1～3份防老剂；2～6份复合硫化剂；1～3份促进剂。按质量份数计，本专利技术提供的丁腈橡胶的制备原料包括100份丁腈橡胶生胶。在本专利技术中，所述丁腈橡胶生胶的门尼粘度(ML1+4，100℃)优选为40～65；所述丁腈橡胶生胶中丙烯腈的质量分数优选为20～30％。本专利技术对于所述丁腈橡胶生胶的粘度没有特殊的限定，优选采用日本JSR株式会社的N240S和/或N241型号的丁腈橡胶生胶；当采用上述两种型号丁腈橡胶生胶的混合物时，本专利技术对两种型号丁腈橡胶生胶的配比没有特殊的限定，采用任意配比均可。以所述丁腈橡胶生胶的质量份数为基准，本专利技术提供的丁腈橡胶的制备原料包括0.1～5份液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯，优选为0.15～4.8份，更优选为0.5～3.5份，进一步优选为0.8～2.7份。本专利技术在制备丁腈橡胶时添加少量液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯，能够有效提高丁腈橡胶制备的密封圈的强度和降低其压缩永久变形，有利于提高密封圈在较严格使用环境下的使用寿命。在本专利技术中，所述液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯优选由端氨基液体丁腈橡胶与氧化石墨烯反应得到。在本专利技术中，所述端氨基液体丁腈橡胶的相对分子质量优选为2000～4000；所述端氨基液体丁腈橡胶中氨基的质量分数优选≥15％；在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丁腈橡胶，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：/n100份丁腈橡胶生胶；/n0.1～5份液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯；/n60～90份液体丁腈橡胶改性炭黑；/n1～3份防老剂；/n2～6份复合硫化剂；/n1～3份促进剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种丁腈橡胶，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：
100份丁腈橡胶生胶；
0.1～5份液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯；
60～90份液体丁腈橡胶改性炭黑；
1～3份防老剂；
2～6份复合硫化剂；
1～3份促进剂。


2.根据权利要求1所述的丁腈橡胶，其特征在于，所述丁腈橡胶生胶的门尼粘度为40～65；所述丁腈橡胶生胶中丙烯腈的质量分数为20～30％。


3.根据权利要求1所述的丁腈橡胶，其特征在于，所述液体丁腈橡胶改性氧化石墨烯由端氨基液体丁腈橡胶与氧化石墨烯反应得到。


4.根据权利要求1所述的丁腈橡胶，其特征在于，所述液体丁腈橡胶改性炭黑由端氨基液体丁腈橡胶与环氧基硅烷偶联剂处理的炭黑反应得到。


5.根据权利要求3或4所述的丁腈橡胶，其特征在于，所述端氨基液体丁腈橡胶的相对分子质量为2000～4000；所述端氨基液体丁腈橡胶中氨基的质量分数≥15％。


6.根据权利要求4所述的丁腈橡胶，其特征在于，所述环氧基硅烷偶联剂包括3-缩水甘油醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志鹏，严滨，周静，钟汀梁，
申请(专利权)人：科诺思膜技术厦门有限公司，厦门嘉戎技术股份有限公司，厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建;35