一种抗老化橡胶密封复合板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗老化橡胶密封复合板材及其制备方法。本发明专利技术各原料组分如下：以重量份计，氟橡胶100‑200份、丁腈橡胶80‑160份、聚乙烯亚胺50‑70份、4‑乙烯基苄氯25‑35份、硬脂酸20‑30份、氧化镁10‑30份、石蜡20‑30份、硫磺20‑40份、促进剂20‑30份、改性金属基材50‑100份。本发明专利技术制得的橡胶‑金属基密封复合板材有效结合了柔性材料和刚性材料的优势，具有优异的压缩回弹性和抗蠕变松弛性能，橡胶材料与金属基材之间粘结性好，性质稳定，密封性能好，耐热氧老化性能优异，非常具有实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗老化橡胶密封复合板材及其制备方法
本专利技术涉及密封复合板材
，具体为一种抗老化橡胶密封复合板材及其制备方法。
技术介绍
密封复合板材是指以金属材料作为基材，在其表面粘附或包覆塑料、石棉、橡胶等非金属材料得到的具有密封效果的板材。密封复合板材与普通密封板材相比，有效结合了金属材料的刚性和非金属材料的柔性、弹性，蠕变小，密封性好，应用范围更广，非常受到人们的欢迎。石棉-金属密封复合板易破损，使用寿命较短，密封性能不足，从而限制其发展；塑料-金属复合密封板存在易老化、耐候性差、不环保的问题。因此，橡胶-金属密封复合板材逐渐未来密封复合板材发展的主要方向。橡胶是制备橡胶-金属密封能复合板的重要材料，对橡胶-金属复合密封板的密封性能起着决定性作用。但是橡胶材料长期暴露在空气、热、氧环境下极易发生老化，橡胶老化会使得橡胶-金属复合密封板失去密封性能，不及时将复合密封密封复合板材进行更换的话很容易造成事故和难以挽回的损失。橡胶-金属密封复合密封复合板材在工作时，与空气或氧气接触面积较少，空气和氧气并非是造成橡胶-金属密封复合板材发生老化的主要原因。使橡发生老化的主要原因是热和氧气。在热氧环境下，橡胶分子链会发生断裂或产生新的分子链交联；橡胶分子链断裂后会橡胶变软、发粘，从而失去密封性能，而分子链发生新的交联又会使得橡胶变硬、发脆、出现裂纹，从而使橡胶失去密封性。橡胶金属复合板材一般使用不锈钢合金作为金属基材，金属基材具有优异的导热性，如果不江南金属基材进行处理，直接将其与橡胶复合，制得的橡胶-金属复合板材，在金属基材的作用下，橡胶受到的热量会进一步加强，容易加快橡胶-金属密封能复合板材热氧老化进程，进一步缩短橡胶-金属密封复合板材的使用寿命。并且，不锈钢合金表面过于光滑，与橡胶材料之间的界面结合力不足，密封复合板在使用过程中容易出现分层现象，密封复合板在服役过程中也容易产生受力不均，密封性能下降，密封复合板材使用寿命缩短等一系列问题；氧化锌是制备橡胶的重要原材料之一，氧化锌的加入可以提高橡胶的刚度、抑制腐蚀的生长、稳定硫化作用，但是氧化锌在橡胶中的混合渗透性能较差，橡胶材料在回收过程中，橡胶中的锌离子还会游离到大气或者水体中，对环境具有一定的危害，不符合我国绿色可持续发展的理念。因此，人们亟需一种抗老化性能好，密封效果好，使用寿命长，安全环保的橡胶密封复合板材及其制备方法来解决上述背景中提出的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗老化橡胶密封复合板材及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。一种抗老化橡胶密封复合板材，所述各原料组分如下：以重量份计，所述各原料组分如下：以重量份计，氟橡胶100-200份、丁腈橡胶80-160份、聚乙烯亚胺50-70份、4-乙烯基苄氯25-35份、硬脂酸20-30份、氧化镁10-30份、石蜡20-30份、硫磺20-40份、促进剂20-30份、改性金属基材50-100份。进一步的，所述改性金属基材包括各原料组分如下：以重量份计，金属基材100-200份、硅烷偶联剂30-50份、氯化-1,7-二(2-苯并咪唑)-庚烷50-70份、改性二氧化硅溶胶80-100份。进一步的，所述改性二氧化硅溶胶包括各原料组分如下：以重量份计，甲氧基三乙氧基硅烷80-90份、纤维素晶须30-40份、酸催化剂10-20份、碱催化剂20-30份、羟基瓜环30-50份。本专利技术以甲氧基三甲氧基硅烷为前驱体，采用酸碱两步法制备了二氧化硅溶胶，再加入羟基瓜环进行改性，得到改性二氧化硅溶胶；改性二氧化硅溶胶中不仅含有大量的羟基和硅羟基，还含有大量具有疏水作用的硅碳键，有机基团间的相互排斥使得改性二氧化硅气凝胶具有一定的柔性，而不易发生碎裂，羟基和硅羟基也有利于增强二氧化硅气凝胶与羟基瓜环之间的界面结合；而硅碳键的存在则增强了金属基材表面的疏水性，强化了金属基材的缓蚀性能。纤维素晶须的添加可以改善改性二氧化硅气凝胶的力学性能。进一步的，所述酸催化剂为草酸；所述碱催化剂为氨水，所述氨水的质量分数为4-12％。进一步的，所述硅烷偶联剂为环氧烃基硅烷偶联剂、羧基硅烷偶联剂中的一种或多种。一种抗老化橡胶密封复合板材的制备方法，包括以下步骤：S1.制备改性二氧化硅溶胶：A.将甲氧基三乙氧基硅烷、纤维素晶须混合并加入到二甲基亚砜溶液中搅拌溶解，加入酸催化剂，得溶胶A；B.向溶胶A中加入氨水，继续搅拌，得溶胶B；C.将羟基瓜环加入到溶胶B中，搅拌，得到改性二氧化硅溶胶；S2.制备改性金属基材：A.将金属基材水洗后使用砂磨纸打磨，得金属基材A；B.将乙醇溶液加热，加入硅烷偶联剂搅拌，将温度升高，加入金属基材A，超声分散，取出，得金属基材B；C.将氯化-1,7-二(2-苯并咪唑)-庚烷置于去离子水中超声分散，取出，得金属基材C；D.将改性二氧化硅溶胶升温，加入金属基材C，超声分散，取出老化，干燥，得到改性金属基材；S3.合成密封板；A.将氟橡胶、丁腈橡胶置于密炼机中混炼，加入聚乙烯亚胺，搅拌，依次加入4-乙烯基苄氯、硬脂酸、氧化镁、石蜡、硫磺、促进剂搅拌，排胶后得到橡胶混合物；B.将橡胶混合料涂覆在改性金属基材上，晾干后，硫化处理，取出，得抗老化橡胶密封复合板材。具体包括以下步骤：S1.制备改性二氧化硅溶胶：A.将甲氧基三乙氧基硅烷、纤维素晶须混合并加入到二甲基亚砜溶液中搅拌溶解，加入酸催化剂搅拌反应20-40min，得溶胶A；B.向溶胶A中加入氨水，继续搅拌反应15-20min，得溶胶B；C.将羟基瓜环加入到溶胶B中，以100-200r/min转速搅拌30-40mIn，得到改性二氧化硅溶胶；S2.制备改性金属基材：A.将金属基材水洗后使用砂磨纸打磨1-2h，得金属基材A；使用砂磨纸打磨处理，一方面可以暴露出金属基材表面更多的羟基，增加硅烷偶联剂的修饰位点，另一方面还可以增加金属基材表面粗糙度，从而使得金属基材与改性气凝胶、橡胶混合料之间形成物理咬合，提升界面结合力。B.将乙醇溶液加热到25-45℃，加入硅烷偶联剂搅拌分散20-40min，将温度升高至80-90℃，该温度条件有利于加强硅烷偶联剂分子运动性能，提升硅烷偶联剂在金属基材上的接枝率，加入金属基材A，超声分散3-5h，取出，得金属基材B；C.将氯化-1,7-二(2-苯并咪唑)-庚烷置于去离子水中超声分散1-2h，取出，得金属基材C；D.将改性二氧化硅溶胶升温至35-55℃，加入金属基材C，超声分散30-50min，取出并置于乙醇中老化10-15h，干燥，得到改性金属基材；S3.合成密封板；A.将氟橡胶、丁腈橡胶置于密炼机中混炼，加入聚乙烯亚胺，搅拌反应1-2h后，依次加入4-乙烯基苄氯、硬脂酸、氧化镁、石蜡、硫磺、促进剂搅拌反应1-2h，排胶后得到橡胶混合物；B.将橡胶混合料涂覆在改性金属基材上，置于25-35℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗老化橡胶密封复合板材，其特征在于：所述各原料组分如下：以重量份计，氟橡胶100-200份、丁腈橡胶80-160份、聚乙烯亚胺50-70份、4-乙烯基苄氯25-35份、硬脂酸20-30份、氧化镁10-30份、石蜡20-30份、硫磺20-40份、促进剂20-30份、改性金属基材50-100份。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗老化橡胶密封复合板材，其特征在于：所述各原料组分如下：以重量份计，氟橡胶100-200份、丁腈橡胶80-160份、聚乙烯亚胺50-70份、4-乙烯基苄氯25-35份、硬脂酸20-30份、氧化镁10-30份、石蜡20-30份、硫磺20-40份、促进剂20-30份、改性金属基材50-100份。


2.根据权利要求1所述的一种抗老化橡胶密封复合板材，其特征在于：所述改性金属基材包括各原料组分如下：以重量份计，金属基材100-200份、硅烷偶联剂30-50份、氯化-1,7-二(2-苯并咪唑)-庚烷50-70份、改性二氧化硅溶胶80-100份。


3.根据权利要求2所述的一种抗老化橡胶密封复合板材，其特征在于：所述改性二氧化硅溶胶包括各原料组分如下：以重量份计，甲氧基三乙氧基硅烷80-90份、纤维素晶须30-40份、酸催化剂10-20份、碱催化剂20-30份、羟基瓜环30-50份。


4.根据权利要求3所述的一种抗老化橡胶密封复合板材，其特征在于：所述酸催化剂为草酸；所述碱催化剂为氨水，所述氨水的质量分数为4-12％。


5.根据权利要求2所述的一种抗老化橡胶密封复合板材，其特征在于：所述硅烷偶联剂为环氧烃基硅烷偶联剂、羧基硅烷偶联剂中的一种或多种。


6.一种抗老化橡胶密封复合板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备改性二氧化硅溶胶：
A.将甲氧基三乙氧基硅烷、纤维素晶须混合并加入到二甲基亚砜溶液中搅拌溶解，加入酸催化剂，得溶胶A；
B.向溶胶A中加入氨水，继续搅拌，得溶胶B；
C.将羟基瓜环加入到溶胶B中，搅拌，得到改性二氧化硅溶胶；
S2.制备改性金属基材：
A.将金属基材水洗后使用砂磨纸打磨，得金属基材A；
B.将乙醇溶液加热，加入硅烷偶联剂搅拌，将温度升高，加入金属基材A，超声分散，取出，得金属基材B；
C.将氯化-1,7-二(2-苯并咪唑)-庚烷置于去离子水中超声分散，取出，得金属基材C；
D.将改性二氧化硅溶胶升温，加入金属基材C，超声分散，取出老化，干燥，得到改性金属基材；
S3.合成密封板；
A.将氟橡胶、丁腈橡胶置于密炼机中混炼，加入聚乙烯亚胺，搅拌，依次加入4-乙烯基苄氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶声波，冷钢，封婷婷，
申请(专利权)人：江苏赛尔密封科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32