本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体涉及一种球笼联轴器用耐疲劳氢化丁腈橡胶材料及其制备方法，主要采用氢化丁腈生胶为基体，加入硫化剂、促进剂、补强剂等，同时添加少量改性芳纶浆粕母胶、采用三元复配防老体系，改性芳纶浆粕母胶可良好的分散于氢化丁腈橡胶基体中、两者具有较强的界面作用力，使橡胶基体抗裂纹扩展能力提升，从而改善氢化丁腈橡胶材料的耐疲劳性能，三元复配防老体系改善材料耐老化性能，本发明专利技术制备的氢化丁腈橡胶伸张疲劳寿命高，能够满足球笼连轴器密封罩的工作环境及使用要求，具有很好的应用前景。具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种球笼联轴器用耐疲劳氢化丁腈橡胶及其制备方法
[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种球笼联轴器用耐疲劳氢化丁腈橡胶及其制备方法。
技术介绍
[0002]球笼联轴器属于轮式车辆关重部件，联轴器密封罩起到密封油脂、保护联轴器万向节等作用，一旦破裂失效，将会导致油脂泄露、球笼联轴器万向节干磨损坏，使车辆丧失机动能力。密封罩内侧包覆油脂、外侧裸露在空气中，使用工况复杂、恶劣，随传动轴高速运转持续承受拉、弯、扭复合应力，罩体变形幅度较大，运行频率高，要求密封罩材料在复杂应力下耐疲劳性能好。
[0003]氢化丁腈橡胶是对丁腈橡胶进行选择性加氢制得的一种高饱和的弹性体材料，加氢后其耐候性、耐热性和力学强度等性能提高，可用于制作球笼联轴器密封罩，但疲劳寿命有待改善。
[0004]芳纶浆粕是一种高度原纤化的短纤，不仅具有高模量、高强度、高稳定性等优异的物化性能，还具有特殊的三维结构和较高的比表面积，其微纤可使浆粕锚固在基体材料中，产生独特的“手风琴效应”，若作为补强材料可提高橡胶基体抗裂纹扩展能力，从而提高橡胶材料的耐疲劳性能。但浆粕表面的原纤易团结、不易在橡胶中的分散。且浆粕具有化学惰性，直接加入橡胶中，会成为缺陷源，材料耐疲劳性能反而下降。
[0005]能否针对现有氢化丁腈橡胶材料存在的缺陷，将其与芳纶浆粕有机的整合在一起从而获得一种具有更优性能的材料，成为本领域技术人员研究的重点。
技术实现思路
[0006]本专利技术针对现有技术存在的空白之处，提供了一种球笼联轴器用耐疲劳氢化丁腈橡胶材料及其制备方法，主要采用氢化丁腈生胶为基体，加入硫化剂、促进剂、补强剂等，同时添加少量改性芳纶浆粕母胶、采用三元复配防老体系，改性芳纶浆粕母胶可良好的分散于氢化丁腈橡胶基体中、两者具有较强的界面作用力，使橡胶基体抗裂纹扩展能力提升，从而改善氢化丁腈橡胶材料的耐疲劳性能，三元复配防老体系改善材料耐老化性能，从而满足了球笼连轴器密封罩工况使用要求。
[0007]一种球笼联轴器密封罩用耐疲劳氢化丁腈橡胶，其原料组成按重量份计为：
[0008][0009]其中所述的氢化丁腈生胶中丙烯腈含量为21～38％、氢化度为90～98％；更具体的可选购自牌号为德国朗盛公司的LT2157或LT2568或C3446及赞南(上海)科技有限公司的ZN28255或ZN35158。
[0010]所述的防老剂为噻啉类防老剂、对苯二胺类防老剂、反应型防老剂的混合物，其中，噻啉类防老剂、对苯二胺类防老剂、反应型防比例为(2～4)：(2～4)：(1～4)，更进一步的所述噻啉类防老剂选自防老剂RD或防老剂DD；所述对苯二胺类防老剂选自防老剂4010NA或防老剂4010H；所述反应型防老剂选自防老剂NAPM或防老剂M。
[0011]上述防老剂的加入可减缓橡胶的热氧老化过程，从而提高橡胶的使用寿命，不同种类防老剂并用可产生协同效应，提升材料防护效果，适用于苛刻、复杂工况。同时反应型防老剂因一端含有胺类防老基团，另一端有能与橡胶中不饱和键发生交联反应的基团，硫化过程中在自由基的引发下能与橡胶发生聚合反应，从而将防老基团保留在橡胶链段上，从而增强防护效果，使橡胶耐热、耐屈挠龟裂等性能有明显改善，可用于动态条件下使用的多种橡胶制品。
[0012]所述增塑剂为醚类或酯类极性增塑剂，具体选自DOS、DBP、TP
‑
95、TP
‑
90B、ATBC中的一种；
[0013]所述的炭黑粒径控制在11～500nm之间，可以是N220、N234、N330、N550中的一种或多种复配；
[0014]所述促进剂可以是TMTD、DM、CZ、CBS中的一种或多种复配。
[0015]所述的改性芳纶浆粕母胶中芳纶浆粕主纤长度为0.5～1mm,比表面积7～11m2/g；具体可采用多异氰酸酯类改性剂改性浆粕，更具体的是以多异氰酸酯类与环氧树脂混合重量比为1：(3～6)的混合物为改性剂改性获得的浆粕，其具体制备工艺如下：
[0016](1)将20～50重量份改性剂与质量为其50～100倍的分散溶剂混合均匀；
[0017](2)将15～30重量份芳纶浆粕搅拌分散于(1)得到的改性剂稀溶液中，在40～100℃温度下，搅拌处理2～4小时；
[0018](3)将(2)得到的改性芳纶浆粕混合液采用负压抽滤或离心甩干方式脱溶剂处理后，室温晾置24～48小时，得改性芳纶浆粕；
[0019](4)在密炼机中，预先加入10～40份隔离剂、5～40份液体橡胶，混炼1～5min，之后加入(3)得到的改性芳纶浆粕，混炼25～45min，最后加入5～30重量份同种氢化丁腈橡胶，混炼10～20min，得到改性芳纶浆粕母胶。
[0020]其中，所述的多异氰酸酯类可以是甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基
甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种；
[0021]所述的环氧树脂为一个分子中含有两个以上环氧基的化合物，具体可以是缩水甘油醚类环氧树脂；具体的备选型号有JEW
‑
0113、E51、E44等。
[0022]所述的分散溶剂为丙酮或烷烃类溶剂；
[0023]所述的隔离剂为碳酸钙、炭黑或白炭黑；
[0024]所述的液体橡胶为二烯类液体橡胶或链烯烃类液体橡胶，如液体聚异戊二烯、液体聚异丁烯；
[0025]通过上述方法获得的改性芳纶浆粕母胶，由于采用了与基体相同的氢化丁腈橡胶，能实现在后续氢化丁腈橡胶基体中的良好分散，并具有优越的补强效果。其中，多异氰酸酯中的酰胺键在与芳纶浆粕反应的同时，可部分水解后与环氧树脂进行反应，反应后生成的酰胺键与氨基等可参与橡胶基体中不饱和键的交联反应，产生键和或氢键作用，从而增加了界面反应程度，提高与橡胶的界面粘合性；此外，环氧树脂的适量添加对终止裂纹，提高橡胶韧性有独特优势，由此可有效提高氢化丁腈橡胶的耐疲劳性能。
[0026]专利技术人的在先申请中曾经采用硅烷类偶联剂对芳纶浆粕进行处理，但是专利技术人发现如果将该芳纶浆粕直接应用到本申请的技术方案中，由于大多数硅烷类偶联剂中含硫，会参与后续橡胶的硫化反应，在一定程度上提高橡胶的交联密度，而交联密度的提高使得交联网络过分密实，不利于氢化丁腈橡胶伸张疲劳寿命的提高；
[0027]专利技术人又考虑到环氧树脂与氢化丁腈橡胶的相容性优于硅烷类偶联剂，且环氧树脂的适量添加对终止裂纹、提高橡胶韧性有独特优势，由此本专利技术最终提供了上述采用环氧树脂替代硅烷类偶联剂进行处理，并提供了相应的改性方法，最终获得了适合本申请专利技术目的的改性芳纶浆粕母胶。
[0028]在上述技术方案的基础上，专利技术人还提供了上述球笼联轴器密封罩用耐疲劳氢化丁腈橡胶的制备方法，包括以下步骤：
[0029](1)室温下，将组方量的氢化丁腈生胶、改性芳纶浆粕母胶、硬脂酸、氧化锌、防老剂通过密炼机预混2～4min；
[0030](2)将组方量的炭黑加入(2)得到的混合物中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种球笼联轴器密封罩用耐疲劳氢化丁腈橡胶，其特征在于，其原料组成按重量份计为：其中所述的氢化丁腈生胶中丙烯腈含量为21～38％、氢化度为90～98％；所述增塑剂为醚类或酯类极性增塑剂，具体选自DOS、DBP、TP
‑
95、TP
‑
90B、ATBC中的一种；所述的防老剂为噻啉类防老剂、对苯二胺类防老剂、反应型防老剂的混合物，其中噻啉类防老剂、对苯二胺类防老剂、反应型防比例为2～4：2～4：1～4；所述的改性芳纶浆粕母胶为多异氰酸酯类改性的芳纶浆粕。2.根据权利要求1所述球笼联轴器密封罩用耐疲劳氢化丁腈橡胶，其特征在于，所述氢化丁腈生胶选购自牌号为德国朗盛公司的LT2157或LT2568或C3446及赞南(上海)科技有限公司的ZN28255或ZN35158。3.根据权利要求1所述球笼联轴器密封罩用耐疲劳氢化丁腈橡胶，其特征在于，所述的炭黑粒径控制在11～500nm之间，选自N220、N234、N330、N550中的一种或多种复配；所述的增塑剂为醚类或酯类极性增塑剂，选自DOS、DBP、TP
‑
95、TP
‑
90B、ATBC中的一种或多种复配；所述促进剂选自TMTD、DM、CZ、CBS中的一种或多种复配。4.根据权利要求1所述球笼联轴器密封罩用耐疲劳氢化丁腈橡胶，其特征在于，所述噻啉类防老剂选自防老剂RD或防老剂DD；所述对苯二胺类防老剂选自防老剂4010NA或防老剂4010H；所述反应型防老剂选自防老剂NAPM或防老剂M。5.根据权利要求1所述球笼联轴器密封罩用耐疲劳氢化丁腈橡胶，其特征在于，所述改性芳纶浆粕母胶的制备工艺如下：以多异氰酸酯类与环氧树脂混合重量比为1：3～6的混合物为改性剂改性获得的浆粕，其具体制备工艺如下：(1)将20～50重量份改性剂与质量为其50～100倍的分散溶剂混合均匀，其中所述的改性剂为多异氰酸酯类...
【专利技术属性】
技术研发人员：王美芳，李斌，孙志勇，杜明欣，李辉，丁佳伟，杜华太，亓建，王存铎，马卫东，孙国华，景玉龙，张春梅，张鲲，焦斌，
申请(专利权)人：山东非金属材料研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。