一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料制造技术

本发明专利技术涉及一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料，属于橡胶制品技术领域，包括以下重量份原料：氯丁橡胶90

【技术实现步骤摘要】
一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料


[0001]本专利技术属于橡胶制品
，具体地，涉及一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料。

技术介绍

[0002]汽车轴承橡胶密封圈是由一个或几个零件组成的环形罩，固定在轴承的一个套圈或垫圈上并与另一套圈或垫圈接触或形成窄的迷宫间隙，防止润滑油漏出及外物侵入，以橡胶弹性体为主要材料，橡胶增强体为骨架，加工成不同厚度的橡胶膜片。现有的汽车轴承密封圈的抗疲劳性能较差，如何提高这一性能是人们一直以来的研究重点。
[0003]橡胶疲劳破坏过程漫长且初始产生的裂纹十分微小，很容易被人们忽视，而橡胶材料往往是由于疲劳破坏而最终丧失使用性能，橡胶本身的耐磨性能和强度较低，通过需要添加填料来补强，填料对复合材料耐疲劳性能的影响机理主要有以下几个方面：第一，填料的加入使橡胶复合材料的刚度和滞后发生变化；第二，橡胶材料在运行过程中，填料与橡胶基体的相互作用差的界面处，会成为微裂纹的起源，并且裂纹尖端的橡胶主链分子上的碳碳双键易与氧气发生，造成分子链断裂；第三，当微裂纹尖端在扩展过程中遇到填料时会发生偏转，支化和钝化。因此，填料的性质对橡胶复合材料的耐疲劳性能有很大的影响，而石墨烯是一种二维碳质材料，在平面内由重复的周期结构，具有高比表面积、优异的力学性能和大的纵横比，这预示着石墨烯在对橡胶材料的高效补强方面具有潜在优势，同时，相比于传统的球形填料炭黑、白炭黑，石墨烯的片状结构在阻碍裂纹扩展方面更具优势，因此，本专利技术以石墨烯为基材，配合其他原料，制备出一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料。<br/>
技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术提供一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料，包括以下重量份原料：
[0007]氯丁橡胶90
‑
100份、丁腈橡胶30
‑
50份、古马隆树脂15
‑
25份、炭黑20
‑
30份、硬脂酸2份、氧化锌3
‑
5份、增强填料5
‑
10份、硫磺2份、防老剂1.5
‑
2.5份、促进剂1
‑
2份；
[0008]该汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料由以下步骤制成：
[0009]步骤一、将氯丁橡胶、丁腈橡胶、硬脂酸、炭黑和防老剂加入密炼机中，温度150
‑
160℃下密炼15
‑
30min，得到第一物料；
[0010]步骤二、将第一物料置于开炼机中，并依次加入古马隆树脂、氧化锌、增强填料和促进剂，在温度50
‑
60℃下开炼15
‑
30min后加入硫磺，继续开炼15
‑
30min，然后转移至硫化机上成型，设置压力10
‑
12MPa，温度150
‑
160℃下硫化15
‑
20min，得到汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料。
[0011]进一步地，增强填料由以下步骤制成：
[0012]步骤S11、向反应器其中加入氧化石墨烯、羧基化碳纳米管、SOCl2和DMF，加热至70℃搅拌反应24h后，减压蒸馏去除DMF，将蒸馏产物转移至另一反应器中，加入DMF、端羟基受阻酚类聚合物和吡啶，升温至110℃搅拌反应48h，反应结束后，离心，沉淀干燥，得到聚合物接枝填料；
[0013]其中，氧化石墨烯、羧基化碳纳米管、SOCl2和DMF用量比为0.4
‑
0.6g：0.8
‑
1.0g：80mL：4mL，蒸馏产物、DMF、端羟基受阻酚类聚合物和吡啶的用量比为1.2
‑
1.6g：50
‑
60mL：2.5
‑
2.8g：1
‑
2mL；
[0014]步骤S12、将聚合物接枝填料置于质量分数0.5％氢氧化钠溶液中，控制反应温度30℃，加入CS2，搅拌反应2
‑
3h，反应结束后，趁热过滤，滤饼用无水乙醇反复洗涤3
‑
5次后，在50℃下干燥至恒重，得到增强填料；
[0015]其中，聚合物接枝填料、氢氧化钠溶液和CS2的用量比为1g：50mL：0.05mL。
[0016]采用SOCl2与氧化石墨烯、羧基化碳纳米管表面的羧基发生反应，得到酰氯化中间产物，进而在吡啶的作用下，使酰氯化中间产物与端羟基受阻酚类聚合物发生消去HCl反应，使氧化石墨烯、羧基化碳纳米管表面接枝端羟基受阻酚类聚合物，即聚合物接枝填料，最后在氢氧化钠溶液和CS2作用下引入黄原酸酯基团，得到增强填料。
[0017]进一步地，端羟基受阻酚类聚合物包括以下步骤制成：
[0018]向反应釜中加入2,2
‑
二羟甲基丙酸和DMF，搅拌10
‑
15min后，加入受阻酚二元醇和对甲苯磺酸，升温至回流反应8
‑
10h，反应结束后，减压蒸馏去除DMF，得到端羟基受阻酚类聚合物；2,2
‑
二羟甲基丙酸、DMF和受阻酚二元醇的用量比为0.014
‑
0.016mol：30
‑
50mL：4.37g，对甲苯磺酸用量为2,2
‑
二羟甲基丙酸和受阻酚二元醇质量和的2％，在对甲苯磺酸的催化作用下，以2,2
‑
二羟甲基丙酸和受阻酚二元醇为单体，通过酯化反应得到含有端羟基、受阻酚支链的超支化聚合物。
[0019]进一步地，受阻酚二元醇由以下步骤制成：
[0020]步骤S21、氮气保护下，0℃下将3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基丙酸、3
‑
丁烯
‑1‑
醇和二氯甲烷搅拌混合8
‑
10min，加入4
‑
二甲氨基吡啶搅拌10min后滴加N,N
‑
二环己基碳二亚胺的二氯甲烷溶液，滴加结束后，室温搅拌反应48h，反应结束后，将反应产物倒入水中，过滤，滤饼干燥，得到中间产物；
[0021]其中，3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基丙酸、3
‑
丁烯
‑1‑
醇、二氯甲烷、4
‑
二甲氨基吡啶和N,N
‑
二环己基碳二亚胺用量比为15mmol：15
‑
16mmol：80
‑
100mL：1.3
‑
1.5mmol：4.0g，N,N
‑
二环己基碳二亚胺的二氯甲烷溶液中N,N
‑
二环己基碳二亚胺和二氯甲烷用量比为4.0g：10mL；
[0022]步骤S22、向三口烧瓶中加入中间产物、二乙醇胺和无水乙醇，升温至60℃，搅拌反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料，其特征在于，包括以下重量份原料：氯丁橡胶90
‑
100份、丁腈橡胶30
‑
50份、古马隆树脂15
‑
25份、炭黑20
‑
30份、硬脂酸2份、氧化锌3
‑
5份、增强填料5
‑
10份、硫磺2份、防老剂1.5
‑
2.5份、促进剂1
‑
2份；增强填料由以下步骤制成：步骤S11、将氧化石墨烯、羧基化碳纳米管、SOCl2和DMF混合，70℃搅拌反应24h后，减压蒸馏去除DMF，将蒸馏产物转移至另一反应器中，加入DMF、端羟基受阻酚类聚合物和吡啶，升温至110℃搅拌反应48h，得到聚合物接枝填料；步骤S12、将聚合物接枝填料置于质量分数0.5％氢氧化钠溶液中，30℃下加入CS2，搅拌反应2
‑
3h，得到增强填料。2.根据权利要求1所述的一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料，其特征在于，步骤S11中氧化石墨烯、羧基化碳纳米管、SOCl2和DMF用量比为0.4
‑
0.6g：0.8
‑
1.0g：80mL：4mL，蒸馏产物、DMF、端羟基受阻酚类聚合物和吡啶的用量比为1.2
‑
1.6g：50
‑
60mL：2.5
‑
2.8g：1
‑
2mL。3.根据权利要求1所述的一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料，其特征在于，步骤S12中聚合物接枝填料、氢氧化钠溶液和CS2的用量比为1g：50mL：0.05mL。4.根据权利要求1所述的一种汽车轴承密封圈用抗疲劳橡胶材料，其特征在于，端羟基受阻酚类聚合物包括以下步骤制成：将2,2
‑
二羟甲基丙酸和DMF混合后，加入受阻酚二元醇和对甲苯磺酸，回流反应8
‑
10...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建坤，承友华，孙兆阳，刘兆磊，
申请(专利权)人：芜湖佳先传动轴有限公司，
类型：发明
国别省市：