耐寒丁腈橡胶密封制品配方的研究.pdf

第25卷第5期特种橡胶制品Vo1．25No．5
2004年lO月SpecialPurposeRubberProductsOctober2004

耐寒丁腈橡胶密封制品配方的研究

谢彦飞。张友南。唐先贺。杨军

(株洲时代新材料科技股份有限公司技术中心，湖南株洲412007)

摘要：研究了丁腈橡胶的低温耐寒性能，设计出了具有优良耐寒性能的生产配方。胶料的脆性温度可以达
到一61℃以下，压缩耐寒系数在一4O℃和一50~C下分别达到了0．69和0．61，达到了产品的技术要求。
关键词：丁腈橡胶；低温脆性；耐寒性
中图分类号：TQ333．7文献标识码：A文章编号：lOO5—4030(2004)05—0014-03

丁腈橡胶具有优良的耐油性，目前，它已作为橡胶低温脆性试验机，DXLL一10000电子拉力试

一种通用耐油性橡胶广泛用于机车车辆制动机用验机，上海化工机械四厂产品；XDY型橡胶压缩
的隔膜、Y型圈、密封圈以及胶垫等制品。此类密耐寒试验机，天津市材料试验机厂产品。
封制品是整个制动机的关键部件，其性能的好坏1．4测试方法
直接影响行车安全。在这些耐油橡胶制品的使用所有测试均按现行相应国家标准或橡胶行业
过程中，由于工作环境的需要，除了要求具有优良标准执行。
的耐油性外，还要求具有非常好的低温耐塞性能，
2结果与讨论
而丁腈橡胶的耐寒性不足，从而影响了耐油制品
的使用寿命[1]。鉴于此，本工作优化设计了以丁2．1主体材料的选择
腈橡胶为主体材料的试验配方，使其低温耐寒性在丁腈橡胶中，丙烯腈含量的高低对硫化胶
有了很大的提高。料的各项性能有较大的影响，丁二烯链段分子极
性小，柔顺性好，提供耐寒性；丙烯腈链段分子极
1实验
性大，柔顺性差，提供耐油性。实践证明，低丙烯
1．1主要原材料腈含量(18～2O)的NBR能在满足耐油性的
NBR，牌号N1845，德国拜耳公司产品；前提下，具有优良的耐寒性，故选其作为主体材料
N1965，台湾合成橡胶公司产品；JSR25OS，日本合进行研究和试验。
成橡胶公司产品；BR，牌号9000，上海高桥石油2．1．1不同品种的NBR胶料的性能比较
化工公司产品；其他均为工业级市售产品。NBR是一种通用的合成橡胶，因品种的不
1．2基本配方同，生胶的分子结构和其他性能有所差别，对低温
生胶i00，氧化锌7，硬脂酸I．5，4010NA耐寒性也有比较大的影响。本工作考察了3种不
1．5，MB1．5，硫化剂+促进剂5，炭黑55，软化剂同牌号的低丙烯腈含量的NBR，并进行了对比试
35，其他助剂4；合计210．5。验，其性能见表l。由结果可知，这3种NBR的
1．3试验仪器与设备耐油性能相差不大，但JSR250S的低温脆性和压
X(S)K一160开炼机，上海橡胶机械一厂产缩耐寒性能均优于N1845和N1965。分析原因，
品；Y33—50A型平板硫化机，江西萍乡无线电专可能是由于JSR250S的丙烯腈含量分布范围比
用设备厂产品；XY一1型橡胶硬度计，SJCW一4其他两种NBR要宽一些，从而使整个分子链具
有更好的柔顺性。故选用丁腈橡胶JSR250S做
收稿日期：2004—06—23为主体材料。
作者简介：谢彦飞(1981一)，男，湖南石门人，株洲时代新材料科2．1．2NBR／BR并用与NBR单用胶料性能的比较
技股份有限公司助理工程师，学士，主要从事橡胶的
根据相关资料介绍[2]，NBR与BR并用可以
配方设计与研究工作。
提高胶料的低温耐寒性能。并用BR，相当于降

2004年谢彦飞等耐寒丁腈橡胶密封制品配方的研究l5

低了胶料的丙烯腈含量，同时也降低了整个分子2．2硫化体系对胶料性能的影响
链的极性，从而达到提高耐寒性的目的。对硫化配合剂的选择对胶料的性能有着重要的影
NBR／BR并用与NBR单用所得胶料的性能进行响。NBR常用硫化体系有硫黄硫化体系、含硫化合
了比较，结果见表2。物硫化体系、过氧化物硫化体系以及复合硫化体系，
表1不同牌号NBR胶料性能比较本工作考察了这4种硫化体系对胶料性能的影响，
结果见表4。结果表明，利用硫黄硫化体系，其强度
和伸长率性能比较好，但压缩耐寒系数很低；用含硫
化合物进行硫化，所得胶料的强度又偏低，耐油性较
差；用过氧化物硫化，拉伸强度差于硫黄硫化体系，
但压缩耐寒系数较高；选用复合硫化体系，除了伸长
率稍低于过氧化物硫化体系以外，其他各项性能均
较优。综合考虑，利用复合硫化体系进行硫化所得
胶料的物理机械性能最佳。
注；配方参见基本配方。
表4不同硫化体系对胶料性能的影响

表2NBR／BR并用与NBR单用胶料性能比较

注：生胶为NBR85，BR15·其余I司基本配方。
注；除生胶外，其余配合剂用量同基本配方。2．3补强体系对胶料性能的影响