一种汽车发动机用橡胶密封材料及其制备方法与流程

本发明涉及密封材料领域，具体为一种汽车发动机用橡胶密封材料及其制备方法。

背景技术：

1、汽车密封系统在汽车结构中扮演着不可替代的重要角色，对于防止渗漏，提高空气阻隔效果具有关键意义。在实践中，尽管会用到部分金属制品、丝质制品等作为密封材料，但由于橡胶材质结构具有大分子特点，拥有良好的弹性、可复原性、气密性等显著特征，在减震、隔音、密封等方面优势突出，因此橡胶材料制品始终是汽车密封中的最主要材料。

2、在汽车发动机方面，由于发动机的特殊运行工况，需要橡胶密封制品在耐高温、耐溶剂性能方面具有一定优势，因此对橡胶密封材料的性能提出了较高的要求。

技术实现思路

1、发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种汽车发动机用橡胶密封材料及其制备方法。

2、所采用的技术方案如下：

3、一种汽车发动机用橡胶密封材料，以重量份数计，包括：

4、三元乙丙橡胶60~80份、端环氧基丁腈橡胶20~30份、氟硅橡胶20~30份、氯磺化聚乙烯橡胶5~10份、聚乙二醇-聚丁二烯-聚乙二醇三嵌段共聚物5~10份、白炭黑60~80份、炭黑15~30份、防老剂rd 1~2份、防老剂mb 1~2份、增塑剂1~3份、硫化组分1~3份。

5、进一步地，所述氟硅橡胶的数均分子量为1万～10万，结构式如下所示：

6、

7、其中，m为二甲基硅氧烷链节个数，n为三氟丙基甲基硅氧烷链节个数；

8、 m：n=1：1~10；

9、r为碳原子数为1~4的氨烷基。

10、进一步地，r为氨丙基或氨丁基。

11、进一步地，所述氟硅橡胶由三氟丙基甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷和催化剂制备而成；

12、其中，1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷的用量为三氟丙基甲基环三硅氧烷和八甲基环四硅氧烷总重量的0.5~1%；

13、 1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷作为封端剂，当其用量大于1%时，会限制了分子链的增长，当用量小于0.5%时，分子量不会继续增大，这可能是因为链转移现象，使得共聚物提前被封端，所以综合考虑，1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷的用量为三氟丙基甲基环三硅氧烷和八甲基环四硅氧烷总重量的0.5~1%最佳。

14、进一步地，所述催化剂为氟硅氧烷醇四甲基氢氧化铵。

15、进一步地，所述聚乙二醇-聚丁二烯-聚乙二醇三嵌段共聚物的制备方法如下：

16、利用端羟基聚丁二烯与对甲苯磺酰氯反应将端羟基聚丁二烯的端羟基修饰为易发生离去的对甲苯磺酸酯基，再利用聚乙二醇的端羟基与甲苯磺酸酯基的亲核取代反应即可得到聚乙二醇-聚丁二烯-聚乙二醇三嵌段共聚物。

17、进一步地，所述白炭黑和炭黑均经过含硫硅烷偶联剂改性处理。

18、进一步地，所述增塑剂为液体石蜡、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和古马隆树脂中的任意一种或多种组合。

19、进一步地，所述硫化组分包括硫化剂dcp和助交联剂taic，硫化剂dcp和助交联剂taic的重量比为2~4：1。

20、本发明还提供了一种汽车发动机用橡胶密封材料的制备方法：

21、先将氟硅橡胶和白炭黑在双辊开炼机上混炼均匀，然后在捏合机中在温度为120~140℃、真空度为-0.1~-0.05mpa的条件下，捏合4~8h，放置18~24h后，再与三元乙丙橡胶、端环氧基丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚乙二醇-聚丁二烯-聚乙二醇三嵌段共聚物和增塑剂混合，混炼1~2min，随后再将炭黑、防老剂rd 、防老剂mb加入，继续混炼4~8min后排胶，所得胶料加入双辊开炼机中返炼3~6min，再加入硫化组分，薄通5~10次后出片，混炼胶停放12~24 h后在平板硫化机上在150~170℃、10~15mpa下硫化10~20min，出模即可。

22、本发明的有益效果：

23、三元乙丙橡胶具有优异的耐臭氧、耐候老化性以及高度的化学稳定性， 但耐油性能较差，氟硅橡胶具有优异的耐高温、耐油、耐磨和耐化学腐蚀等性能，但是氟硅橡胶与三元乙丙橡胶极性相差较大，两者相容性差，发明人通过端环氧基丁腈橡胶作为媒介，通过环氧基与氨基的交联反应，形成共交联结构，增加三者之间界面结合力及相容性，提升性能，氯磺化聚乙烯橡胶主链为化学稳定的饱和烃，可以与三元乙丙橡胶缠结在一起，侧基是带有极性的氯原子，与端环氧基丁腈橡胶的相容也较好，高活性的氯磺酰基团能够为硫化提供交联点，能够促进共交联网络的形成，聚乙二醇-聚丁二烯-聚乙二醇三嵌段共聚物作为嵌段共聚物结构中既具有极性链段也具有非极性链段，可以作为相容剂，改善氟硅橡胶与三元乙丙橡胶、端环氧基丁腈橡胶的结合性能，提高橡胶密封材料的力学性能并改善加工流变性，提高表面光洁度，本发明所制备的橡胶密封材料各项性能优良，适合用于汽车发动机的密封，且耐油、耐高温性能良好。

技术特征：

1.一种汽车发动机用橡胶密封材料，其特征在于，以重量份数计，包括：

2.如权利要求1所述的汽车发动机用橡胶密封材料，其特征在于，r为氨丙基或氨丁基。

3.如权利要求1所述的汽车发动机用橡胶密封材料，其特征在于，所述氟硅橡胶由三氟丙基甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷和催化剂制备而成；

4.如权利要求3所述的汽车发动机用橡胶密封材料，其特征在于，所述催化剂为氟硅氧烷醇四甲基氢氧化铵。

5.如权利要求1所述的汽车发动机用橡胶密封材料，其特征在于，所述聚乙二醇-聚丁二烯-聚乙二醇三嵌段共聚物的制备方法如下：

6.如权利要求1所述的汽车发动机用橡胶密封材料，其特征在于，所述白炭黑和炭黑均经过含硫硅烷偶联剂改性处理。

7.如权利要求1所述的汽车发动机用橡胶密封材料，其特征在于，所述增塑剂为液体石蜡、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和古马隆树脂中的任意一种或多种组合。

8.如权利要求1所述的汽车发动机用橡胶密封材料，其特征在于，所述硫化组分包括硫化剂dcp和助交联剂taic，硫化剂dcp和助交联剂taic的重量比为2~4：1。

9.一种如权利要求1~8中任一项所述的汽车发动机用橡胶密封材料的制备方法，其特征在于，先将氟硅橡胶和白炭黑在双辊开炼机上混炼均匀，然后在捏合机中在温度为120~140℃、真空度为-0.1~-0.05mpa的条件下，捏合4~8h，放置18~24h后，再与三元乙丙橡胶、端环氧基丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚乙二醇-聚丁二烯-聚乙二醇三嵌段共聚物和增塑剂混合，混炼1~2min，随后再将炭黑、防老剂rd 、防老剂mb加入，继续混炼4~8min后排胶，所得胶料加入双辊开炼机中返炼3~6min，再加入硫化组分，薄通5~10次后出片，混炼胶停放12~24 h后在平板硫化机上在150~170℃、10~15mpa下硫化10~20min，出模即可。

技术总结
本发明涉及密封材料领域，具体为一种汽车发动机用橡胶密封材料及其制备方法，以重量份数计，包括：三元乙丙橡胶60~80份、端环氧基丁腈橡胶20~30份、氟硅橡胶20~30份、氯磺化聚乙烯橡胶5~10份、聚乙二醇‑聚丁二烯‑聚乙二醇三嵌段共聚物5~10份、白炭黑60~80份、炭黑15~30份、防老剂RD 1~2份、防老剂MB 1~2份、增塑剂1~3份、硫化组分1~3份，本发明所制备的橡胶密封材料各项性能优良，适合用于汽车发动机的密封，且耐油、耐高温性能良好。

技术研发人员：刘小锐,马小鹏
受保护的技术使用者：嘉科（无锡）密封技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14