[发明专利]一种耐高温发动机缸密封垫材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温发动机缸密封垫材料及其制备方法，属于密封垫材料技术领域，包括如下重量份原料：混合橡胶140‑150份、四氟乙烯‑六氟丙烯共聚物20‑40份、氧化锌4‑6份、硬脂酸3‑5份、N,N’‑间苯撑双马来酰亚胺1.5‑2.5份、三羟甲基丙烷三油酸酯3‑6份、改性碳纤维20‑30份、硫磺1‑2份、促进剂DETU 2‑3份；以改性碳纤维作为补强材料替换炭黑且无需添加大量增塑剂，提高密封垫材料的整体性能，因改性碳纤维先经过预处理、然后再与木质素反应，得到的改性碳纤维整体结构中不仅含有木质素类材料也含有硅烷偶联剂的结构，与橡胶材料具有良好的相容性，更有利于整体性能的提升。

技术领域

本发明属于密封垫材料技术领域，具体涉及一种耐高温发动机缸密封垫材料及其制备方法。

背景技术

密封垫是以金属或非金属板状材质，经切割，冲压或裁剪等工艺制成，用于管道之间的密封连接，机器设备的机件与机件之间的密封连接。按材质可分为金属密封垫片和非金属密封垫片。

随着汽车工业的高质量发展，对于发动机的密封要求越来越高,因发动机的工况条件的限制，需要考虑密封的区域螺栓扭矩力小、螺栓分布不均匀、结合面的平整度、发动机相应部位材质刚性等因素，发动机密封垫会接触到汽油、柴油、机油等腐蚀介质，且工作时温度较高，达到200℃甚至更高，因此，发动机密封垫使用的橡胶必须具有良好的耐油、耐高温等性能，如果达不到要求会导致密封效果差，易出现渗漏现象，影响发动机正常工作，甚至直接影响到发动机的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温发动机缸密封垫材料及其制备方法，以解决背景技术中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐高温发动机缸密封垫材料，包括如下重量份原料：

混合橡胶140-150份、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物20-40份、氧化锌4-6份、硬脂酸3-5份、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺1.5-2.5份、三羟甲基丙烷三油酸酯3-6份、改性碳纤维20-30份、硫磺1-2份、促进剂DETU2-3份；所述混合橡胶包括氰硅橡胶、丁吡橡胶和烟片胶；

所述改性碳纤维通过如下步骤制备：

步骤一、在氮气保护条件下，将木质素加入甲苯中，搅拌分散后得到木质素浆液，然后将木质素浆液和二丁基二月桂酸锡加入异氰酸酯溶液中，然后升温至75℃，设置回流装置，搅拌3h，得到处理液；

步骤二、在氮气保护条件下，将氨基化碳纤维和甲苯搅拌分散，然后加入处理液，升温至105℃回流搅拌反应3-4h，反应结束后，经过过滤干燥，得到改性碳纤维。木质素结构中均含有苯环结构，苯环上的π电子仅需较少的能量就能发生电子跃迁，在受到紫外线照射时，紫外线所产生的能量可以被吸收，即表现为耐光老化，同时，木质素类材料的结构中含有受阻酚结构，能与老化产生的自由基进行结合，从而发生链终止反应，进而抑制热氧老化，即表现为耐热老化。在传统的橡胶配方使用过程中，往往要加入较多的炭黑和少量的增塑剂以期达到性能要求，但由于胶料的黏度较大，在共混合加工过程都很困难，直观表现为胶料门尼黏度大，又通过添加较多的增塑剂来改善胶料的加工性能，这又会导致胶料的硬度和力学机械性能下降，本发明中以改性碳纤维替换炭黑，使其更有利于提高材料性能。

进一步地，步骤一的木质素浆液中木质素和甲苯的用量比为3g：100mL，木质素浆液、二丁基二月桂酸锡和异氰酸酯溶液的用量比为100mL：0.1g：100mL；步骤二中氨基化碳纤维、处理液和甲苯的用量比为2g：100-150mL：100mL。

进一步地，所述木质素为碱木质素或木质素磺酸钠中的一种。

进一步地，所述异氰酸酯溶液通过如下步骤制备：

向甲苯中加入异氰酸酯和乙酰苯胺，在75℃条件下设置回流，搅拌1h，得到异氰酸酯溶液。