本發明涉及橡膠技術領域，更具體地說，涉及一種具有極佳的耐高溫、耐油性能，同時具有耐低溫、低壓縮永久變形的特點氫化丁腈橡膠材料，還涉及一種該氫化丁腈橡膠材料的制備方法。
背景技術：
隨著技術制造技術的不斷發展創新，及節能環保意識額不斷增強，汽車發動機燃料的有效利用率在不斷提高，發動機倉的溫度在不斷提升，長期工作溫度幾乎接近150℃的高溫。這就要求發動機周圍的部件的耐溫性能也要隨之提高，尤其是起密封作用的橡膠零部件。
由于發動機溫度的不斷提升，進氣歧管用密封件的耐溫性能要求也隨之增加，由原來的150℃×168h的熱空氣老化提升到150℃×1008h和150℃×1512h，這對氫化丁腈橡膠而言，要求極為苛刻。
進氣歧管用密封件的關鍵特性有：1)、耐高溫性能150℃×1008h熱空氣老化和150℃×1512h熱空氣老化后技術指標要求幾乎相同，即：1008h老化后，硬度變化0～+15shorea、強力變化≤25％、伸長率變化≤40％，1512h老化后，硬度變化0～+25shorea、強力變化≤30％、伸長率變化≤50％；2)、在sae.5w30油中150℃×504h浸泡后，硬度變化-5～+5shorea、強力變化≤25％、伸長率變化≤30％，體積變化±10％；3)、在熱空氣150℃中老化72h后壓縮永久變形≤25％；4)、耐低溫tg玻璃化轉變溫度≥-30℃；此技術標準對于耐高溫、耐液體性能最好的氟橡膠而言，都不容易滿足，而對于氫化丁腈橡膠，因分子鏈結構中或多或少都有殘余雙鍵，在高溫下長時間老化后易分解，對氫化丁腈橡膠材料的耐高溫、耐壓縮永久變形性能影響很大，更幾乎不可能滿足。
此外，眾所周知，除了氟橡膠外，其他的彩色橡膠材料(如使用白色填料填充的橡膠材料)，較黑色炭黑填充的橡膠材料的耐熱性能熱穩定性差，性能保持性較差，而本發明要求使用彩色氫化丁腈橡膠材料來滿足上述苛刻的技術要求，其難易程度不言而喻。
技術實現要素：
1.發明要解決的技術問題
針對現有技術中彩色氫化丁腈橡膠材料的耐熱性能熱穩定性差及性能保持性較差的問題，本發明提供了一種耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料及其制備方法，該橡膠材料具有極佳的耐高溫、耐油性能，同時具有耐低溫、低壓縮永久變形的性能特點。
2.技術方案
為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：
本發明的一種耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料，包括如下重量份的組分：
作為本發明的進一步改進，所述的li2co3-50gn的重量份數為15份時，氫化丁腈橡膠生膠的重量份數為80份。
作為本發明的進一步改進，所述的li2co3-50gn為ml(1+4)50℃門尼粘度40，密度1.41g/cm3，li2co3有效質量百分比含量為49％～51％。
作為本發明的進一步改進，所述補強填充劑為淺色補強填充劑vm56。
作為本發明的進一步改進，所述硅烷偶聯劑為硅烷偶聯劑a172。
作為本發明的進一步改進，所述軟化增塑劑為軟化增塑劑totm。
作為本發明的進一步改進，所述防老劑為防老劑zmmbi和防老劑445的混合物，其重量比例關系：防老劑zmmbi：防老劑445為1∶1。
作為本發明的進一步改進，所述流動分散劑為流動分散劑wb222；硫化劑為硫化劑perkadox14-40b-gr。
作為本發明的進一步改進，所述交聯助劑為交聯助劑ricon153d。
本發明的一種耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)母煉橡膠a的制備：按照上述的配方備料，將氫化丁腈橡膠生膠、li2co3-50gn、防老劑445和防老劑zmmbi同時投入到密煉機中，當溫度達到145℃～150℃時排膠，得到母煉橡膠a；
(2)母煉橡膠b的制備：將停放24h后的母煉橡膠a和除硫化劑perkadox14-40b-gr外的所有原料送入到密煉機中，得到母煉橡膠b；
(3)母煉膠二段加硫：將母煉膠b、硫化劑perkadox14-40b-gr一起放入密煉機中進行密煉加硫，當溫度達到105～110℃時排膠；
(4)硫化：將二段加硫后的混煉膠成型后填入模具，在硫化機上進行(180～190℃)×8min的一次硫化后并在(180～185℃)×3h條件下進行二次處理，得到硫化膠成品。
3.有益效果
采用本發明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：
(1)本發明的耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料，所使用的原材料的特定類型及特定比例組合份數產生的化學反應及防老劑之間達到的協同防老化效應、防老劑和li2co3-50gn及其他組份之間達到的提高耐熱性的效果等效果，使得所制得的彩色氫化丁腈橡膠材料具備了耐高溫、耐冷卻液性能，同時具有耐低溫、低壓縮永久變形的優點；
(2)本發明的耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料，采用ml(1+4)50℃門尼粘度40，密度1.41g/cm3，li2co3有效質量百分比含量為49％～51％的li2co3-50gn，和淺色補強填充劑vm56及其他組份的相互作用，并通過本發明的制備方法提高了硫化后彩色氫化丁腈橡膠材料分子之間的范德華力，使得彩色氫化丁腈橡膠材料的長時間耐熱性能得到了較大的提高，幾乎可以和在同等溫度下應用下的氟橡膠媲美；
(3)本發明的制備方法，制作方法簡便，可以使得li2co3-50gn在氫化丁腈生膠中達到最大程度的分散，并在混煉初期就與防老劑445和防老劑zmmbi相互作用，提高本發明制得的彩色氫化丁腈橡膠材料的耐熱性；
(4)本發明采用的硫化方法，可以有效揮發在硫化時殘留的化學小分子結構產物，使得制得的彩色氫化丁腈橡膠材料就有優越的抵抗熱氧老化的性能，同時具有耐低溫、低壓縮永久變形的優點。
具體實施方式
為進一步了解本發明的內容，下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
首先需要說明的是，實施例中使用的氫化丁腈橡膠生膠為德國朗盛公司生產的therban2007；vm56為德國hoffmann公司生產的淺色補強填充劑vm56；a172為青島旭昕化工有限公司生產的硅烷偶聯劑a172；totm是廣州市正通化工有限公司生成的軟化軟化增塑劑totm；氧化鋅是鎮江白水化學有限公司生產的間接法氧化鋅；防老劑445為江蘇華達化工集團有限公司生產的防老劑445(cas號：10081-67-1)；流動分散劑為wb222，供應商為嘉拓上海化工；防老劑zmmbi，硫化劑perkadox14-40b-gr的供應商均是上海景惠化工有限公司；ricon153d是薩多瑪公司生產的交聯助劑ricon153d；li2co3-50gn(顆粒狀、含量為50％的碳酸鋰)的生產商是珠海經濟特區科茂橡塑材料有限公司。
其中，li2co3-50gn為ml(1+4)50℃門尼粘度40，密度1.41g/cm3，li2co3有效質量百分比含量為49％～51％。
實施例1
本實施例的一種耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料，包括如下重量份的組分：氫化丁腈橡膠生膠80份，淺色補強填充劑vm5655份，硅烷偶聯劑a1722份，軟化增塑劑totm5份，氧化鋅5份，li2co3-50gn15份，防老劑4452份，防老劑zmmbi2份，流動分散劑wb2221.5份，硫化劑perkadox14-40b-gr12份，交聯助劑ricon153d5份，酞青綠0.8份。
本實施例的一種耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料的制備過程為：
(1)母煉橡膠a的制備：按照耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料的配方備料，將氫化丁腈橡膠生膠、li2co3-50gn、防老劑445和防老劑zmmbi同時投入到密煉機中，當溫度達到145℃時排膠，得到母煉橡膠a；
(2)母煉橡膠b的制備：將停放24h后的母煉橡膠a和除硫化劑perkadox14-40b-gr外的所有原料送入到密煉機中，得到母煉橡膠b；
(3)母煉膠二段加硫：將母煉膠b、硫化劑perkadox14-40b-gr一起放入密煉機中進行密煉加硫，當溫度達到110℃時排膠；
(4)硫化：將二段加硫后的混煉膠成型后填入模具，在硫化機上進行180℃×8min的一次硫化后并在183℃×3h條件下進行二次處理，得到硫化膠成品。
對比例1
與實施例1不同的是，該對比例中不加入li2co3-50gn，最終得到耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料。
實施例1和對比例1制得的耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料的性能如表1所示：
表1實施例1與對比例1耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料測試性能
由表1的測試結果可以看出，本發明的實施例1加入li2co3-50gn后，彩色氫化丁腈橡膠材料的耐熱性能明顯提高，各項測試結果符合技術指標的要求，且在技術指標要求之上。這是發明人通過長時間的試驗和摸索，得到了本發明實施例1的技術方案，其中ml(1+4)50℃門尼粘度40，密度1.41g/cm3，li2co3有效質量百分比含量為49％～51％的li2co3-50gn，提高了硫化后彩色氫化丁腈橡膠材料分子之間的范德華力，使得彩色氫化丁腈橡膠材料的長時間耐熱性能得到了較大的提高。
實施例2
本實施例的一種耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料，包括如下重量份的組分：氫化丁腈橡膠生膠90份，淺色補強填充劑vm5665份，硅烷偶聯劑a1723.5份，totm10份，氧化鋅5份，li2co3-50gn20份，防老劑4452份，防老劑zmmbi2份，流動分散劑wb2222份，硫化劑perkadox14-40b-gr9份，交聯助劑ricon153d7份，酞青綠1份。
本實施例的一種耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料的制備過程為：
(1)母煉橡膠a的制備：按照耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料的配方備料，將生膠、li2co3-50gn、防老劑445和防老劑zmmbi同時投入到密煉機中，當溫度達到148℃時排膠，得到母煉橡膠a；
(2)母煉橡膠b的制備：將停放24h后的母煉橡膠a和除硫化劑perkadox14-40b-gr外的所有原料送入到密煉機中，得到母煉橡膠b；
(3)母煉膠二段加硫：將母煉膠b、硫化劑perkadox14-40b-gr一起放入密煉機中進行密煉加硫，當溫度達到105℃時排膠；
(4)硫化：將二段加硫后的混煉膠成型后填入模具，在硫化機上進行185℃×8min的一次硫化后并在180℃×3h條件下進行二次處理，得到硫化膠成品。
本實施例制得的耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料的性能與實施例1的表1列出的性能參數相近，完全能滿足技術指標的要求。
實施例3
本實施例的一種耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料，包括如下重量份的組分：氫化丁腈橡膠生膠85份，淺色補強填充劑vm5660份，硅烷偶聯劑a1723份，軟化增塑劑totm8份，氧化鋅5份，li2co3-50gn10份，防老劑4452份，防老劑zmmbi2份，流動分散劑wb2221份，硫化劑perkadox14-40b-gr10份，ricon153d6份，酞青綠1.2份。
本實施例的一種耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料的制備過程為：
(1)母煉橡膠a的制備：按照耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料的配方備料，將氫化丁腈橡膠生膠、li2co3-50gn、防老劑445和防老劑zmmbi同時投入到密煉機中，當溫度達到150℃時排膠，得到母煉橡膠a；
(2)母煉橡膠b的制備：將停放24h后的母煉橡膠a和除硫化劑perkadox14-40b-gr外的所有原料送入到密煉機中，得到母煉橡膠b；
(3)母煉膠二段加硫：將母煉膠b、硫化劑perkadox14-40b-gr一起放入密煉機中進行密煉加硫，當溫度達到107℃時排膠；
(4)硫化：將二段加硫后的混煉膠成型后填入模具，在硫化機上進行190℃×8min的一次硫化后并在185℃×3h條件下進行二次處理，得到硫化膠成品。
本實施例制得的耐高溫彩色氫化丁腈橡膠材料的性能與實施例1的表1列出的性能參數相近，完全能滿足技術指標的要求。