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随着工业化进程的不断完善,金属密封行业的蓬勃发展有利于国力的提升、科技的进步。作为金属密封制造业产量最高的产品,NBR-金属复合密封板既有橡胶的高弹性、优异的压缩性、耐油性,又具备金属板材优良的机械强度及硬度,目前已成为汽车发动机、油泵等部件使用最多的密封制品。尽管我国也在研制发泡橡胶密封材料,但高发泡倍率NBR-金属复合板的制备方法被国外长期垄断。因此,制备高发泡倍率NBR-金属复合密封材料可以打破技术壁垒,增加我国相关产业在国际的竞争力。聚合物发泡微球是一种具有核-壳结构的发泡剂,其核内为低沸点烷烃液体,受热气化后使微球发泡,外部丙烯酸树脂类外壳具有良好的弹性,可以承受微球膨胀产生的压力,膨胀后的微球体积稳定,具有发泡倍率大以及开孔率低等优点。微球发泡剂与丁腈橡胶硫化体系配合性好,可以与橡胶完美结合,从而代替传统气体发泡剂制备NBR-金属复合密封材料。本论文将微球发泡剂应用于NBR-金属复合密封板的制备,得到了高发泡倍率制品,填补了我国在该领域的空白。(1)聚合物发泡微球具有发泡温度低、发泡倍率高等优点,发泡后粒径可达200μm以上。采用微球发泡剂所制备的NBR-金属复合密封材料,其泡孔尺寸可以由微球发泡剂的原始尺寸及发泡倍率控制,发泡微球与丁腈橡胶硫化体系配合性较传统发泡剂优异。利用湿法涂覆、自由发泡工艺制备NBR发泡材料时,工艺条件对密封材料影响较大,当配方中聚合物发泡微球A为3 phr,胶料粘度1200 cP,硫化温度160℃,硫化时间30分钟时制得的NBR-金属复合密封材料性能最好,其发泡倍率为4.40倍,泡孔平均尺寸149.74μm。凯姆洛克胶底涂处理可以增加NBR胶料在金属板材上的附着力,面涂处理可以改善NBR-金属复合密封材料的外观及表面性能,有利于密封制品长时间贮存。(2)用于制备NBR-金属复合密封材料的丁腈橡胶配方中,硫磺用量、炭黑N330用量可以提高橡胶交联程度,硫化体系、促进体系可以有效改善橡胶硫化性能。当硫磺用量为1 phr,N330 40 phr,采用CZ+DM+TMTD的硫化体系,促进剂配比DM:TMTD为50:50时为最优配方。此配方下丁腈硫化胶正硫化时间2分5秒,且没有出现硫化返原现象;硫化胶力学性能优异,拉伸强度为18.03 MPa,断裂伸长率558.58%,撕裂强度为49.43 KN/m,邵A硬度64;硫化胶耐空气老化测试168小时后为16.09 MPa,减少1.97 MPa。结果证明此配方下丁腈橡胶硫化速度快、力学强度及耐老化性能良好。(3)根据以上配方及工艺展开实际生产,所制得的NBR-金属复合密封板耐溶剂性能优异。金属密封板厚度可根据涂覆次数加以改变,采用双层涂覆或经过表涂处理,可以将发泡剂完全包覆于橡胶基体内。胶料的贮存温度以15-25℃为宜,贮存时间不宜超过30天。