CN101168656A - 一种氟橡胶密封件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氟橡胶密封件，其特征在于它是由下述质量份的原料制成：二元氟橡胶60～80份，四丙氟橡胶20～40份，炭黑20～40份，氢氧化钙3～5份，金属氧化物3～6份，六氟异亚丙基二酚1.5～2份，苄基三苯基氯化磷0.3～0.5份，加工助剂0.5～2份，过氧化二异丙苯0.5～1.2份，三烯丙基异氰尿酸酯0.5～1.2份。其制备方法为将上述质量份的原料加入混炼设备中在60～80℃下混炼均匀后，经挤出预成型，165～180℃下在平板硫化机上模压硫化8～12分钟，在200～250℃热空气中二次硫化8～24小时后制成。所制得的氟橡胶密封件使用寿命长并且可以耐高温水蒸气、耐高低压冲击。

Description

一种氟橡胶密封件及其制备方法
技术领域
本发明属于密封技术领域，特别涉及一种氟橡胶密封件及其制备方法。
背景技术
应用于柴油发电机组缸套的密封件通常由5道O形圈密封件组成，水蒸气温度一般在150℃～200℃之间。柴油机工作时，由于燃烧气体爆发的冲击波，以及活塞与缸套、缸套与缸体之间的相对振动，使紧贴着缸套外壁面的冷却水层局部产生高压和高真空，越接近缸套表面，冷却液压力变化越大，在冷却液中由于压力降低而有气泡和汽泡形成的现象叫气穴现象。当所形成的气泡和汽泡受到随后而来的高压时，由于气穴内外的压力差，将气泡和汽泡重新混入或溶入冷却液中或凝结成液体，气穴的体积将急剧缩小溃灭。这过程时间极短，通常只有几百分之一秒，因此产生巨大的冲击力，使局部温度和压力急剧升高。如果气泡或汽泡在缸套壁面附近溃灭，则液体质点就像无数个小弹头，连续地打击气缸体表面及装配在缸套上的密封件，使其逐渐疲劳而破坏。密封件是发动机正常工作的关键部件之一，它既要耐高温水蒸气，又要耐瞬间高低压反复冲击，同时必须保持良好的弹性和较低的压缩永久变形性能，以此来保证发动机在长时间的工作中具有较好的密封效果，满足设备正常无泄漏运行的需要。
常规的发动机缸套密封件选用二元型氟橡胶，四丙氟橡胶或者过氧化物硫化型的氟橡胶制造。二元氟橡胶采用双酚硫化系统，必须配合金属氧化物才能正常交联，金属氧化物的使用，降低了氟橡胶硫化胶的耐水蒸气性能；而双酚硫化系统所形成交联键的耐长期水蒸气性能也较差。过氧化物硫化型氟橡胶具有优良的耐水蒸气性能，但由于该类氟橡胶的价格较普通二元氟橡胶高4～6倍，限制了其大规模的应用。四丙氟橡胶是一种理想过氧化物硫化型的氟橡胶，具有优良的耐热、耐水蒸气性能和较好的机械强度，但这种生胶的混炼、挤出工艺性能差，耐低温性能差，停机一段时间后再重新启动瞬间容易发生泄漏；此外，四丙氟橡胶硫化胶的耐压缩永久变形性能也较差，并不十分适合制造耐压缩变形性能要求较高的缸套O形圈密封件。经实际中的使用发现，二元氟橡胶的密封件在该情况下使用，正常工作使用寿命只有2～4个月，由于发电机组设备较为庞大和复杂，更换维修一次的费用大，停机时间长，因此限制了氟橡胶密封件在该行业中的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氟橡胶密封件，该氟橡胶密封件使用寿命长、耐高温水蒸气、耐高低压冲击。
本发明的另一目的在于提供一种上述氟橡胶密封件的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种氟橡胶密封件，其特征在于它是由下述质量份的原料制成：二元氟橡胶60～80份，四丙氟橡胶20～40份，炭黑20～40份，氢氧化钙3～5份，金属氧化物3～6份，六氟异亚丙基二酚1.5～2份，苄基三苯基氯化磷0.3～0.5份，加工助剂0.5～2份，过氧化二异丙苯0.5～1.2份，三烯丙基异氰尿酸酯0.5～1.2份。
所述二元氟橡胶为偏氟乙烯-六氟丙烯二元共聚氟橡胶，121℃下门尼黏度ML1+10为80～120MU。
所述炭黑为中粒子热裂法炭黑。
所述金属氧化物为氧化铅。
所述加工助剂为硬脂酸钠和棕榈蜡的混合物，兼顾四丙氟橡胶和二元氟橡胶硫化过程中的脱模性能。
上述氟橡胶密封件的制备方法，其特征在于包括下述步骤：将二元氟橡胶60～80份，四丙氟橡胶20～40份，炭黑20～40份，氢氧化钙3～5份，金属氧化物3～6份，六氟异亚丙基二酚1.5～2份，苄基三苯基氯化磷0.3～0.5份，加工助剂0.5～2份，过氧化二异丙苯0.5～1.2份，三烯丙基异氰尿酸酯0.5～1.2份加入混炼设备中在60～80℃下混炼均匀后，经挤出预成型，165～180℃下在平板硫化机上模压硫化8～12分钟，在200℃～250℃热空气中二次硫化8～24小时后即可制得缸套密封件，上述份数均为质量份。
双酚硫化的二元氟橡胶具有极佳的耐压缩永久变形性能，但耐水蒸气性能不及过氧化物硫化的四丙氟橡胶，而四丙氟橡胶的加工性能差，耐压缩永久性能及低温性能差，所以采用二者并用的方式，实现性能互补，既解决了材料的工艺性能问题，又兼顾了密封件的耐水蒸气、耐压缩永久变形的性能。
氟橡胶耐高温水蒸气性能在很大程度上取决于配方组分，生胶的影响并不占主要地位。金属氧化物作为酸接受剂对耐水蒸气性能的影响是非常显著的。当配方中不含金属氧化物时性能最佳。但双酚硫化的二元氟橡胶必须添加金属氧化物作为酸接受剂才能正常交联，当使用金属氧化物时，氧化铅的耐水蒸气最佳，所以本发明选用较低用量的氧化铅作为酸接受剂。
为了改进耐高低压冲击性能，硫化胶必须具有较好的机械强度，因此选用了中高门尼黏度的二元氟橡胶，121℃下门尼黏度ML1+10为80～120MU。这种橡胶的分子量较高，硫化胶具有较高的拉伸强度，同时兼顾二元氟橡胶的门尼黏度与四丙氟橡胶相近，避免二者黏度相差太远而不容易共混均匀。
原材料中的炭黑，具有较好的填充性能和加工性能，提高了硫化胶的硬度和强度，提高了耐高低压冲击的能力，延长了密封件的使用寿命。
本发明与现有技术相比具有如下突出的优点及有益效果：
(1)本发明所提供的氟橡胶密封件使用寿命长并且可以耐高温水蒸气、耐高低压冲击。
(2)本发明所提供的氟橡胶密封件，在柴油发电机组发动机缸套密封件上使用寿命可提高16月以上，检修拆卸后发现密封件仍保持较好的状态，无断裂、无鼓泡、无软化、无变形等现象，完全满足发动机缸套密封的要求。
(3)本发明混炼胶的混炼、挤出预成型、模压硫化工艺性能优良，硫化成品不易发生窝气、流痕、撕边等缺陷，成品率高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
实施例1
将二元氟橡胶FE2603(三爱富公司，121℃下门尼黏度ML1+10为80MU)80份，四丙氟橡胶FE2701(三爱富公司)20份，中粒子热裂法炭黑30份，氢氧化钙4份，氧化铅4份，六氟异亚丙基二酚2份，苄基三苯基氯化磷0.5份，硬脂酸钠0.2份，棕榈蜡0.4份，过氧化二异丙苯0.5份，三烯丙基异氰尿酸酯0.5份加入开炼机中在60℃下混炼均匀后，经挤出预成型，177℃下在平板硫化机上模压硫化10min，在200℃热空气中二次硫化24h后即可制得缸套密封件，上述份数均为质量份。
实施例2
将二元氟橡胶ML26-14(梅兰公司，121℃下门尼黏度ML1+10为100MU)70份，四丙氟橡胶FE2701(三爱富公司)30份，中粒子热裂法炭黑40份，氢氧化钙3份，氧化铅3份，六氟异亚丙基二酚1.8份，苄基三苯基氯化磷0.3份，硬脂酸钠0.3份，棕榈蜡0.6份，过氧化二异丙苯0.5份，三烯丙基异氰尿酸酯1.2份加入开炼机中在70℃下混炼均匀后，经挤出预成型，165℃下在平板硫化机上模压硫化12min，在200℃热空气中二次硫化20h后即可制得缸套密封件，上述份数均为质量份。
实施例3
将二元氟橡胶AH110(东氟科技公司，121℃下门尼黏度ML1+10为120MU)75份，四丙氟橡胶FE2701(三爱富公司)25份，中粒子热裂法炭黑33份，氢氧化钙3份，氧化铅4份，六氟异亚丙基二酚2份，苄基三苯基氯化磷0.4份，硬脂酸钠0.25份，棕榈蜡0.5份，过氧化二异丙苯0.9份，三烯丙基异氰尿酸酯0.9份加入开炼机中在70℃下混炼均匀后，经挤出预成型，180℃下在平板硫化机上模压硫化8min，在230℃热空气中二次硫化16h后即可制得缸套密封件，上述份数均为质量份。
实施例4
将二元氟橡胶FPM2603(晨光公司，121℃下门尼黏度ML1+10为90MU)60份，四丙氟橡胶FE2701(三爱富公司)40份，炭黑20份，氢氧化钙5份，氧化铅6份，六氟异亚丙基二酚1.5份，苄基三苯基氯化磷0.3份，硬脂酸钠0.6份，棕榈蜡1.2份，过氧化二异丙苯1.2份，三烯丙基异氰尿酸酯1.2份加入开炼机中在80℃下混炼均匀后，经挤出预成型，177℃下在平板硫化机上模压硫化10min，在250℃热空气中二次硫化8h后即可制得缸套密封件，上述份数均为质量份。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氟橡胶密封件，其特征在于它是由下述质量份的原料制成：二元氟橡胶60～80份，四丙氟橡胶20～40份，炭黑20～40份，氢氧化钙3～5份，金属氧化物3～6份，六氟异亚丙基二酚1.5～2份，苄基三苯基氯化磷0.3～0.5份，加工助剂0.5～2份，过氧化二异丙苯0.5～1.2份，三烯丙基异氰尿酸酯0.5～1.2份。
2.根据权利要求1所述的氟橡胶密封件，其特征在于：所述二元氟橡胶为偏氟乙烯-六氟丙烯二元共聚氟橡胶，121℃下门尼黏度ML1+10为80～120MU。
3.根据权利要求1所述的氟橡胶密封件，其特征在于：所述炭黑为中粒子热裂法炭黑。
4.根据权利要求1所述的氟橡胶密封件，其特征在于：所述金属氧化物为氧化铅。
5.根据权利要求1所述的氟橡胶密封件，其特征在于：所述加工助剂为硬脂酸钠和棕榈蜡的混合物。
6.一种氟橡胶密封件的制备方法，其特征在于包括下述步骤：将二元氟橡胶60～80份，四丙氟橡胶20～40份，炭黑20～40份，氢氧化钙3～5份，金属氧化物3～6份，六氟异亚丙基二酚1.5～2份，苄基三苯基氯化磷0.3～0.5份，加工助剂0.5～2份，过氧化二异丙苯0.5～1.2份，三烯丙基异氰尿酸酯0.5～1.2份加入混炼设备中在60～80℃下混炼均匀后，经挤出预成型，165～180℃下在平板硫化机上模压硫化8～12分钟，在200℃～250℃热空气中二次硫化8～24小时后即可制得缸套密封件，上述份数均为质量份。
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Owner name: GUANGZHOU MECHANICAL ENGINEERING RESEARCH INSTITUT

Free format text: FORMER NAME: GUANGZHOU INST. OF MACHINERY SCIENCE

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Address after: 510700 Whampoa, Guangdong Province, Mao Road, District No. 828, No.

Patentee after: Guangzhou Mechanical Engineering Research Institute Co., Ltd.

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Patentee before: Guangzhou Mechanical Engineering Research Institute

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Address after: 510700 205, 4 Maogang Road, Yuzhu street, Whampoa District, Guangzhou, Guangdong 205, 205

Patentee after: Guangzhou Guo Ji intelligent rubber and plastic sealing technology Co., Ltd.

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Patentee before: Guangzhou Mechanical Engineering Research Institute Co., Ltd.