CN102219944B - 一种橡胶合成密封件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种橡胶合成密封件及其制备方法。在橡胶主料中混合加入丁腈原胶、补强剂、活性剂、分散剂、防老剂、硫化剂以及促进剂混炼制成，所述混合胶料的组分及配比为按重量份为：丁腈原胶100份，补强剂30-60份，活性剂3-6份，分散剂0.5-1份，防老剂2-3份，硫化剂0.2-0.6份，促进剂2-3份。本发明的橡胶合成密封件解决了蜡与铜粉在受热情况下的体积膨胀，它能根据蜡和铜粉的体积膨胀大小进行伸长，且在100℃以内不漏蜡和铜粉，并能耐30万次以上使用正常。本发明通过配方材料的科学精选，优化组合及制程工艺的严谨管控，生产的橡胶密封件满足了恒温阀热敏件对橡胶高强度，高伸长率，回弹好，耐热老化的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封件，特别是一种橡胶合成密封件及其制备方法。
背景技术
自力式温度调节阀利用液体受热膨胀及液体不可压缩的原理实现自动调节。温度传感器内的液体膨胀是均匀的，其控制作用为比例调节。被控介质温度变化时，传感器内的感温液体体积随着膨胀或收缩。被控介质温度高于设定值时，感温液体膨胀，推动阀芯向下关闭阀门，减少热媒的流量；被控介质的温度低于设定值时，感温液体收缩，复位弹簧推动阀芯开启，增加热媒的流量。
温控阀作用不良，会导致油水温度过高而影响设备正常工作。目前,温控阀的失效已成为困扰各机务段的惯性故障之一。其中感温元件失效是温控阀失效的主要原因。而感温元件失效一般认为是橡胶膜片失灵所致。
感温元件的温包蜡室是用导热性能良好的黄铜制造的。其内密封装有经分馏选择，并具有所需融点范围的石蜡和800目以上的紫铜粉的混合物。封闭蜡室的材料是橡胶膜片，它的作用不仅仅是密封作用，还有一个更重要的作用，传递填充物（石蜡与紫铜粉）膨胀产生的力，推动橡胶柱塞及推杆动作达到滑阀关闭旁通油路的作用。橡胶制品有弹性，但弹性伸缩也应是有度的，若是橡胶膜片变形过大会密封状态改变，效果变差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种寿命长，使用性能好的橡胶合成密封件及其制备堃。
本发明的技术方案如下：
本发明的一种橡胶合成密封件，在丁腈原胶中混合加入补强剂、活性剂、分散剂、防老剂、硫化剂以及促进剂混炼制成，所述混合胶料的组分及配比为：
组分 配比（重量份）
丁腈原胶 100份
补强剂 30-60份
活性剂 3-6份
分散剂 0.5-1份
防老剂 2-3份
硫化剂 0.2-0.6份
促进剂 2-3份。
所述丁腈原胶由充油丁腈橡胶和丙烯腈含量41w%的丁腈橡胶组成，两者重量比为3：2；所述充油丁腈橡胶含油50phrs。
所述补强剂为纳米白炭黑。
所述活性剂为氧化锌和硬脂酸中的一种或两种混合。
所述分散剂为高分子量脂肪酸。
所述防老剂选自酮胺类防老剂和二苯胺类防老剂。
所述硫化剂为不溶性硫黄。
所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺和4，4-二硫代双吗啉中的一种或几种。
所述的橡胶合成密封件的制备方法，具体步骤如下：
1) 将丁腈原胶投入密炼机中塑炼2分钟；
2) 再加入补强剂、活性剂、分散剂和防老剂于密炼机中捏合5分钟；
3) 继续捏合3分钟后卸料，冷却到40℃以下投入开炼机中；
4) 在开炼机上加入硫化剂及促进剂，混炼均匀后薄通一次出成厚3毫米的胶片；
5) 将胶片裁切成生产所需模型制品，用真空平板硫化机加热模具至170℃，然后把裁好的胶片放入模腔中，合模进行硫化100-150秒后取出制品，去除边料，即得成品；
6) 成品经检验无破损后进行包装。
本发明的橡胶合成密封件解决了蜡与铜粉在受热情况下的体积膨胀，它能根据蜡和铜粉的体积膨胀大小进行伸长，且在100℃以内不漏蜡和铜粉，并能耐30万次以上使用正常。本发明通过配方材料的科学精选，优化组合及制程工艺的严谨管控，生产的橡胶密封件满足了恒温阀热敏件对橡胶高强度，高伸长率，回弹好，耐热老化的要求。
具体实施方式
以下为本发明的具体实施的例子，进一步描述本发明，但是本发明并不仅限于此。
实施例1
一种橡胶合成密封件，在丁腈原胶中混合加入补强剂、活性剂、分散剂、防老剂、硫化剂以及促进剂混炼制成，所述混合胶料的组分及配比为：
组分 配比（重量份）
丁腈原胶 100份
补强剂 40份
活性剂 4.8份
分散剂 0.8份
防老剂 2.4份
硫化剂 0.4份
促进剂 2.56份。
所述丁腈原胶由充油50phrs丁腈橡胶和丙烯腈含量41w%的丁腈橡胶组成，两者重量比为3：2。
所述补强剂为纳米白炭黑。
所述活性剂为氧化锌和硬脂酸（二者重量比为5：1）两种混合。
所述分散剂为分散剂D-A。
所述防老剂为酮胺类防老剂RD和二苯胺类防老剂445（二者重量比为1：2）两种混合。
所述硫化剂为不溶性硫黄。
所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺和4，4-二硫代双吗啉，重量比为3：3：2。
所述橡胶合成密封件的制备方法，具体步骤如下：
1) 将丁腈原胶投入密炼机中塑炼2分钟；
2) 再加入补强剂、活性剂、分散剂和防老剂于密炼机中捏合5分钟；
3) 继续捏合3分钟后卸料，冷却到40℃以下投入开炼机中；
4) 在开炼机上加入硫化剂及促进剂，混炼均匀后薄通一次出成厚3毫米的胶片；
5) 将胶片裁切成生产所需模型制品，用真空平板硫化机加热模具至170℃，然后把裁好的胶片放入模腔中，合模进行硫化100-150秒后取出制品，去除边料，即得成品；
6) 成品经检验无破损后进行包装。
本发明采用的原料中：
1.充油丁腈胶的橡胶制品硬度较稳定，可控制在±2（行业标准为±5）；
2.纳米白炭黑配合的胶料具有高的补强性及回弹性能，低硬度（55左右）即可达到抗拉强度2000PSI，伸长率500%以上；
3. 酮胺类防老剂和苯胺类防老剂并用产生的协同效应，大大提升了耐热性能。
得到的产品的性能参数如表1所示。
表1 产品性能参数表
实施例2
一种橡胶合成密封件，在丁腈原胶中混合加入补强剂、活性剂、分散剂、防老剂、硫化剂以及促进剂混炼制成，所述混合胶料的组分及配比为：
丁腈橡胶 100份
补强剂 50份
活性剂 4份
分散剂 1份
防老剂 3份
硫化剂 0.6份
促进剂 3份。
实施例3：膜片成品寿命性能测试
模拟膜片实际使用的温度环境，在传递物（石蜡与紫铜粉）热涨冷缩的体积变形中迫使膜片反复被拉伸和压缩，以评估膜片的使用寿命。
检测方法：
取样10个铆合好的感温元件（内含传递物），交替放在18℃与55℃的恒温水槽中，浸泡时间各为30秒。交替3万次后取出，分别装在百分表上置于38℃恒温水槽中读数，数值标准≤5.8mm为合格（即膜片在38℃恒温水槽中标准延伸值的80%的安全系数值，7.22×80%≈5.8）。
检测步骤： 1.将两个相邻的恒温水槽恒温，一个恒温在18℃，另一个恒温在55℃；
2.将取好的10个铆合好的感温元件（内含传递物），放在18℃恒温水中30秒后，立刻取出再放入55℃的恒温水中30秒，而后再取出放入18℃恒温水槽，这样交替放置3万次取出；
3.取出感温元件分别装在分度表上，置入38℃恒温水槽中测试，观察分度表盘显示值。
测试结果如表2所示，膜片成品寿命性能符合标准。
表2 膜片成品寿命性能表
实施例3：膜片成品延伸性能测试
检测方法：
1.将水槽水温调到所需测试的温度，把膜片安装在延伸测试器中（压杆不可接触到膜片），旋紧外压座，将安装好的测试器置于水槽中恒温3分钟；
2.取出延伸测试器迅速下旋压杆，直到膜片被压破（有轻微的“咔”音），停旋压杆并固定压杆；
3.旋开延伸测试器底座，取出膜片，用游标卡尺测出压杆到上座平面的距离（刺入长度），即为膜片极限延伸的长度。
测试结果如表3所示，膜片成品延伸性能符合标准。
表3 膜片成品延伸性能测试表
Claims (7)
1.一种橡胶合成密封件，在丁腈原胶中混合加入补强剂、活性剂、分散剂、防老剂、硫化剂以及促进剂混炼制成，其特征在于：所述混合胶料的组分及配比为：
组分 重量份配比
丁腈原胶 100份
补强剂 30-60份
活性剂 3-6份
分散剂 0.5-1份
防老剂 2-3份
硫化剂 0.2-0.6份
促进剂 2-3份；
所述丁腈原胶由充油丁腈橡胶和丙烯腈含量41wt%的丁腈橡胶组成，两者重量比为3：2；所述充油丁腈橡胶含油50phrs；
所述补强剂为纳米白炭黑。
2.根据权利要求1所述的橡胶合成密封件，其特征在于：所述活性剂为氧化锌和硬脂酸中的一种或两种混合。
3.根据权利要求1所述的橡胶合成密封件，其特征在于：所述分散剂为高分子量脂肪酸。
4.根据权利要求1所述的橡胶合成密封件，其特征在于：所述防老剂选自酮胺类防老剂和二苯胺类防老剂。
5.根据权利要求1所述的橡胶合成密封件，其特征在于：所述硫化剂为不溶性硫黄。
6.根据权利要求1所述的橡胶合成密封件，其特征在于：所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺和4，4-二硫代双吗啉中的一种或几种。
7.一种如权利要求1-6中任一条所述的橡胶合成密封件的制备方法，其特征在于：所述制备方法的具体步骤如下：
1) 将丁腈原胶投入密炼机中塑炼2分钟；
2) 再加入补强剂、活性剂、分散剂和防老剂于密炼机中捏合5分钟；
3) 继续捏合3分钟后卸料，冷却到40℃以下投入开炼机中；
4) 在开炼机上加入硫化剂及促进剂，混炼均匀后薄通一次出成厚3毫米的胶片；
5) 将胶片裁切成生产所需模型制品，用真空平板硫化机加热模具至170℃，然后把裁好的胶片放入模腔中，合模进行硫化100-150秒后取出制品，去除边料，即得成品；
6) 成品经检验无破损后进行包装。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Rubber synthesized sealing member and preparation method thereof Effective date of registration: 20160225 Granted publication date: 20120801 Pledgee: Agricultural Bank of China, Limited by Share Ltd, Xiamen Tongan branch Pledgor: Xiamen Maifeng Seal Products Co., Ltd. Registration number: 2016990000142 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20181011 Granted publication date: 20120801 Pledgee: Agricultural Bank of China, Limited by Share Ltd, Xiamen Tongan branch Pledgor: Xiamen Maifeng Seal Products Co., Ltd. Registration number: 2016990000142 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Rubber synthesized sealing member and preparation method thereof Effective date of registration: 20181129 Granted publication date: 20120801 Pledgee: Xiamen finance Company limited by guarantee Pledgor: Xiamen Maifeng Seal Products Co., Ltd. Registration number: 2018990001124 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200826 Granted publication date: 20120801 Pledgee: Xiamen finance Company limited by guarantee Pledgor: XIAMEN MAIFENG SEAL PRODUCTS Co.,Ltd. Registration number: 2018990001124 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |