CN102268173A - 一种液压缸用支承导向环或带及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于内燃机液压缸技术领域，具体地讲公开了一种液压缸用支承导向环或带。其主要技术方案：由至少一层单位由21支棉花纱线和21支化纤纤维织成的纤维骨架材料和包含有乙酸乙酯、工业乙醇、酚醛、ER粘合剂、粘合剂A、氧化锌、高苯乙烯橡胶、硫化剂DCP和固化剂H构成的粘合材料经过在纤维骨架材料上上浆、上模、硫化处理、出模、切割和抛光制备而成。该液压缸用支承导向环或带具有极高的强度、硬度、扯断强度和良好的卷曲性能，因此能够满足大型吊车、挖掘机等设备液压油缸使用。

Description

一种液压缸用支承导向环或带及其制备方法

技术领域

本发明属于内燃机液压缸技术领域，具体地讲涉及一种液压缸用支承导向环或带及其制备方法。

背景技术

支承环是液压缸的重要基础元件，液压缸采用滑环式组合密封配合使用非金属支承环结构是七十年代以来新涌现的一类中高压和高压油缸往复运动密封形式。在这种新型密封结构中采用非金属支承环代替传统的金属支承环是密封技术的一大改进，和传统的金属支承环相比，它保留了金属支承环的优良导向性能、高强度、耐介质和能承受较大侧向载荷，它还避免金属件之间的直接接触，从而增加了密封面的使用寿命。

而非金属支承环包括片材和卷材，构成片材和卷材的支承环是填充青铜粉的聚四氟乙烯、改性聚甲醛和夹布树脂为材料的支承环，但由于聚四氟乙烯和改性聚甲醛材料本身强度指标较低，只能用于轻载工况，或与高强度指标的夹布树脂产品组合使用，作为支承防尘辅件。而对中高压和高压油缸显然不符合要求。

中国专利申请号为02146401.4、公开号为CN1513909A的发明专利申请公开的一种液压缸用支承环的材料配比及其制作工艺。但本领域的技术人员无法按着该专利申请的教导制备出使用于中高压和高压液压缸用的支承环获支撑带。 

发明的内容

本发明的第一目的就是提供一种使用于中高压和高压液压缸的液压缸用支承导向环或带。

本发明的第二目的就是提供制备上述提出的一种液压缸用支承导向环或带的工艺方法。

实现本发明所提出的第一目的的技术方案为： 

一种液压缸用支承导向环或带，由至少一层单位的纤维骨架材料和包含有

15—22重量份的乙酸乙酯、13—15重量份的工业乙醇、45—55重量份的酚醛、0.3—0.5重量份的ER粘合剂、0.5—0.8重量份的粘合剂A、0.8—1.0重量份的氧化锌、4—8重量份的高苯乙烯橡胶、0.2—0.4重量份的硫化剂DCP和3—7重量份的固化剂H构成的粘合材料构成；

其中，所述的粘合材料与所述的纤维骨架材料的构成比为0.5—0.9公斤/平方米。

其中，所述的纤维骨架材料由含量为60—70%的21支化纤纤维和30—40%的21支棉花纤维混合编织而成；所述的粘合材料中还包含有1—2重量份的石墨。

实现本发明提出的第二目的，即制备上述一种液压缸用支承导向环或带的方法步骤为：

（1）配料：按比例取乙酸乙酯、工业乙醇、酚醛、ER粘合剂、粘合剂A、氧化锌、高苯乙烯橡胶、硫化剂DCP和固化剂H及石墨置入反应釜中混合搅拌不少于24小时，制备成粘合材料；

同时制取由21支棉花纱线和21支化纤纤维织成的纤维骨架材料；

（2）上浆：将纤维骨架材料浸入配好的粘合材料中饱和挂浆；

（3）上模：将设置的若干层饱和挂浆的纤维骨架材料圈制在管筒模具上压实或将若干层饱和挂浆的纤维骨架材料铺在平板模具上并压实刮平； 

（4）硫化处理：将卷制或铺设有纤维骨架材料的管筒或平板进行硫化，硫化条件为温度150—160℃、压力2.5—3.0Mpa、时间为30—50分钟；

（5）出模、切割、抛光：将管筒或平板模具抽出，形成成型的管筒或板材，然后将成型的管筒或板材切割形成支承导向环或带毛坯，在经过抛光形成液压缸用支承导向环或带。

本发明所提供的一种液压缸用支承导向环或带与现有技术相比具有以下优点：由于构成该液压缸用支承导向环或带的材料由21支化纤纤维和21支棉花纤维混合编织的纤维骨架材料饱和挂有由酚醛、乙酸乙酯、工业乙醇、以及粘合剂、固化剂构成的粘合材料构成，使得该支承导向环或带具有极高的强度、硬度、扯断强度和良好的卷曲性能，能够满足大型吊车、挖掘机等设备液压油缸使用。在构成上述支承导向环或带的材料中，由于含有一定量的石墨，因此可以使得支承导向环与缸筒之间的摩擦系数大大降低，进一步提高支承导向环的性能。

附图说明

图1：为本发明提供的液压缸用支承导向环的结构示意图；

图2：为本发明提供的液压缸用支承导向带的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明所提出的液压缸用支承导向环或带的制备工艺作进一步详细说明：

图1所示为包括由三层纤维骨架材料1和挂附于纤维骨架材料上的粘合材料2构成的液压缸用支承导向环的结构图；

图2所示为包括由三层纤维骨架材料3和挂附于纤维骨架材料上的粘合材料4构成的液压缸用支承导向带的结构图。

实施例1

制备厚度为1毫米、宽度为10毫米、内直径为60毫米的液压缸用支承导向环；

（1）配料：取15公斤的乙酸乙酯、13公斤的工业乙醇、50公斤的酚醛、0.30公斤的ER粘合剂、0.55公斤的粘合剂A、0.9公斤的氧化锌、4.5公斤的高苯乙烯橡胶、0.25公斤的硫化剂DCP和6.5公斤的固化剂H置入反应釜中混合搅拌24小时，制备成粘合材料；

同时制取由30%21支棉花纱线和70%的21支涤纶化纤纤维织成的纤维骨架布；

（2）上浆：

将纤维骨架材料浸入配好的粘合材料挂浆；使得每平方米的纤维骨架材料挂粘合材料0.8公斤；

（3）上模：

设置一个直径为60毫米的不锈钢金属管筒模具，将饱和挂浆的纤维骨架布缠绕在管筒模具上缠绕3层并压实刮平；

（4）硫化处理：

将缠绕有纤维骨架布的管筒模具置入硫化罐中，在温度150℃、压力3.0Mpa的条件下硫化50分钟；

 （5）出模、切割、抛光：

将硫化后的支承导向环管筒出模，然后根据宽度进行切割形成支承导向环毛坯，经过抛光即形成直径为60毫米的液压缸用支承导向环。

实施例2

制备厚度为8毫米、宽度为20毫米、内直径为300毫米的液压缸用支承导向环；

（1）配料：取20公斤的乙酸乙酯、15公斤的工业乙醇、45公斤的酚醛、0.35公斤的ER粘合剂、0.60公斤的粘合剂A、0.85公斤的氧化锌、5.0公斤的高苯乙烯橡胶、0.3公斤的硫化剂DCP和5.0公斤的固化剂H置入反应釜中混合搅拌25小时，制备成粘合材料；

同时制取由含量40%21支棉花纱线和含量60%的21支涤纶化纤纤维织成的纤维骨架布；

（2）上浆：

将纤维骨架材料浸入配好的粘合材料挂浆；使得每平方米的纤维骨架材料挂粘合材料0.9公斤；

（3）上模：

设置一个直径为300毫米的不锈钢金属管筒模具，将饱和挂浆的纤维骨架布缠绕在管筒模具上缠绕24层并压实刮平；

（4）硫化处理：

将缠绕有纤维骨架布的管筒模具置入硫化罐中，在温度160℃、压力2.5Mpa的条件下硫化30分钟；

（5）出模、切割、抛光：

将硫化后的支承导向环管筒出模，然后根据宽度进行切割形成支承导向环毛坯，经过抛光即形成直径为300毫米的液压缸用支承导向环。

实施例3

制备厚度为10毫米、宽度为15毫米、内直径为500毫米的液压缸用支承导向环；

（1）配料：取21公斤的乙酸乙酯、14公斤的工业乙醇、46公斤的酚醛、0.4公斤的ER粘合剂、0.65公斤的粘合剂A、0.80公斤的氧化锌、8.0公斤的高苯乙烯橡胶、0.40公斤的硫化剂DCP、6.0公斤的固化剂H置入反应釜中混合搅拌30小时，制备成粘合材料；

同时制取由35%21支棉花纱线和65%的21支腈纶化纤纤维织成的纤维骨架布；

（2）上浆：

将纤维骨架材料浸入配好的粘合材料挂浆；使得每平方米的纤维骨架材料挂粘合材料0.6公斤；

（3）上模：

设置一个直径为500毫米的不锈钢金属管筒模具，将饱和挂浆的纤维骨架布缠绕在管筒模具上缠绕30层并压实刮平；

（4）硫化处理：

将缠绕有纤维骨架布的管筒模具置入硫化罐中，在温度155℃、压力3.0Mpa的条件下硫化40分钟；

（5）出模、切割、抛光：

将硫化后的支承导向环管筒出模，然后根据宽度进行切割形成支承导向环毛坯，经过抛光即形成直径为500毫米的液压缸用支承导向环。

实施例4

制备厚度为5毫米、宽度为15毫米、内直径为800毫米的液压缸用支承导向环；

（1）配料：取16公斤的乙酸乙酯、13.5公斤的工业乙醇、55公斤的酚醛、0.45公斤的ER粘合剂、0.80公斤的粘合剂A、0.95公斤的氧化锌、7.5公斤的高苯乙烯橡胶、0.35公斤的硫化剂DCP、3.0公斤的固化剂H和1.0公斤的石墨置入反应釜中混合搅拌24小时，制备成粘合材料；

同时制取由30%21支棉花纱线和70%的21支腈纶化纤纤维织成的纤维骨架布；

（2）上浆：

将纤维骨架材料浸入配好的粘合材料挂浆；使得每平方米的纤维骨架材料挂粘合材料0.5公斤；

（3）上模：

设置一个直径为800毫米的不锈钢金属管筒模具，将饱和挂浆的纤维骨架布缠绕在管筒模具上缠绕15层并压实刮平；

（4）硫化处理：

将缠绕有纤维骨架布的管筒模具置入硫化罐中，在温度160℃、压力2.8Mpa的条件下硫化30分钟；

（5）出模、切割、抛光：

将硫化后的支承导向环管筒出模，然后根据宽度进行切割形成支承导向环毛坯，经过抛光即形成直径为800毫米的液压缸用支承导向环。

实施例5

制备厚度为5毫米、宽度为15毫米、长度为2500毫米的液压缸用支承导向带；

（1）配料：取17公斤的乙酸乙酯、14.5公斤的工业乙醇、52公斤的酚醛、0.50公斤的ER粘合剂、0.75公斤的粘合剂A、1.0公斤的氧化锌、6.5公斤的高苯乙烯橡胶、0.20公斤的硫化剂DCP和4.0公斤的固化剂H置入反应釜中混合搅拌24小时，制备成粘合材料；

同时制取由40%21支棉花纱线和60%的21支涤纶化纤纤维织成的纤维骨架布；

（2）上浆：

将纤维骨架材料浸入配好的粘合材料挂浆；使得每平方米的纤维骨架材料挂粘合材料0.8公斤；

（3）上模：

将饱和挂浆的纤维骨架布平铺在模具板上，共铺设15层并压实刮平；

（4）硫化处理：

将平铺在模具板上的饱和挂浆的纤维骨架布在温度160℃、压力3.0Mpa的条件下硫化30分钟平板进行硫化；

（5）出模、切割、抛光：

将硫化后的纤维骨架布出模，然后根据宽度进行切割形成支承导向带毛坯，经过抛光即形成厚度为 5毫米的液压缸用支承导向带。

实施例6

制备厚度为10毫米、宽度为15毫米、长度为1800毫米的液压缸用支承导向带；

（1）配料：取18公斤的乙酸乙酯、14.0公斤的工业乙醇、51公斤的酚醛、0.40公斤的ER粘合剂、0.70公斤的粘合剂A、0.80公斤的氧化锌、6.0公斤的高苯乙烯橡胶、0.40公斤的硫化剂DCP和5.0公斤的固化剂H置入反应釜中混合搅拌26小时，制备成粘合材料；

同时制取由30%21支棉花纱线和70%的21支腈纶化纤纤维织成的纤维骨架布；

（2）上浆：

将纤维骨架材料浸入配好的粘合材料挂浆；使得每平方米的纤维骨架材料挂粘合材料0.85公斤；

（3）上模：

将饱和挂浆的纤维骨架布平铺在模具板上，共铺设30层并压实刮平；

（4）硫化处理：

    将平铺在模具板上的饱和挂浆的纤维骨架布在温度155℃、压力2.8Mpa的条件下硫化40分钟平板进行硫化；

（5）出模、切割、抛光：

将硫化后的纤维骨架布出模，然后根据宽度进行切割形成支承导向带毛坯，经过抛光即形成厚度为10毫米的液压缸用支承导向带。

实施例7

制备厚度为8毫米、宽度为20毫米、长度为1000毫米的液压缸用支承导向带；

（1）配料：取22公斤的乙酸乙酯、13公斤的工业乙醇、50公斤的酚醛、0.45公斤的ER粘合剂、0.50公斤的粘合剂A、0.85公斤的氧化锌、4.0公斤的高苯乙烯橡胶、0.35公斤的硫化剂DCP和7.0公斤的固化剂H置入反应釜中混合搅拌28小时，制备成粘合材料；

同时制取由40%21支棉花纱线和60%的21支涤纶化纤纤维织成的纤维骨架布；

（2）上浆：

将纤维骨架材料浸入配好的粘合材料挂浆；使得每平方米的纤维骨架材料挂粘合材料0.7公斤；

（3）上模：

将饱和挂浆的纤维骨架布平铺在模具板上，共铺设24层并压实刮平；

（4）硫化处理：

    将平铺在模具板上的饱和挂浆的纤维骨架布在温度150℃、压力3.0Mpa的条件下硫化50分钟平板进行硫化；

（5）出模、切割、抛光：

将硫化后的纤维骨架布出模，然后根据宽度进行切割形成支承导向带毛坯，经过抛光即形成厚度为8毫米的液压缸用支承导向带。

实施例8

制备厚度为1毫米、宽度为10毫米、长度为200毫米的液压缸用支承导向带；

（1）配料：取16公斤的乙酸乙酯、15公斤的工业乙醇、48公斤的酚醛、0.40公斤的ER粘合剂、0.60公斤的粘合剂A、0.90公斤的氧化锌、6.0公斤的高苯乙烯橡胶、0.25公斤的硫化剂DCP、5.5公斤的固化剂H和2.5公斤的石墨置入反应釜中混合搅拌28小时，制备成粘合材料；

同时制取由40%21支棉花纱线和60%的21支涤纶化纤纤维织成的纤维骨架布；

（2）上浆：

将纤维骨架材料浸入配好的粘合材料挂浆；使得每平方米的纤维骨架材料挂粘合材料0.75公斤；

（3）上模：

将饱和挂浆的纤维骨架布平铺在模具板上，共铺设3层并压实刮平；

（4）硫化处理：

将平铺在模具板上的饱和挂浆的纤维骨架布在温度160℃、压力2.0Mpa的条件下硫化40分钟平板进行硫化；

（5）出模、切割、抛光：

将硫化后的纤维骨架布出模，然后根据宽度进行切割形成支承导向带毛坯，经过抛光即形成厚度为1毫米的液压缸用支承导向带。

上述实施例液压缸用支承导向环或带的制备中，用乙酸乙酯和工业乙醇将酚醛和高苯乙烯充分溶解，以使酚醛改性，使其达到更高的性能。其中粘合剂RE和A使该产品层间粘合更加牢固；氧化锌的活化作用以使各种材料达到一个更高性能。加入石墨以使产品减小摩擦系数。选用21支化纤纤维和21支棉花纤维混合编织，以使该产品提高抗压强度和扯断力。

经检测，上述实施例所制备出的构成液压缸用支承导向环或带的性能参数的洛氏硬度(HRM)在100—105间，抗压强度在330—351Mpa，扯断强度在36—40Mpa，耐介质油（液压油或乳化液）小于1.3%。并且具有良好的卷曲性能。

Claims (4)

1.一种液压缸用支承导向环或带，其特征在于：由至少一层单位的纤维骨架材料和包含有

15—22重量份的乙酸乙酯、13—15重量份的工业乙醇、45—55重量份的酚醛、0.3—0.5重量份的ER粘合剂、0.5—0.8重量份的粘合剂A、0.8—1.0重量份的氧化锌、4—8重量份的高苯乙烯橡胶、0.2—0.4重量份的硫化剂DCP和3—7重量份的固化剂H构成的粘合材料构成；

其中，所述的粘合材料与所述的纤维骨架材料的构成比为0.5—0.9公斤/平方米。

2.如权利要求1所述的一种液压缸用支承导向环或带，其特征在于：所述的纤维骨架材料由含量为60—70%的21支化纤纤维和30—40%的21支棉花纤维混合编织而成。

3.如权利要求1所述的一种液压缸用支承导向环或带，其特征在于：所述的粘合材料中还包含有1—2重量份的石墨。

4.上述权利要求1所述一种液压缸用支承导向环或带的制备方法，包括下列步骤：

（1）配料：按比例取乙酸乙酯、工业乙醇、酚醛、ER粘合剂、粘合剂A、氧化锌、高苯乙烯橡胶、硫化剂DCP和固化剂H及石墨置入反应釜中混合搅拌不少于24小时，制备成粘合材料；

同时制取由21支棉花纱线和21支化纤纤维织成的纤维骨架材料；

（2）上浆：将纤维骨架材料浸入配好的粘合材料中饱和挂浆；

（3）上模：将设置的若干层饱和挂浆的纤维骨架材料圈制在管筒模具上压实或将若干层饱和挂浆的纤维骨架材料铺在平板模具上并压实刮平； 

（4）硫化处理：将卷制或铺设有纤维骨架材料的管筒或平板进行硫化，硫化条件为温度150—160℃、压力2.5—3.0Mpa、时间为30—50分钟；

（5）出模、切割、抛光：将管筒或平板模具抽出，形成成型的管筒或板材，然后将成型的管筒或板材切割形成支承导向环或带毛坯，在经过抛光形成液压缸用支承导向环或带。

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