CN102875858B - 一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料及其制备方法与应用，属于橡塑密封领域。旋转轴用唇形密封圈骨架材料由丁腈橡胶体系、环氧树脂体系和芳纶浆粕体系复合而成。通过将芳纶浆粕体系预处理，把丁腈橡胶体系、丁腈橡胶体系和预处理好的芳纶浆粕在开放式混炼机上进行胶料的混炼，得到旋转轴用唇形密封圈骨架材料。该骨架材料经过挤出成型，与唇口胶半成品一起模压硫化得到旋转轴用唇形密封圈。测试结果表明，本发明的旋转轴用唇形密封圈生产流程简单，安装难度适中，外圆密封力保持能力优良。

Description

一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于橡塑密封领域，特别涉及一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料及其制备方法与应用。
背景技术
旋转轴用唇形密封件是常见的橡胶密封件，俗称油封。油封的作用一般就是将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏。常用油封主要包含以下几种形式：无骨架纯胶油封（J形，Z形纯胶油封）、带金属骨架型（全包骨架，半包骨架）、带织物骨架型（夹布油封）等。具体形式可参考GBT 9877、GBT 13871、DIN 3761、JIS B2402。无骨架纯胶油封的断面结构如图1所示，带金属骨架油封的断面结构如图2所示，带织物骨架油封的断面结构如图3所示。骨架就如同混凝土构件里面的钢筋，起到加强的作用，并使油封能保持形状及张力。
无骨架纯胶油封的加工工艺流程如图4所示，无骨架纯胶油封具有无需骨架加工过程，需要工序少、安装容易的特点，但是外圆密封能力差，只能密封油脂类工况。带金属骨架油封的加工工艺流程如图5所示，带金属骨架型油封外圆密封能力好，但是公差要求精密，安装不便，且骨架加工工序非常长。带织物骨架油封的加工工艺流程如图6所示，带织物骨架油封加工工序、外圆密封保持能力以及公差要求均介于纯胶油封和金属骨架油封之间。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料，该骨架材料生产的油封具有纯胶油封的短加工过程，外圆密封保持能力超过带织物骨架油封，接近金属骨架类油封。
本发明的另一目的在于提供上述旋转轴用唇形密封圈骨架材料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述旋转轴用唇形密封圈骨架材料的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料由丁腈橡胶体系、环氧树脂体系和芳纶浆粕体系复合而成。
所述的丁腈橡胶体系包括如下按重量份计的组分（以丁腈橡胶重量份为100份计）：丁腈橡胶100份，氧化锌3～5份，硬脂酸0.5～2.5份，填充补强剂50～100份，防老剂1～4份，硫化剂2～4份，促进剂2.5～7份；
所述的硫化剂优选为4-4’-二硫化二吗啉（硫化剂DTDM），所述的促进剂优选为二硫化二苯并噻唑（促进剂DM）1.5～2.5份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（促进剂CZ）0.5～2份、二硫化四乙基秋兰姆（促进剂TETD）0.5～1.5份和二硫化四甲基秋兰姆（促进剂TMTD）0.5～1份的混合体系。
所述的丁腈橡胶优选为丙烯腈含量为33～35wt%、门尼黏度（ML1+4，100℃）为30～45的丁腈橡胶，如南帝公司Nancar的3345、朗盛公司Perbunan NT3430。33～35wt%丙烯腈的丁腈橡胶提供了相应的耐油性能，又保持了合适的低温性能；低门尼黏度的丁腈橡胶使得混炼后的复合混炼胶具有较低的门尼黏度，便于和液体环氧树脂共混更均匀，降低挤出时生热，便于胶料顺利挤出。
所述的填充补强剂优选为炭黑、白炭黑、硅藻土和碳酸钙等中的至少一种；所述的炭黑优选为粒径在40～100nm的炭黑，如快压出炭黑N550、半补强炭黑N774等。
所述的防老剂优选为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物（防老剂RD）、2-硫醇基苯并咪唑锌盐（防老剂MBZ）和N-异丙基-N’-苯基对苯二胺（防老剂4010NA）等中的至少一种。
本发明为无硫硫化体系，由硫化剂和促进剂组成。硫化剂为含硫化合物，如4,4'-二硫化二吗啉（DTDM）等，促进剂为秋兰姆，如二硫化四乙基秋兰姆（促进剂TETD）、二硫化四甲基秋兰姆（促进剂TMTD）等，苯并噻唑，如二硫化二苯并噻唑（促进剂DM）等；次磺酰胺，如N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺（促进剂CZ）等。无硫硫化体系可延长胶料焦烧时间，与相对反应较慢的环氧固化体系保持交联速度匹配性较好。
所述的环氧树脂体系包括如下按重量份计的组分：环氧树脂80～120份，固化剂8～10份，固化促进剂1～4份，内脱模剂4～10份。
所述的环氧树脂优选为环氧值为0.38～0.54mol/100g的双酚A型环氧树脂，如E-44，E-51。环氧值为0.38～0.54的双酚A型环氧树脂在常温下为液体，混炼过程中可有效降低混炼胶的门尼黏度，起到增塑剂作用，便于胶料挤出，并且起到浸润芳纶浆粕的作用，使得丁腈橡胶和芳纶浆粕更好的结合在一起，高温固化后提供强度、硬度、刚度，提供产品外圆密封力的保持性。
所述的固化剂优选为潜固型、中高温多胺类环氧固化剂，如双氰胺；所述的固化促进剂优选为有机脲类化合物，如甲苯双二甲脲。双氰胺-有机脲固化体系保证了环氧体系在常温下可有效长时间储存不固化，与橡胶硫化体系的反应温度基本一致，落在150～170℃区间。
所述的内脱模剂优选为脂肪酸盐类、蜡类和硅油类化合物中的至少一种，如硬脂酸锌、油酸酰胺、石蜡、棕榈蜡和乙烯基硅油等。环氧树脂为高粘性物质，为避免混炼时粘附辊筒、挤出时粘附螺杆以及热模压硫化时胶料粘附模具，必须加入适量的内脱模剂以保证良好的工艺性能。
所述的芳纶浆粕体系包括如下按重量份计的组分：芳纶浆粕35～50份，分散剂35～50份。
所述的芳纶浆粕优选为平均长度为2～2.5mm、表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕。硫化成型后芳纶浆粕提供产品的硬度、强度、刚度，和产品外圆密封力的保持性。
所述的分散剂优选为炭黑和白炭黑中的至少一种，如N550炭黑，N255白炭黑。
上述旋转轴用唇形密封圈骨架材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）芳纶浆粕体系的预处理
取35～50份芳纶浆粕与35～50份分散剂混匀，将0.35～0.5份偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，搅拌混匀得到处理过的芳纶浆粕。
（2）旋转轴用唇形密封圈骨架材料的制备
胶料的混炼在开放式混炼机上进行，混炼操作工艺如下：
将100份丁腈橡胶以0.2～0.5mm的辊距薄通3～5次，再以1～1.5mm的辊距包辊；然后加入3～5份氧化锌、0.5～2.5份硬脂酸和1～4份防老剂，吃粉后，割刀3～5次；再将辊距调至1.5～2.0mm，分3～5次交替加入50～100份填充补强剂和80～120份环氧树脂，割刀3～5次；加入8～10份固化剂、1～4份固化促进剂和4～10份内脱模剂，吃粉后，割刀3～5次；加入2～4份硫化剂和2.5～7份促进剂，吃粉后，割刀3～5次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀3～5次；再以0.2～0.5mm的辊距薄通打三角包3～5次，然后以4～6mm的辊距下片，得到旋转轴用唇形密封圈骨架材料。
上述各原料份数均以重量份计。
步骤（1）中所述的芳纶浆粕与分散剂的重量比优选为1:1。
步骤（1）中所述的偶联剂优选为硅烷偶联剂，如KH-550或Si-69，偶联剂的用量优选为芳纶浆粕重量的1%。
步骤（1）中所述的搅拌混匀优选为用高速搅拌机1000～2000rpm搅拌15分钟。
步骤（2）中所述的混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下。
上述旋转轴用唇形密封圈骨架材料在旋转轴用唇形密封圈（油封）中的应用。
一种旋转轴用唇形密封圈（油封），通过包括如下步骤的方法制备得到：将上述旋转轴用唇形密封圈骨架材料通过胶料切片机、螺杆挤出机或精密预成型机等，按照产品实际需求，进行半成品预成型得到骨架半成品；将骨架半成品与唇口胶一起模压硫化得到旋转轴用唇形密封圈（油封）。
本发明旋转轴用唇形密封圈的断面结构示意图如图7所示。
本发明旋转轴用唇形密封圈骨架材料的结构中，丁腈橡胶体系使得挤出加工成为可能，环氧树脂体系在混炼和挤出过程中起增塑剂的作用，固化后提供了骨架材料需要的硬度、强度以及可以充分浸润芳纶浆粕，增加芳纶浆粕与橡胶体系的相容性和粘合力，芳纶浆粕体系提供了骨架需要的硬度、强度以及刚度，增加了骨架材料的耐磨性能，提高了油封外圆密封保持能力。三种体系分别提供各自特性，缺一不可，共同为油封提供骨架支撑作用。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明的旋转轴用唇形密封圈骨架材料与织物骨架，金属骨架相比有着显著工艺优势，成本优势、较好外圆密封保持力特性，具体如表1所示。
表1：各种骨架材料以及油封的对比
Figure BDA00002192870900041
Figure BDA00002192870900051
注①：该时间为常用通用设备加工所需要的时间，具体根据设备型号、精度等不同，时间还有波动，但相对关系不变。
与金属骨架油封相比，本发明提供的旋转轴用唇形密封圈骨架材料制备油封不需要进行硫化前的骨架加工、骨架处理、涂刷胶黏剂、预固化胶黏剂，也不需要进行硫化后的骨架外圆加工处理；与夹布骨架油封相比，不需要进行硫化前的溶胶浆、涂布、干燥、卷布等工序，工艺流程与纯胶油封一致只需要挤出成型即可，安装难度与夹布油封一致，外圆密封力保持能力却远超过纯胶油封和夹布油封，达到骨架油封等级。
附图说明
图1是无骨架纯胶油封的断面结构示意图。
图2是带金属骨架油封的断面结构示意图，其中1为金属骨架。
图3是带织物骨架油封的断面结构示意图，其中1为织物骨架。
图4是无骨架纯胶油封的工艺流程图。
图5是带金属骨架的油封骨架加工工艺流程图。
图6是带织物骨架的油封骨架加工工艺流程图。
图7是本发明旋转轴用唇形密封圈的断面结构示意图，其中1为骨架。
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，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
（1）取5kg平均长度为2～2.5mm，表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕和5kg N550炭黑，混匀后将50g KH-550硅烷偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，放入高速搅拌机1000rpm搅拌15分钟至混匀，得到处理过的芳纶浆粕；
（2）在开放式混炼机上进行混炼，混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下；
将10kg NBR 3345以0.5mm的辊距薄通5次，再以1.5mm的辊距包辊；然后加入500g氧化锌、100g硬脂酸和200g防老剂RD，吃粉后，割刀3次；再将辊距调至2.0mm，分3次交替加入5kg快压出炭黑N550和10kg环氧树脂E-44，割刀5次；加入800g双氰胺、200g甲苯双二甲脲和900g内脱模剂（硬脂酸锌200g，油酸酰胺200g，乙烯基硅油500g），吃粉后，割刀3次；加入200g硫化剂DTDM和550g促进剂（促进剂DM 150g，促进剂TETD 150g，促进剂TMTD50g，促进剂CZ 200g），吃粉后，割刀5次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀3次；再以0.5mm的辊距薄通打三角包5次，然后以6mm的辊距下片，得到旋转轴用唇形密封圈骨架材料。
取得到的骨架材料10kg在螺杆挤出机挤出半成品预成型，得到25*12*3000mm的骨架材料半成品，约1.17kg，与挤出成型的尺寸为20*17*2800mm，约重1kg的丁腈橡胶唇口胶复合；于160℃×20min模压硫化得到890*954*25mm规格的旋转轴用唇形密封圈，其部分性能如表2所示。
实施例2
（1）取5kg平均长度为2～2.5mm，表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕5kg N550炭黑，混匀后将50g KH-550硅烷偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，放入高速搅拌机1000rpm搅拌15分钟至混匀，得到处理过的芳纶浆粕；
（2）在开放式混炼机上进行混炼，混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下；
将10kg NBR 3430以0.2mm的辊距薄通3次，再以1mm的辊距包辊；然后加入300g氧化锌、50g硬脂酸和200g防老剂4010NA，吃粉后，割刀5次；再将辊距调至1.5mm，分3次交替加入5kg快压出炭黑N550和8kg环氧树脂E-44，割刀3次；加入800g双氰胺、100g甲苯双二甲脲和400g内脱模剂（硬脂酸锌200g，棕榈蜡200g），吃粉后，割刀5次；加入400g硫化剂DTDM和300g促进剂（促进剂DM 100g，促进剂TETD 50g，促进剂TMTD 50g，促进剂CZ 100g），吃粉后，割刀3次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀5次；再以0.5mm的辊距薄通打三角包3次，然后以4mm的辊距下片，得到旋转轴用唇形密封圈骨架材料。
取得到的骨架材料20kg用精密预成型机进行半成品预成型，得到25*12*3000mm的骨架材料半成品，约1.2kg，与挤出成型的尺寸为20*17*2800mm，约重1kg的丁腈橡胶唇口胶复合；于160℃×20min模压硫化得到890*954*25mm规格的旋转轴用唇形密封圈，其部分性能如表2所示。
实施例3
（1）取3.5kg平均长度为2～2.5mm，表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕和3.5kg N255白炭黑，混匀后将35g Si-69硅烷偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，放入高速搅拌机1000rpm搅拌15分钟至混匀，得到处理过的芳纶浆粕；
（2）在开放式混炼机上进行混炼，混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下；
将10kg NBR 3430以0.5mm的辊距薄通3次，再以1mm的辊距包辊；然后加入500g氧化锌、250g硬脂酸和100g防老剂RD，吃粉后，割刀3次；再将辊距调至1.5mm，分3次交替加入10kg硅藻土和12kg环氧树脂E-51，割刀5次；加入1000g双氰胺、400g甲苯双二甲脲和1000g内脱模剂（硬脂酸锌200g，石蜡200g，乙烯基硅油600g），吃粉后，割刀3次；加入250g硫化剂DTDM和450g促进剂（促进剂DM 250g，促进剂TETD 50g，促进剂TMTD 100g，促进剂CZ 50g），吃粉后，割刀5次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀5次；再以0.5mm的辊距薄通打三角包5次，然后以4mm的辊距下片，得到旋转轴用唇形密封圈骨架材料。
取得到的骨架材料约15kg在螺杆挤出机挤出半成品预成型，得到25*12*3000mm的骨架材料半成品，约1.15kg，与挤出成型的尺寸为20*17*2800mm，约重1kg的丁腈橡胶唇口胶复合；于160℃×20min模压硫化得到890*954*25mm规格的旋转轴用唇形密封圈，其部分性能如表2所示。
实施例4：
（1）取4kg平均长度为2～2.5mm，表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕和4kg N255白炭黑，混匀后将40g Si-69硅烷偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，放入高速搅拌机，1000rpm搅拌15分钟至混匀，得到处理过的芳纶浆粕；
（2）在开放式混炼机上进行混炼，混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下；
将10kg NBR 3345以0.3mm的辊距薄通4次，再以1mm的辊距包辊；然后加入500g氧化锌、100g硬脂酸和100g防老剂4010NA，吃粉后，割刀几次；再将辊距调至1.5mm，分3次交替加入5kg N225白炭黑和10kg环氧树脂E-44，割刀3次；加入1kg双氰胺、400g甲苯双二甲脲和400g内脱模剂（硬脂酸锌200g，石蜡200g），吃粉后，割刀3次；加入250g硫化剂DTDM和350g促进剂（促进剂DM 150g，促进剂TETD 100g，促进剂TMTD 50g，促进剂CZ 50g），吃粉后，割刀3次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀3次；再以0.5mm的辊距薄通打三角包5次，然后以5mm的辊距下片，得到旋转轴用唇形密封圈骨架材料。
取得到的骨架材料10kg在螺杆挤出机挤出半成品预成型，得到25*12*3000mm的骨架材料半成品，约1.17kg，与挤出成型的尺寸为20*17*2800mm，约重1kg的丁腈橡胶唇口胶复合；于160℃×20min模压硫化得到890*954*25mm规格的旋转轴用唇形密封圈，其部分性能如表2所示。
实施例5：
（1）取5kg平均长度为2～2.5mm，表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕和5kg N550炭黑，混匀后将50g KH-550硅烷偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，放入高速搅拌机，1000rpm搅拌15分钟至混匀，得到处理过的芳纶浆粕；
（2）在开放式混炼机上进行混炼，混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下；
将10kg NBR 3430以0.4mm的辊距薄通3次，再以0.5mm的辊距包辊；然后加入500g氧化锌、100g硬脂酸和200g防老剂4010NA，吃粉后，割刀3次；再将辊距调至1.5mm，分3次交替加入5kg N774炭黑和10kg环氧树脂E-44，割刀3次；加入900g双氰胺、200g甲苯双二甲脲和400g内脱模剂（硬脂酸锌200g，棕榈蜡200g），吃粉后，割刀4次；加入250g硫化剂DTDM和400g促进剂（促进剂DM 100g，促进剂TETD 50g，促进剂TMTD150g，促进剂CZ 100g），吃粉后，割3几次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀3次；再以0.3mm的辊距薄通打三角包5次，然后以4mm的辊距下片，得到旋转轴用唇形密封圈骨架材料。
取得到的骨架材料10kg在螺杆挤出机挤出半成品预成型,得到25*12*3000mm的骨架材料半成品，约1.17kg，与挤出成型的尺寸为20*17*2800mm，约重1kg的丁腈橡胶唇口胶复合；于160℃×20min模压硫化得到890*954*25mm规格的旋转轴用唇形密封圈，其部分性能如表2所示。
表2各实施例产品性能表
Figure BDA00002192870900091
其中强度测试按照GB/T 528进行，硬度测试按照GB/T531.1进行，油封外圆密封力测量按照实际沟槽安装后实测密封力进行测量。
对比例1：
（1）取5kg平均长度为2～2.5mm，表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕和5kgN550炭黑，混匀后将50g KH-550硅烷偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，放入高速搅拌机1000rpm搅拌15分钟至混匀，得到处理过的芳纶浆粕；
（2）在开放式混炼机上进行混炼，混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下；
将10kg NBR 3345以0.4mm的辊距薄通3次，再以1mm的辊距包辊；然后加入500g氧化锌、100g硬脂酸和200g防老剂RD，吃粉后，割刀3次；再将辊距调至1.5mm，分3次交替加入5kg N550炭黑和10kg环氧树脂E-12，割刀3次；加入900g双氰胺、200g甲苯双二甲脲和700g内脱模剂（油酸酰胺200g，乙烯基硅油500g），吃粉后，割刀3次；加入250g硫化剂DTDM和300g促进剂（促进剂DM 150g，促进剂TETD 150g），吃粉后，割刀3次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀3次；再以0.4mm的辊距薄通打三角包4次，然后以5mm的辊距下片。
其中E-12为环氧值为0.12的的双酚A型环氧树脂，常温下为固体。
按上述比例配合混炼，混炼胶粘度较高不便于加工，环氧值过低，固化速度过慢，与橡胶体系交联速度不匹配。
 对比例2：
（1）取5kg平均长度为2～2.5mm，表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕和5kg N550炭黑，混匀后将50g KH-550硅烷偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，放入高速搅拌机1000rpm搅拌15分钟至混匀，得到处理过的芳纶浆粕；
（2）在开放式混炼机上进行混炼，混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下；
将10kg NBR 3345以0.4mm的辊距薄通3次，再以1mm的辊距包辊；然后加入500g氧化锌、100g硬脂酸和200g防老剂RD，吃粉后，割刀3次；再将辊距调至1.5mm，分3次交替加入5kg N550炭黑和10kg环氧树脂E-44，割刀3次；加入400g 2-甲基-4-乙基咪唑和900g内脱模剂（硬脂酸锌200g，油酸酰胺200g，乙烯基硅油500g），吃粉后，割刀3次；加入250g硫化剂DTDM和150g促进剂TETD，吃粉后，割刀3次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀3次；再以0.3mm的辊距薄通打三角包5次，然后以4mm的辊距下片。
其中2-甲基-4-乙基咪唑为常用环氧树脂中温固化剂。
按照上述比例配合混炼之后，常温下储存2天后树脂固化，混炼胶失去加工能力。
对比例3：
（1）取5kg平均长度为2～2.5mm，表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕和5kg N550炭黑，混匀后将50g KH-550硅烷偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，放入高速搅拌机1000rpm搅拌15分钟至混匀，得到处理过的芳纶浆粕；
（2）在开放式混炼机上进行混炼，混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下；
将10kg NBR 3345以0.3mm的辊距薄通4次，再以1mm的辊距包辊；然后加入500g氧化锌、100g硬脂酸和200g防老剂RD，吃粉后，割刀3次；再将辊距调至1.5mm，分3次交替加入5kg N550炭黑和10kg环氧树脂E-44，割刀3次；加入900g双氰胺、200g甲苯双二甲脲和900g内脱模剂（硬脂酸锌200g，油酸酰胺200g，乙烯基硅油500g），吃粉后，割刀3次；加入250g硫磺和300g促进剂DM，吃粉后，割刀3次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀3次；再以0.4mm的辊距薄通打三角包4次，然后以5mm的辊距下片。
按照上述比例配合混炼之后，经流变仪测试其热交联过程中出现2个扭矩拐点，橡胶与树脂体系未同时交联，速度不匹配。
对比例4：
（1）取5kg平均长度为2～2.5mm，表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕和5kgN550炭黑，混匀后将50g KH-550硅烷偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，放入高速搅拌机1000rpm搅拌15分钟至混匀，得到处理过的芳纶浆粕；
（2）在开放式混炼机上进行混炼，混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下；
将10kg NBR 3480以0.4mm的辊距薄通3次，再以1mm的辊距包辊；然后加入500g氧化锌、100g硬脂酸和200g防老剂RD，吃粉后，割刀3次；再将辊距调至1.5mm，分3次交替加入5kg N550炭黑和10kg环氧树脂E-44，割刀3次；加入900g双氰胺、200g甲苯双二甲脲和900g内脱模剂（硬脂酸锌200g，油酸酰胺200g，乙烯基硅油500g），吃粉后，割刀3次；加入250g硫化剂DTDM和300g促进剂（促进剂DM150g，促进剂TETD 150g），吃粉后，割刀3次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀3次；再以0.5mm的辊距薄通打三角包5次，然后以6mm的辊距下片。
其中NBR 3480为丙烯腈含量34%，门尼粘度80的丁腈橡胶。
按照上述比例配合混炼之后，混炼时生热较大，挤出时生热大易焦烧，不便于使用。
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 (10)

1. 一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料，其特征在于由丁腈橡胶体系、环氧树脂体系和芳纶浆粕体系复合而成；
所述的丁腈橡胶体系包括如下按重量份计的组分：丁腈橡胶 100份，氧化锌 3～5份，硬脂酸 0.5～2.5份，填充补强剂 50～100份，防老剂 1～4份，硫化剂 2～4份，促进剂 2.5～7份；所述的硫化剂为4，4’-二硫化二吗啉，所述的促进剂为二硫化二苯并噻唑1.5～2.5份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5～2份、二硫化四乙基秋兰姆0.5～1.5份和二硫化四甲基秋兰姆0.5～1份的混合体系；
所述的环氧树脂体系包括如下按重量份计的组分：环氧树脂 80～120份，固化剂 8～10份，固化促进剂 1～4份，内脱模剂 4～10份；
所述的芳纶浆粕体系包括如下按重量份计的组分：芳纶浆粕 35～50份，分散剂35～50份，偶联剂0.35～0.5份。
2. 根据权利要求1所述的旋转轴用唇形密封圈骨架材料，其特征在于：
所述的丁腈橡胶为丙烯腈含量为33～35wt%、门尼黏度（ML1+4，100℃）为30～45的丁腈橡胶；
所述的填充补强剂为炭黑、白炭黑、硅藻土和碳酸钙中的至少一种；所述的炭黑为粒径在40～100nm的炭黑；
所述的防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物、2-硫醇基苯并咪唑锌盐和N-异丙基-N’-苯基对苯二胺中的至少一种。
3. 根据权利要求1所述的旋转轴用唇形密封圈骨架材料，其特征在于：
所述的环氧树脂为环氧值为0.38～0.54mol/100g的双酚A型环氧树脂；
所述的固化剂为潜固型、中高温多胺类环氧固化剂；
所述的固化促进剂为有机脲类化合物；
所述的内脱模剂为脂肪酸盐类、蜡类和硅油类化合物中的至少一种。
4. 根据权利要求3所述的旋转轴用唇形密封圈骨架材料，其特征在于：
所述的固化剂为双氰胺；所述的固化促进剂为甲苯双二甲脲。
5. 根据权利要求1所述的旋转轴用唇形密封圈骨架材料，其特征在于：
所述的芳纶浆粕为平均长度为2～2.5mm、表面积为5～10m2/g的芳纶1414浆粕；
所述的分散剂为炭黑和白炭黑中的至少一种。
6. 权利要求1～5任一项所述的旋转轴用唇形密封圈骨架材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）芳纶浆粕体系的预处理：
取35～50份芳纶浆粕与35～50份分散剂混匀，将0.35～0.5份偶联剂喷淋于芳纶浆粕表面，搅拌混匀，得到处理过的芳纶浆粕；
（2）旋转轴用唇形密封圈骨架材料的制备
胶料的混炼在开放式混炼机上进行，混炼操作工艺如下：
将100份丁腈橡胶以0.2～0.5mm的辊距薄通3～5次，再以1～1.5mm的辊距包辊；然后加入3～5份氧化锌、0.5～2.5份硬脂酸和1～4份防老剂，吃粉后，割刀3～5次；再将辊距调至1.5～2.0mm，分3～5次交替加入50～100份填充补强剂和80～120份环氧树脂，割刀3～5次；加入8～10份固化剂、1～4份固化促进剂和4～10份内脱模剂，吃粉后，割刀3～5次；加入2～4份硫化剂和2.5～7份促进剂，吃粉后，割刀3～5次；加入步骤（1）得到的处理过的芳纶浆粕，吃粉后，割刀3～5次；再以0.2～0.5mm的辊距薄通打三角包3～5次，然后以4～6mm的辊距下片，得到旋转轴用唇形密封圈骨架材料；
上述各原料份数均以重量份计。
7. 根据权利要求6所述的旋转轴用唇形密封圈骨架材料的制备方法，其特征在于：
步骤（1）中所述的芳纶浆粕与分散剂的重量比为1: 1；
步骤（1）中所述的偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的用量为芳纶浆粕重量的1%；
步骤（1）中所述的搅拌混匀为用高速搅拌机1000～2000rpm搅拌15分钟。
8. 根据权利要求6所述的旋转轴用唇形密封圈骨架材料的制备方法，其特征在于：
步骤（2）中所述的混炼的过程中辊筒的表面温度控制在80℃以下。
9. 权利要求1～5任一项所述的旋转轴用唇形密封圈骨架材料在旋转轴用唇形密封圈中的应用。
10. 一种旋转轴用唇形密封圈，通过包括如下步骤的方法制备得到：将权利要求1～5任一项所述的旋转轴用唇形密封圈骨架材料通过胶料切片机、螺杆挤出机或精密预成型机，按照产品实际需求，进行半成品预成型得到骨架半成品；将骨架半成品与唇口胶一起模压硫化得到旋转轴用唇形密封圈。
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