CN103408847A - 一种汽车制动钳用活塞密封圈材料及该密封圈的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车制动钳用活塞密封圈材料及该密封圈的制造方法。该密封圈材料的各原料组分的重量份数如下：70～90份固态三元乙丙橡胶、10～30份液态三元乙丙橡胶、30～50炉黑：3～10份白炭黑、0.5～1.5份酸碱平衡剂、2.5～3.5份硫化剂和1～2份促进剂。本发明汽车制动增压阀用密封垫材料选用低门尼的固体乙丙橡胶，于其中掺杂的液态三元乙丙橡胶为零门尼并适当复配两者的用量；合理复配炉黑和白炭黑两种炭黑；由此，保证该材料耐久性强、耐高温性好、耐磨性高，从而增强汽车制动钳密封性和灵敏性和延长产品使用寿命。

Description

一种汽车制动钳用活塞密封圈材料及该密封圈的制造方法

技术领域

本发明涉及汽车制动钳的技术领域，尤其涉及一种汽车制动钳用活塞密封圈材料及该密封圈的制造方法。

背景技术

汽车制动钳是盘式制动器的主要零件，在制动状态时，油液通过作用在活塞上的油压建立一定的压力推动摩擦片向制动盘进行挤压，从而达到制动的目的。

汽车制动钳用活塞密封圈位于制动钳的活塞与缸体之间，起着密封的作用，控制制动液不流出钳体，确保汽车制动时制动钳建压。如果密封不良，控制液压的作用将失效，人身安全会受到侵害。活塞密封圈性能的好坏同产品的材料性能有很大的关系。不仅要承受较高的液压，还必须具备长久的变形回复能力，同时产品在制动时与缸体的直角面剪切，必须要有较好的耐磨性能及撕裂性能。类似的产品在国内一般不采用液体生胶并用生产，装配时的压入力大，甚至发生产品裂口的现象，影响制动密封。另外配方中采用普通的炭黑，耐久性及耐磨性较差，产品寿命短。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供汽车制动钳用活塞密封圈材料，该材料耐久性强、耐高温性好、耐磨性高，从而增强汽车制动钳密封性和灵敏性和延长产品使用寿命。

一种汽车制动钳用活塞密封圈材料，各原料组分的重量份数如下：

固态三元乙丙橡胶：70～90

液态三元乙丙橡胶：10～30

炉黑：30～50

白炭黑：3～10

酸碱平衡剂：0.5～1.5

硫化剂：2.5～3.5

促进剂：1～2。

其中，各原料组分的重量份数如下：

固态三元乙丙橡胶：75～85

液态三元乙丙橡胶：15～25

炉黑：40～50

白炭黑：3.5～6

酸碱平衡剂：0.5～1.5

硫化剂：2.5～3.5

促进剂：1～2。

其中，各原料组分的重量份数如下：

固态三元乙丙橡胶：80

液态三元乙丙橡胶：20

炉黑：45

白炭黑：5

酸碱平衡剂：1

硫化剂：3

促进剂：1.5。

上述技术方案中的固态三元乙丙橡胶和液态三元乙丙橡胶均选用德国朗盛公司的产品。选用低门尼的固体乙丙橡胶，于其中掺杂的液态三元乙丙橡胶为零门尼。既可以降低装配时裂口的发生，又可以根除裂口现象，保证正常生产工艺。

炉黑选用上海卡博特高耐磨炉黑N330，该种炉黑有较好的分散性、较高的耐磨性能和低压缩永久变形，但材料的撕裂性偏低，产品在耐久试验时易被缸体的梯形槽剪切啃噬，因而加入量不宜过多。白炭黑选用美国卡博特的气相法白炭黑，该种白炭黑有较好的延伸性和撕裂性，但分散性能不是很好，加入量不宜多。选用高耐磨炉黑和气相法白炭黑两种不同类型炭黑可最大限度优势互补，即可增强材料的耐磨性能，又可增加材料的撕裂性，从而提高产品寿命。

酸碱平衡剂选用美国struktol酸碱平衡剂，硫化剂选用昆山亚特曼过氧化物硫化剂，硫化促进剂选用昆山亚特曼硫化促进剂。

本发明另一方面提供一种汽车制动钳用活塞密封圈密封圈的制造方法，该方法使得密封圈材料耐久性强、耐高温性好、耐磨性高，从而增强汽车制动钳密封性和灵敏性和延长产品使用寿命。

一种使用上述汽车制动钳用活塞密封圈材料制造密封圈的方法，包括以下步骤：

（1）第一次混炼：按照重量份数将除硫化活性剂的其它原料组分置于密炼机进行第一次密炼，再冷却至50℃下；

（2）第二次混炼：向经冷却后的混炼胶中加入硫化活性剂后置于密炼机进行密炼；然后将经密炼后的混炼胶转入开炼机进行开炼，再冷却至50℃下；

（3）将步骤（2）中冷却后的混炼胶过滤并压制成型件；

（4）将成型件放入模具中进行第一次硫化，再置入烘箱中进行第二次硫化；

（5）将二次硫化后的成型件先后进行加工成型、切割，得到成品。

其中，所述第一次密炼包括在140～145℃排胶。

其中，所述第二次密炼包括在95～100℃排胶。

其中，所述开炼过程包括2～5次薄通。

其中，所述开炼的薄通厚度为2mm以下。

其中，所述第一次硫化的温度为190～195℃，时间为270～330s，压力为200～220kgf/cm²。

其中，所述第二次硫化的温度为145～155℃，时间为2～4h。

本发明汽车制动增压阀用密封垫材料选用低门尼的固体乙丙橡胶，于其中掺杂的液态三元乙丙橡胶为零门尼并适当复配两者的用量；合理复配炉黑和白炭黑两种炭黑；由此，保证该材料耐久性强、耐高温性好、耐磨性高，从而增强汽车制动钳密封性和灵敏性和延长产品使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

各原料组分的重量份数如下：

德国朗盛三元乙丙橡胶：90

德国朗盛液态三元乙丙橡胶：10

上海卡博特高耐磨炉黑N330：30

美国卡博特气相法白炭黑：10

美国struktol酸碱平衡剂：1

昆山亚特曼过氧化物硫化剂：2.5

昆山亚特曼硫化促进剂：1.5

按照以上配方如以下方法制造密封圈：

（1）第一次混炼：按照重量份数将除硫化活性剂的其它原料组分置于密炼机进行第一次密炼，所述第一次密炼包括在140℃排胶；然后通风冷却至50℃以下。

（2）第二次混炼：向经冷却后的混炼胶中加入硫化活性剂后置于密炼机进行密炼，所述第二次密炼包括在95℃排胶；然后将经密炼后的混炼胶转入开炼机进行第二次开炼，所述第二次开炼过程包括2次薄通，薄通厚度2mm以下，然后取片，通风冷却至50℃以下收胶。

（3）过滤并压制成型件。采用巴维尔预成型机，预成型机头装入120目滤网后，再装入预成型夹具，整个设备采用循环水冷却系统，将胶料控制在70℃的范围内，确保混炼胶在整个过程中安全。

（4）将成型件用注射筒打入模具中在压力为200kgf/cm²下进行第一次硫化，注射筒温度控制在70～80℃，此范围的温度保证材料冲满模具型腔的速度快；模具的温度控制在190℃，此范围温度保证生产效率高，这个过程加工安全，还避免了产品留痕，缺料，烫伤等缺陷。待硫化为270s后，置入烘箱中进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度为145℃，时间为2h。

（5）将二次硫化后的筒状半成品，根据密封圈高度进行切割，产品内圆尺寸公差要求宽，模具可以保证，外圆尺寸公差要求窄，模具无法保证尺寸，采用先加工到上限尺寸，然后用矩形圈磨削机对外圆进行打磨，让尺寸在合理的范围。最后检测和包装得到成品。

实施例2

各原料组分的重量份数如下：

德国朗盛三元乙丙橡胶：70

德国朗盛液态三元乙丙橡胶：30

上海卡博特高耐磨炉黑N330：50

美国卡博特气相法白炭黑：3

美国struktol酸碱平衡剂：1

昆山亚特曼过氧化物硫化剂：3.5

昆山亚特曼硫化促进剂：1.5

按照以上配方如以下方法制造密封圈：

（1）第一次混炼：按照重量份数将除硫化活性剂的其它原料组分置于密炼机进行第一次密炼，所述第一次密炼包括在145℃排胶；然后通风冷却至50℃以下。

（2）第二次混炼：向经冷却后的混炼胶中加入硫化活性剂后置于密炼机进行第二次密炼，所述第二次密炼包括在100℃排胶；然后将经密炼后的混炼胶转入开炼机进行第二次开炼，所述第二次开炼过程包括5次薄通，薄通厚度2mm以下，然后取片，通风冷却至50℃以下收胶。

（3）过滤并压制成型件。采用巴维尔预成型机，预成型机头装入120目滤网后，再装入预成型夹具，整个设备采用循环水冷却系统，将胶料控制在70℃的范围内，确保混炼胶在整个过程中安全。

（4）将成型件用注射筒打入模具中在压力为220kgf/cm²下进行第一次硫化，注射筒温度控制在70～80℃，此范围的温度保证材料冲满模具型腔的速度快；模具的温度控制在195℃，此范围温度保证生产效率高，这个过程加工安全，还避免了产品留痕，缺料，烫伤等缺陷。待硫化为330s后，置入烘箱中进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度为155℃，时间为4h。

（5）将二次硫化后的筒状半成品，根据密封圈高度进行切割，产品内圆尺寸公差要求宽，模具可以保证，外圆尺寸公差要求窄，模具无法保证尺寸，采用先加工到上限尺寸，然后用矩形圈磨削机对外圆进行打磨，让尺寸在合理的范围。最后检测和包装得到成品。

实施例3

各原料组分的重量份数如下：

德国朗盛三元乙丙橡胶：80

德国朗盛液态三元乙丙橡胶：20

上海卡博特高耐磨炉黑N330：45

美国卡博特气相法白炭黑：5

美国struktol酸碱平衡剂：1

昆山亚特曼过氧化物硫化剂：3

昆山亚特曼硫化促进剂：1.5

按照以上配方如以下方法制造密封圈：

（1）第一次混炼：按照重量份数将除硫化活性剂的其它原料组分置于密炼机进行第一次密炼，所述第一次密炼包括在142℃排胶；然后通风冷却至50℃以下。

（2）第二次混炼：向经冷却后的混炼胶中加入硫化活性剂后置于密炼机进行密炼，所述第二次密炼包括在97℃排胶；然后将经密炼后的混炼胶转入开炼机进行第二次开炼，所述第二次开炼过程包括4次薄通，薄通厚度2mm以下，然后取片，通风冷却至50℃以下收胶。

（3）过滤并压制成型件。采用巴维尔预成型机，预成型机头装入120目滤网后，再装入预成型夹具，整个设备采用循环水冷却系统，将胶料控制在70℃的范围内，确保混炼胶在整个过程中安全。

（4）将成型件用注射筒打入模具中在压力为210kgf/cm²下进行第一次硫化，注射筒温度控制在70～80℃，此范围的温度保证材料冲满模具型腔的速度快；模具的温度控制在192℃，此范围温度保证生产效率高，这个过程加工安全，还避免了产品留痕，缺料，烫伤等缺陷。待硫化为300s后，置入烘箱中进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度为150℃，时间为3h。

（5）将二次硫化后的筒状半成品，根据密封圈高度进行切割，产品内圆尺寸公差要求宽，模具可以保证，外圆尺寸公差要求窄，模具无法保证尺寸，采用先加工到上限尺寸，然后用矩形圈磨削机对外圆进行打磨，让尺寸在合理的范围。最后检测和包装得到成品。

参照JIS D2609对实施例1～3进行测试，测试结果如下：

由上表可以看出，实施例2为本发明的最佳配方。

本发明具有如下优点：

1、改善了活塞密封圈装配问题，且价格相较较低，按照本发明配方混炼的胶料，完全满足耐磨、耐撕裂等性能，工艺性也达到了国际领先水平；

2、积累了开发具备优异的加工性能及良好的稳定性的活塞密封圈的开发经验，打破了国外对该产品的技术垄断；

3、制动钳密封圈的开发，替代了进口件，目前已经为国内和国外知名的汽车制动系统生产商配套，在节约大量外汇的同时，为国家创造外汇收入；

4、提高了我国汽车产业的核心竞争力，加速了我国从汽车消费大国向汽车生产大国的转变。

应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求保护的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车制动钳用活塞密封圈材料，其特征在于，各原料组分的重量份数如下：

固态三元乙丙橡胶：70～90

液态三元乙丙橡胶：10～30

炉黑：30～50

白炭黑：3～10

酸碱平衡剂：0.5～1.5

硫化剂：2.5～3.5

促进剂：1～2。

2.根据权利要求1所述的一种汽车制动钳用活塞密封圈材料，其特征在于，各原料组分的重量份数如下：

固态三元乙丙橡胶：75～85

液态三元乙丙橡胶：15～25

炉黑：40～50

白炭黑：3.5～6

酸碱平衡剂：0.5～1.5

硫化剂：2.5～3.5

促进剂：1～2。

3.根据权利要求1所述的一种汽车制动钳用活塞密封圈材料，其特征在于，各原料组分的重量份数如下：

固态三元乙丙橡胶：80

液态三元乙丙橡胶：20

炉黑：45

白炭黑：5

酸碱平衡剂：1

硫化剂：3

促进剂：1.5。

4.一种使用权利要求1所述的一种汽车制动钳用活塞密封圈材料制造密封圈的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）第一次混炼：按照所述重量份数将除硫化剂的其它原料组分置于密炼机进行第一次密炼，再冷却至50℃下；

（2）第二次混炼：向经冷却后的混炼胶中加入硫化剂后置于密炼机进行第二次密炼；然后将经密炼后的混炼胶转入开炼机进行开炼，再冷却至50℃下；

（3）将步骤（2）中冷却后的混炼胶过滤并压制为成型件；

（4）将成型件放入模具中进行第一次硫化，再置入烘箱中进行第二次硫化；

（5）将二次硫化后的成型件先后进行加工成半成品、切割，得到成品。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一次密炼包括在140～145℃排胶。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二次密炼包括在95～100℃排胶。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述开炼过程包括2～5次薄通。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述开炼的薄通厚度为2mm以下。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一次硫化的温度为190～195℃，时间为270～330s，压力为200～220kgf/cm²。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二次硫化的温度为145～155℃，时间为1～3h。