CN104403239B - 一种发动机用弹性耐磨密封圈及其制备方法 - Google Patents

一种发动机用弹性耐磨密封圈及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明具体为一种发动机用弹性耐磨密封圈及其制备方法。该发动机用弹性耐磨密封圈包括以下重量份的原料：氟橡胶246型100份、双酚AF 3‑4份、促进剂1‑苄基‑2‑甲基‑3‑月桂基咪唑翁1‑2份、气相炭黑25‑30份、四氟乙烯5‑10份、丙烯酸锌5‑10份、氢氧化钙3‑4份、邻苯二甲酸二甲酯1‑2份、防老剂MB 1‑2份、全氟三乙基甲硅烷0.8‑1份、增韧填料15‑20份。本发明通过成分之间的交联作用，大大提高了橡胶密封件的体积密度，减少了橡胶分子之间的间隙，提高了橡胶件的耐磨性和弹性，使本发明的物理性能、化学性能和使用性能均得到显著提高，大大提高了该橡胶密封件的使用寿命。

Description

一种发动机用弹性耐磨密封圈及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种密封圈，具体为一种发动机用弹性耐磨密封圈及其制备方法。
背景技术
氟弹性体由于具备优异的阻燃性、气密性、耐高温、耐油、耐溶剂、耐燃、耐化学物与耐气候的性质，通常用于汽车、航空航天、石油、化工等各行各业。值的一提的是氟弹性体密封件是唯一能在高真空条件下使用,在1.33*10-7pa以下，其他橡胶都不能用于密封。国内外优秀的生产商都会用以生产产品，诸如美国公司的产品密封圈就是使用这一类的材质，例如采用氟橡胶制成的氟橡胶O型圈。随着科学技术的发展，生产生活中所探索接触领域的不断拓展，其应用范围会越来越广泛。但是，常规的氟橡胶的韧性较低，影响了氟橡胶在的使用范围和寿命，例如高压情况下的应用，因此，提高氟橡胶的韧性就显得越发重要。
发明内容
本发明针对为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种发动机用弹性耐磨密封圈，该氟橡胶具有高强度，其应用范围更加广泛。
本发明的另外一个目的是提供以上所述的发动机用弹性耐磨密封圈的制备方法。
本发明的技术方案为：
一种发动机弹性耐磨密封圈，该发动机用弹性耐磨密封圈包括以下重量份的原料：氟橡胶246型100份、双酚AF3-4份、促进剂1-苄基-2-甲基-3-月桂基咪唑翁1-2份、气相炭黑25-30份、四氟乙烯5-10份、丙烯酸锌5-10份、氢氧化钙3-4份、邻苯二甲酸二甲酯1-2份、防老剂MB1-2份、全氟三乙基甲硅烷0.8-1份、增韧填料15-20份。
所述的增韧填料是由下述重量份的原料组成的：
高岭土40-50份、聚酰亚胺树脂粉20-25份、氮化硅5-10份、偏硼酸钡2-3份、苄基三苯基氯化膦1-2份。
所述的增韧填料是按以下方法步骤进行制备的：
将高岭土在800-1000℃下煅烧1-2小时，取出冷却后粉碎成粉，用质量百分含量为5-10％的盐酸浸泡2-3小时，然后用水洗至中性，再与聚酰亚胺树脂粉混合，于350-400℃下搅拌加热反应1-2小时，冷却后再加入氮化硅、偏硼酸钡、苄基三苯基氯化膦，搅拌混合均匀后，升温至150-200℃下搅拌加热反应1-2小时，冷却后经超微粉碎，即得所述增韧填料。
所述的发动机用弹性耐磨密封圈的制备方法，包括以下步骤：
将氟橡胶246、促进剂1-苄基-2-甲基-3-月桂基咪唑翁、气相炭黑、四氟乙烯、氢氧化钙、邻苯二甲酸二甲酯、防老剂MB和增韧填料混合，置于密炼机机内炼胶20-25遍，至无明显白点，温度为75-85℃，时间10-15分钟，出料冷却，粉碎成胶粉；然后将胶粉与双酚AF、丙烯酸锌和全氟三乙基甲硅烷混合，于200-300转/分搅拌分散10-15分钟，搅拌均匀后加入加入到硫化设备中的模具内，进行加压一段硫化处理，温度为180-190℃，硫化时间为5-6分钟，冷却后放入烘箱进行二段硫化，温度为120-130℃，硫化时间为6-8小时；经修边后即得所述发动机耐温防腐密封圈。
所述的气相炭黑、四氟乙烯、丙烯酸锌、氢氧化钙、增韧填料的细度均为20-30微米的细粉。
所述胶粉的细度为40-50微米。
氟橡胶密封圈可在200℃下长期使用，非常适合发动机动力输出轴承的密封，也可用于发动机阀杆密封、气缸套密封、离合器密封、空气滤清器密封、燃油泵密封及燃油胶管内层胶等中使用。是目前用途最广、耐温性最好的橡胶密封件。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(一)、本发明通过成分之间的交联作用，大大提高了橡胶密封件的体积密度，减少了橡胶分子之间的间隙，提高了橡胶件的耐磨性和弹性，使本发明的物理性能、化学性能和使用性能均得到显著提高，其耐温短期可达到350℃，从而大大提高了该橡胶密封件的使用寿命；
(二)、添加的气相炭黑、四氟乙烯、增韧填料大大提高了橡胶的耐磨性和自润滑性；改善的硫化促进剂大大提高了橡胶的抗热撕裂性，增加了本发明的耐高温性和稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
各实施例和比较例所用原料，除另有说明外，均为橡胶用工业级市售品。制备氟橡胶密封圈所用设备均为橡胶工业常规设备。
实施例1：
一种发动机用弹性耐磨密封圈，其组分按重量份计，如下：
氟橡胶246型100份、双酚AF3份、促进剂1-苄基-2-甲基-3-月桂基咪唑翁1份、气相炭黑25份、四氟乙烯5份、丙烯酸锌5份、氢氧化钙3份、邻苯二甲酸二甲酯1份、防老剂MB1份、全氟三乙基甲硅烷0.8份、增韧填料15份。
所述的增韧填料是由下述重量份的原料组成的：
高岭土40份、聚酰亚胺树脂粉20份、氮化硅5份、偏硼酸钡2份、苄基三苯基氯化膦1份。
增韧填料的制备方法为：将上述高岭土在800℃下煅烧1小时，取出冷却后粉碎成粉，用质量百分含量为5-10％的盐酸浸泡2小时，然后用水洗至中性，与聚酰亚胺树脂粉混合后，在350℃下搅拌加热反应1小时，冷却后再加入氮化硅粉、偏硼酸钡、苄基三苯基氯化膦，搅拌混合均匀后，升温至150℃下搅拌加热反应1小时，冷却后经超微粉碎，即得所述增韧填料。
发动机用弹性耐磨密封圈的制备方法，包括以下步骤：
将上述市售原料氟橡胶246、促进剂1-苄基-2-甲基-3-月桂基咪唑翁、气相炭黑、四氟乙烯、氢氧化钙、邻苯二甲酸二甲酯、防老剂MB、增韧填料混合，置于密炼机机内炼胶20遍，至无明显白点，温度为75℃，时间10分钟，出料冷却，粉碎成胶粉；将上述胶粉与双酚AF、丙烯酸锌和全氟三乙基甲硅烷混合，于200转/分的条件下搅拌分散10分钟，搅拌均匀后加入加入到硫化设备中的模具内，进行加压一段硫化处理，温度为180-190℃，硫化时间为5分钟，冷却后放入烘箱进行二段硫化，温度为120℃，硫化时间为6小时；经修边后即得所述发动机用弹性耐磨密封圈。
实施例2：
发动机用弹性耐磨密封圈，其包括以下组分，各组分以重量份计为：
氟橡胶246型100份、双酚AF4份、促进剂1-苄基-2-甲基-3-月桂基咪唑翁2份、气相炭黑30份、四氟乙烯10份、丙烯酸锌10份、氢氧化钙4份、邻苯二甲酸二甲酯2份、防老剂MB2份、:全氟三乙基甲硅烷1份、增韧填料20份。
所述的增韧填料是由下述重量份的原料组成的：
高岭土50份、聚酰亚胺树脂粉25份、氮化硅10份、偏硼酸钡3份、苄基三苯基氯化膦2份。
增韧填料的制备方法为：将高岭土在1000℃下煅烧2小时，取出冷却后粉碎成粉，10％的盐酸浸泡3小时，水洗至中性，与聚酰亚胺树脂粉混合，400℃下搅拌加热反应2小时，冷却后再加入氮化硅粉、偏硼酸钡、苄基三苯基氯化膦，搅拌混合均匀后，升温至200℃下搅拌加热反应2小时，冷却后经超微粉碎，即得所述增韧填料。
发动机用弹性耐磨密封圈的制备方法，包括以下步骤：
将上述氟橡胶246、促进剂1-苄基-2-甲基-3-月桂基咪唑翁、气相炭黑、四氟乙烯、氢氧化钙、邻苯二甲酸二甲酯、防老剂MB、增韧填料混合，置于密炼机机内炼胶25遍，至无明显白点，温度为85℃，时间15分钟，出料冷却，粉碎成胶粉；将上述胶粉与双酚AF、丙烯酸锌和全氟三乙基甲硅烷混合，于300转/分的条件下搅拌分散15分钟，搅拌均匀后加入加入到硫化设备中的模具内，进行加压一段硫化处理，温度为190℃，硫化时间为6分钟，冷却后放入烘箱进行二段硫化，温度为130℃，硫化时间为8小时；经修边后即得所述各型号发动机用弹性耐磨密封圈。
对比例1：
对比例1去掉了增韧剂，其余材料和制备步骤均与实施例1一致，其组分及含量如下：
氟橡胶246型100份、双酚AF3份、促进剂1-苄基-2-甲基-3-月桂基咪唑翁1份、气相炭黑25份、四氟乙烯5份、丙烯酸锌5份、氢氧化钙3份、邻苯二甲酸二甲酯1份、防老剂MB1份、全氟三乙基甲硅烷0.8份。
对比例2：
对比例1去掉了气相白炭黑，其余材料和制备步骤均与实施例1一致，其组分及含量如下：
氟橡胶246型100份、双酚AF3份、促进剂1-苄基-2-甲基-3-月桂基咪唑翁1份、四氟乙烯5份、丙烯酸锌5份、氢氧化钙3份、邻苯二甲酸二甲酯1份、防老剂MB1份、全氟三乙基甲硅烷0.8份、增韧填料15份。
将实施例1、实施例2、对比例1、对比例2中得到的发动机用弹性耐磨密封圈在同等条件下进行性能测试，对比例1中未添加增韧剂，其拉伸强度显著降低；对比例2未添加气相白炭黑，其摩擦系数显著增加，其测试结果如下表所示：

Claims (4)

1.一种发动机用弹性耐磨密封圈，其特征在于：该发动机用弹性耐磨密封圈包括以下重量份的原料：氟橡胶246型100份、双酚AF 3-4份、促进剂1-苄基-2-甲基-3-月桂基咪唑翁1-2份、气相炭黑25-30份、四氟乙烯5-10份、丙烯酸锌5-10份、氢氧化钙3-4份、邻苯二甲酸二甲酯1-2份、防老剂MB 1-2份、全氟三乙基甲硅烷0.8-1份、增韧填料15-20份；所述的增韧填料是由下述重量份的原料组成的：
高岭土40-50份、聚酰亚胺树脂粉20-25份、氮化硅5-10份、偏硼酸钡2-3份、苄基三苯基氯化膦1-2份；所述的增韧填料是按以下方法步骤进行制备的：
将高岭土在800-1000℃下煅烧1-2小时，取出冷却后粉碎成粉，用质量百分含量为5-10%的盐酸浸泡2-3小时，然后用水洗至中性，再与聚酰亚胺树脂粉混合，于350-400℃下搅拌加热反应1-2小时，冷却后再加入氮化硅、偏硼酸钡、苄基三苯基氯化膦，搅拌混合均匀后，升温至150-200℃下搅拌加热反应1-2小时，冷却后经超微粉碎，即得所述增韧填料。
2.一种根据权利要求1所述发动机用弹性耐磨密封圈的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将氟橡胶246、促进剂1-苄基-2-甲基-3-月桂基咪唑翁、气相炭黑、四氟乙烯、氢氧化钙、邻苯二甲酸二甲酯、防老剂MB和增韧填料混合，置于密炼机机内炼胶20-25遍，至无明显白点，温度为75-85℃，时间10-15分钟，出料冷却，粉碎成胶粉；然后将胶粉与双酚AF、丙烯酸锌和全氟三乙基甲硅烷混合，于200-300转/分搅拌分散10-15分钟，搅拌均匀后加入加入到硫化设备中的模具内，进行加压一段硫化处理，温度为180-190℃，硫化时间为5-6分钟，冷却后放入烘箱进行二段硫化，温度为120-130℃，硫化时间为6-8小时；经修边后即得所述发动机弹性耐磨密封圈。
3.根据权利要求1所述的发动机用弹性耐磨密封圈，其特征在于：所述的气相炭黑、四氟乙烯、丙烯酸锌、氢氧化钙、增韧填料的细度均为20-30微米的细粉。
4.根据权利要求2所述的发动机用弹性耐磨密封圈的制备方法，其特征在于：所述胶粉的细度为40-50微米。
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