CN104893186B - 一种低摩擦氟橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料技术领域通过对氟橡胶中添加耐高温润滑性优异的氟醚油，实现橡胶材料低摩擦化，获得耐介质、耐高低温、成型工艺等综合性能优异的动密封氟橡胶材料。本发明涉及的低摩擦氟橡胶，为氟橡胶—双酚或过氧化物硫化体系，其特征在于：还包括助剂量的氟醚油，质量组成至少包括：氟橡胶100份，补强填料25~45份，耐磨助剂0~20份，氟醚油5~15份，吸酸剂5~15份。该低摩擦氟橡胶，摩擦系数小、耐介质性能好、综合力学性能优异。适用于橡胶与金属光滑表面相对运动的场合，适用于动密封技术领域，特别适用于高速旋转密封技术领域。

Description

一种低摩擦氟橡胶材料
技术领域
本发明属于材料技术领域，涉及橡胶密封材料技术，特别涉及以橡胶为基体的油封材料技术。
背景技术
通过在橡胶材料中复合填充固体润滑剂，如二硫化钼、石墨、超细铜粉、碳纤维和聚四氟乙烯等，在使用过程中添加剂迁移到材料表面，与对磨面形成转移膜，降低橡胶制品的摩擦系数。通过橡胶材料表面改性方法如卤化、涂覆涂层等降低摩擦系数。
CN 201010582913.0公开了一种自润滑高耐磨油封及其生产方法，主要通过添加聚四氟乙烯等提高橡胶件的耐磨性和降低摩擦系数。
CN 200880003721.0公开了一种旋转滑动密封件用氟橡胶交联体及其制造方法，通过与液体氟橡胶并用利用多元醇交联制备动密封用氟橡胶。
CN 200480010574.1公开了一种低摩擦氟橡胶交联产品的制造方法，通过对橡胶进行热处理在成型表面提高氟树脂比例改善摩擦性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低摩擦氟橡胶材料。
本发明的目的是这样实现的，通过对氟橡胶中添加耐高温润滑性优异的氟醚油，实现橡胶材料低摩擦化，获得耐介质、耐高低温、成型工艺等综合性能优异的动密封氟橡胶材料。
本发明的目的是这样实现的，利用氟醚油优异的耐高低温性能和润滑性能，以及与氟橡胶的良好相容性，通过氟醚油-氟橡胶改性，实现在表面形成微润滑膜，减小材料表面摩擦系数的目的。
本发明涉及的低摩擦氟橡胶，为氟橡胶—双酚或过氧化物硫化体系，其特征在于：还包括助剂量的氟醚油，质量组成至少包括：
氟橡胶 100份
补强填料 25~45份
耐磨助剂 0~20份
氟醚油 5~15份
吸酸剂 5~15份
补强填料为热裂解法炭黑（N990）、喷雾炭黑、硅藻土、硅酸钙中的一种或其中几种的组合体系；耐磨助剂为碳纤维粉、聚四氟乙烯中的一种或其混合体系。
本发明涉及的低摩擦氟橡胶，为氟橡胶—双酚或过氧化物硫化体系，其特征在于：还包括助剂量的氟醚油，质量组成至少包括：
氟橡胶 100份
补强填料 30~40份
耐磨助剂 5~12份
氟醚油 5~10份
吸酸剂 5~10份。
本发明涉及的低摩擦氟橡胶，其特征在于：所述吸酸剂选自氧化锌、氧化镁或氢氧化钙中的一种或其复合体系。
本发明涉及的低摩擦氟橡胶，其特征在于：所述氟醚油为氟醚油PCA、氟醚油MG、氟醚油PIA 中的一种。
本发明涉及的低摩擦氟橡胶，其特征在于：氟醚油的用量为氟橡胶的5%wt~10%wt。
本发明涉及的低摩擦氟橡胶，摩擦系数小、耐介质性能好、综合力学性能优异。适用于橡胶与金属光滑表面相对运动的场合，适用于动密封技术领域，特别适用于高速旋转密封技术领域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明涉及的低摩擦氟橡胶及制备工艺做进一步说明，但不作为对发明内容的限制。不做特别说明的均为质量份。
实施例一
氟橡胶PL958：100份，炭黑N990：40份，聚四氟乙烯粉：20份，氟醚油PCA：8份，氧化锌：5份，硫化剂2，5-二甲基-2，5-二（叔丁基过氧基）已烷（以下简称硫化剂双2，5）：1份，助交联剂TAIC：3份。
利用开炼机或密炼机将氟橡胶生胶塑炼后，先加入炭黑N990混合均匀，再依次加入氟醚油、聚四氟乙烯粉、氧化锌，混炼均匀，最后加入硫化剂、助交联剂混炼均匀，薄通10次下片。
该橡胶材料拉伸强度14MPa，拉断伸长率190%，硬度82，200℃×24h老化后拉断伸长率162%，150℃×24h滑油体积变化率0.61%，200℃×24h压缩永久变形23%，脆性温度-28℃，摩擦系数0.47。
采用该氟橡胶材料制备的FB115-140-12油封，在15W40CD油、0.03MPa、轴转速3000转/分钟条件下进行模拟台架试验240小时（运转10个周期，每个周期运转20小时停机4小时），试验后密封件无泄漏，密封唇口无明显磨损。
实施例二
氟橡胶PL958：100份，喷雾炭黑：30份，碳纤维粉：12份，氟醚油MG：10份，氧化锌：8份，硫化剂双2，5：1份，助交联剂TAIC：3份。加工工艺同实施例一。
该胶拉伸强度为15.8MPa，拉断伸长率为144%，硬度80，200℃×24h老化后拉断伸长率126%，150℃×24h滑油体积变化率0.56%，200℃×24h压缩永久变形16%，脆性温度-27℃，摩擦系数0.48。
实施例三
氟橡胶PL959：100份，炭黑N990：15份，喷雾炭黑：10份，氟醚油MG：5份，氧化锌：15份，硫化剂双2，5：1份，助交联剂TAIC：3份。加工工艺同实施例一。
该胶拉伸强度为16.7MPa，拉断伸长率为160%，硬度75，200℃×24h老化后拉断伸长率104%，150℃×24h滑油体积变化率0.56%，200℃×24h压缩永久变形16%，脆性温度-19℃，摩擦系数0.58。
实施例四
氟橡胶PL958：100份，炭黑N990：40份，碳纤维粉：7份，聚四氟乙烯粉：8份，氟醚油PIA：15份，氧化锌：10份，硫化剂双2，5：1份，助交联剂TAIC：3份。加工工艺同实施例一。
该胶拉伸强度为12.6MPa，拉断伸长率为143%，硬度78，200℃×24h老化后拉断伸长率132%，150℃×24h滑油体积变化率0.71%，200℃×24h压缩永久变形17%，脆性温度-30℃，摩擦系数0.42。
采用该氟橡胶材料制备的FB115-140-12油封，在15W40CD油、0.03MPa、轴转速3000转/分钟条件下进行模拟台架试验360小时（运转15个周期，每个周期运转20小时停机4小时），试验后密封件无泄漏，密封唇口无明显磨损。
实施例五
氟橡胶PL855：100份，炭黑N990：20份，炭黑N774：15份，碳纤维粉：10份，氟醚油PCA：12份，氧化锌：5份，硫化剂过氧化二异丙苯（以下简称硫化剂DCP）：1份，助交联剂TAIC：3份。加工工艺同实施例一。
该胶拉伸强度为14.1MPa，拉断伸长率为180%，硬度75，200℃×24h老化后拉断伸长率162%，150℃×24h滑油体积变化率0.46%，200℃×24h压缩永久变形22%，脆性温度-27℃，摩擦系数0.45。
实施例六
氟橡胶FPM2603：100份，炭黑N990：35份，碳纤维粉：5份，巴西棕榈蜡：1份，氟醚油PIA：7份，氧化镁：3份，氢氧化钙：6份，硫化剂双酚AF：2.4份，助交联剂BPP：0.8份。
利用开炼机或密炼机将氟橡胶生胶塑炼后，先加入炭黑N990混合均匀，再依次加入碳纤维粉、巴西棕榈蜡、氟醚油及氧化镁、氢氧化钙混炼混匀，最后加入硫化剂、助交联剂混炼混匀，薄通10次下片。
该胶拉伸强度为11.5MPa，拉断伸长率为120%，硬度86，200℃×24h老化后拉断伸长率114%，150℃×24h滑油体积变化率1.15%，200℃×24h压缩永久变形25%，脆性温度-15℃，摩擦系数0.50。
实施例七
氟橡胶PL855：100份，炭黑N990：5份，硅藻土：10份，硅酸钙：30份，氟醚油PCA：6份，氢氧化钙：6份，硫化剂双2，5：1份，助交联剂TAIC：3份。
利用开炼机或密炼机将氟橡胶生胶塑炼后，先加入炭黑N990、硅藻土及硅酸钙混合均匀，再依次加入氟醚油、氢氧化钙混炼混匀，最后加入硫化剂、助交联剂混炼混匀，薄通10次下片。
该胶拉伸强度为12.8MPa，拉断伸长率为158%，硬度74，200℃×24h老化后拉断伸长率113%，150℃×24h滑油体积变化率0.74%，200℃×24h压缩永久变形23%，脆性温度-28℃，摩擦系数0.48。
对比例
氟橡胶PL958：100份，炭黑N990：40份，氧化锌：5份，硫化剂双2，5：1份，助交联剂TAIC：3份。加工工艺同实施例一。
该胶拉伸强度为17.8MPa，拉断伸长率为209%，硬度77，200℃×24h老化后拉断伸长率153%，150℃×24h滑油体积变化率0.74%，200℃×24h压缩永久变形18%，脆性温度-28℃，摩擦系数0.83。
采用该氟橡胶制备与实施例以同样的油封并在相同条件下进行台架试验，120小时（试验后密封件无泄漏，密封唇口出现宽度约1.5mm较明显磨痕。

Claims (3)

1.一种低摩擦氟橡胶，为氟橡胶—双酚或过氧化物硫化体系，其特征在于：还包括助剂量的氟醚油，质量组成至少包括：
补强填料为热裂解法炭黑(N990)、喷雾炭黑、硅藻土、硅酸钙中的一种或其中几种的组合体系；耐磨助剂为碳纤维粉、聚四氟乙烯中的一种或其混合体系；所述氟醚油为PCA、MG、PIA中的一种。
2.根据权利要求1所述的低摩擦氟橡胶，其特征在于：质量组成至少包括：
3.根据权利要求1或2任意一项所述的低摩擦氟橡胶，其特征在于：所述吸酸剂选自氧化锌、氧化镁或氢氧化钙中的一种或其复合体系。
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