CN105419186A - 一种耐压缩永久变形轴端o型橡胶密封圈 - Google Patents

一种耐压缩永久变形轴端o型橡胶密封圈 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶40～55，甲基乙烯基硅橡胶20～35，丁苯橡胶10～30，聚酰亚胺树脂15～30，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.5～1.5，二苯甲烷双马来酰亚胺1～1.5，二丙烯酸乙二醇酯0.2～0.8，改性纳米蒙脱土50～100，白炭黑10～30，聚四氟乙烯纤维15～30，纳米二氧化硅1～5，纳米高岭土2～8，石墨粉10～20，纳米碳酸钙5～10，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯？2～8，磷酸三苯酯1～3，邻苯二甲酸二丁酯1～3，歧化松香1～3，防老剂1～2。本发明耐压缩永久变形性好，承压能力极为优异。

Description

一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈
技术领域
本发明涉及密封圈技术领域，尤其涉及一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈。
背景技术
工程中对密封性能要求高，若密封圈失效，则会引起漏气、漏液等问题，直接影响整个机械的运转，对于转动件之间的密封，O型橡胶密封圈因其成本低廉、结构简单以及安装方便等优点得到了广泛应用，由于轴端的密封是动密封，轴套随着轴转动，与密封圈之间有摩擦，密封圈容易应力松弛，同时设备运转时内部的气压、油压都会升高，轴端O型密封圈容易出现压缩永久变形、热空气老化的现象，且对承压能力要求较高。
发明内容
本发明提出了一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，耐压缩永久变形、耐热空气老化好，承压能力极为优异。
本发明提出的一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶40～55份，甲基乙烯基硅橡胶20～35份，丁苯橡胶10～30份，聚酰亚胺树脂15～30份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.5～1.5份，二苯甲烷双马来酰亚胺1～1.5份，二丙烯酸乙二醇酯0.2～0.8份，改性纳米蒙脱土50～100份，白炭黑10～30份，聚四氟乙烯纤维15～30份，纳米二氧化硅1～5份，纳米高岭土2～8份，石墨粉10～20份，纳米碳酸钙5～10份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯2～8份，磷酸三苯酯1～3份，邻苯二甲酸二丁酯1～3份，歧化松香1～3份，防老剂1～2份。
优选地，改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：将纳米蒙脱土、马来酸酐、苯乙烯、过氧化苯甲酰、乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至100～105℃保温，过滤，洗涤，干燥，加入丙酮、氢氧化钠、甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入甲苯、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂醇聚氧乙烯醚、邻苯二甲酸、对甲苯磺酸，接着升温至75～85℃搅拌40～60min，升温至150～158℃搅拌50～90min，降温至60～68℃，加入双季戊四醇、甲苯、对甲苯磺酸搅拌，升温至165～170℃搅拌，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
优选地，改性纳米蒙脱土的制备工艺中，纳米蒙脱土、马来酸酐、苯乙烯、过氧化苯甲酰的重量比为15～35：0.5～2.5：2～6：0.5～1。
优选地，改性纳米蒙脱土的制备工艺中，双季戊四醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂醇聚氧乙烯醚的重量比为2.5～4.5：5～20：10～20。
优选地，改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将15～35份纳米蒙脱土、0.5～2.5份马来酸酐、2～6份苯乙烯、0.5～1份过氧化苯甲酰、150～200份质量分数为35～45wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至100～105℃保温30～80min，过滤，洗涤，干燥，加80～120份丙酮、0.5～2份氢氧化钠、50～80份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入200～300份甲苯、5～20份脂肪醇聚氧乙烯醚、10～20份硬脂醇聚氧乙烯醚、1～5份邻苯二甲酸、1～2份对甲苯磺酸，接着升温至75～85℃搅拌40～60min，升温至150～158℃搅拌50～90min，降温至60～68℃，加入2.5～4.5份双季戊四醇、40～60份甲苯、0.8～1.3份对甲苯磺酸搅拌5～15min，升温至165～170℃搅拌20～45min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
优选地，四丙氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、丁苯橡胶、聚酰亚胺树脂、改性纳米蒙脱土的重量比为46～48：26～30：21～25：20～24：80～95。
优选地，改性纳米蒙脱土、磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二丁酯、歧化松香的重量比为80～95：1.5～2：1.6～2.2：1.4～2。
优选地，改性纳米蒙脱土、白炭黑、聚四氟乙烯纤维、纳米二氧化硅、纳米高岭土、石墨粉、纳米碳酸钙、异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯的重量比为80～95：20～26：20～26：1.5～2：3～5：14～17：6～8：4～6。
优选地，所述的耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶46～48份，甲基乙烯基硅橡胶26～30份，丁苯橡胶21～25份，聚酰亚胺树脂20～24份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.8～1.2份，二苯甲烷双马来酰亚胺1.2～1.4份，二丙烯酸乙二醇酯0.4～0.6份，改性纳米蒙脱土80～95份，白炭黑20～26份，聚四氟乙烯纤维20～26份，纳米二氧化硅1.5～2份，纳米高岭土3～5份，石墨粉14～17份，纳米碳酸钙6～8份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯4～6份，磷酸三苯酯1.5～2份，邻苯二甲酸二丁酯1.6～2.2份，歧化松香1.4～2份，防老剂1.4～1.8份。
本发明采用四丙氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、丁苯橡胶、聚酰亚胺树脂作为基材，以1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、二苯甲烷双马来酰亚胺、二丙烯酸乙二醇酯作为硫化体系，以改性纳米蒙脱土、白炭黑、聚四氟乙烯纤维、纳米二氧化硅、纳米高岭土、石墨粉、纳米碳酸钙为增强材料，再加入适量异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯，使原料之间可形成高度交联网络状结构，耐永久压缩变形、耐热空气老化性能极为优异，承压能力极好。
改性纳米蒙脱土的制备工艺中，由于纳米蒙脱土为多层结构，马来酸酐水解生成酸酐盐后与苯乙烯协同对有机蒙脱土进行剥离，提高了纳米蒙脱土在乙醇溶液中的分散性，避免纳米蒙脱土团聚，而加入的双季戊四醇与脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂醇聚氧乙烯醚相互配合，不仅乳化、润湿、分散效果极好，而且能与上述处理后的纳米蒙脱土有机结合，不仅具有良好的分散、乳化、润滑及增溶性能，与四丙氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、丁苯橡胶、聚酰亚胺树脂的混溶性极好，使所得密封圈承压能力极为优异，还能能提高所得密封圈耐压缩永久变形和热空气老化性能；改性纳米蒙脱土中脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂醇聚氧乙烯醚上未反应完的亲水亲油醇团与磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二丁酯、歧化松香有机结合，磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二丁酯、歧化松香可插入剥离后有机蒙脱土片层与基材分子链之间，不仅可消弱分子间作用力，增大四丙氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、丁苯橡胶、聚酰亚胺树脂与其余原料之间的混合均匀性，使所得密封圈耐压缩永久变形、热空气老化性能进一步增强，承压能力优异，而且能与防老剂发生协同作用，进一步提高所得密封圈耐热空气老化性能。
具体实施方式
实施例1
一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶40份，甲基乙烯基硅橡胶35份，丁苯橡胶10份，聚酰亚胺树脂30份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.5份，二苯甲烷双马来酰亚胺1.5份，二丙烯酸乙二醇酯0.2份，改性纳米蒙脱土100份，白炭黑10份，聚四氟乙烯纤维30份，纳米二氧化硅1份，纳米高岭土8份，石墨粉10份，纳米碳酸钙10份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯2份，磷酸三苯酯3份，邻苯二甲酸二丁酯1份，歧化松香3份，防老剂1份。
实施例2
一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶55份，甲基乙烯基硅橡胶20份，丁苯橡胶30份，聚酰亚胺树脂15份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷1.5份，二苯甲烷双马来酰亚胺1份，二丙烯酸乙二醇酯0.8份，改性纳米蒙脱土50份，白炭黑30份，聚四氟乙烯纤维15份，纳米二氧化硅5份，纳米高岭土2份，石墨粉20份，纳米碳酸钙5份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯8份，磷酸三苯酯1份，邻苯二甲酸二丁酯3份，歧化松香1份，防老剂2份。
实施例3
一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶46份，甲基乙烯基硅橡胶30份，丁苯橡胶21份，聚酰亚胺树脂24份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.8份，二苯甲烷双马来酰亚胺1.4份，二丙烯酸乙二醇酯0.4份，改性纳米蒙脱土95份，白炭黑20份，聚四氟乙烯纤维26份，纳米二氧化硅1.5份，纳米高岭土5份，石墨粉14份，纳米碳酸钙8份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯4份，磷酸三苯酯2份，邻苯二甲酸二丁酯1.6份，歧化松香2份，防老剂1.4份。
改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将35份纳米蒙脱土、0.5份马来酸酐、6份苯乙烯、0.5份过氧化苯甲酰、200份质量分数为35wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至105℃保温30min，过滤，洗涤，干燥，加120份丙酮、0.5份氢氧化钠、80份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入200份甲苯、20份脂肪醇聚氧乙烯醚、10份硬脂醇聚氧乙烯醚、5份邻苯二甲酸、1份对甲苯磺酸，接着升温至85℃搅拌40min，升温至158℃搅拌50min，降温至68℃，加入2.5份双季戊四醇、60份甲苯、0.8份对甲苯磺酸搅拌15min，升温至165℃搅拌45min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
实施例4
一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶48份，甲基乙烯基硅橡胶26份，丁苯橡胶25份，聚酰亚胺树脂20份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷1.2份，二苯甲烷双马来酰亚胺1.2份，二丙烯酸乙二醇酯0.6份，改性纳米蒙脱土80份，白炭黑26份，聚四氟乙烯纤维20份，纳米二氧化硅2份，纳米高岭土3份，石墨粉17份，纳米碳酸钙6份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯6份，磷酸三苯酯1.5份，邻苯二甲酸二丁酯2.2份，歧化松香1.4份，防老剂1.8份。
改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将15份纳米蒙脱土、2.5份马来酸酐、2份苯乙烯、1份过氧化苯甲酰、150份质量分数为45wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至100℃保温80min，过滤，洗涤，干燥，加80份丙酮、2份氢氧化钠、50份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入300份甲苯、5份脂肪醇聚氧乙烯醚、20份硬脂醇聚氧乙烯醚、1份邻苯二甲酸、2份对甲苯磺酸，接着升温至75℃搅拌60min，升温至150℃搅拌90min，降温至60℃，加入4.5份双季戊四醇、40份甲苯、1.3份对甲苯磺酸搅拌5min，升温至170℃搅拌20min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
实施例5
一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶47份，甲基乙烯基硅橡胶28份，丁苯橡胶23份，聚酰亚胺树脂22份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷1份，二苯甲烷双马来酰亚胺1.3份，二丙烯酸乙二醇酯0.5份，改性纳米蒙脱土90份，白炭黑23份，聚四氟乙烯纤维23份，纳米二氧化硅1.8份，纳米高岭土4份，石墨粉15份，纳米碳酸钙7份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯5份，磷酸三苯酯1.8份，邻苯二甲酸二丁酯1.9份，歧化松香1.7份，防老剂1.6份。
改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将25份纳米蒙脱土、1.5份马来酸酐、4份苯乙烯、0.8份过氧化苯甲酰、180份质量分数为40wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至102℃保温65min，过滤，洗涤，干燥，加100份丙酮、1份氢氧化钠、60份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入250份甲苯、12份脂肪醇聚氧乙烯醚、15份硬脂醇聚氧乙烯醚、3份邻苯二甲酸、1.5份对甲苯磺酸，接着升温至80℃搅拌50min，升温至154℃搅拌70min，降温至64℃，加入3.5份双季戊四醇、50份甲苯、1份对甲苯磺酸搅拌10min，升温至168℃搅拌32min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
实施例1-5中所述耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈采用普通橡胶的制备工艺制备。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶40～55份，甲基乙烯基硅橡胶20～35份，丁苯橡胶10～30份，聚酰亚胺树脂15～30份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.5～1.5份，二苯甲烷双马来酰亚胺1～1.5份，二丙烯酸乙二醇酯0.2～0.8份，改性纳米蒙脱土50～100份，白炭黑10～30份，聚四氟乙烯纤维15～30份，纳米二氧化硅1～5份，纳米高岭土2～8份，石墨粉10～20份，纳米碳酸钙5～10份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯2～8份，磷酸三苯酯1～3份，邻苯二甲酸二丁酯1～3份，歧化松香1～3份，防老剂1～2份。
2.根据权利要求1所述的耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：将纳米蒙脱土、马来酸酐、苯乙烯、过氧化苯甲酰、乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至100～105℃保温，过滤，洗涤，干燥，加入丙酮、氢氧化钠、甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入甲苯、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂醇聚氧乙烯醚、邻苯二甲酸、对甲苯磺酸，接着升温至75～85℃搅拌40～60min，升温至150～158℃搅拌50～90min，降温至60～68℃，加入双季戊四醇、甲苯、对甲苯磺酸搅拌，升温至165～170℃搅拌，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
3.根据权利要求2所述的耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，改性纳米蒙脱土的制备工艺中，纳米蒙脱土、马来酸酐、苯乙烯、过氧化苯甲酰的重量比为15～35：0.5～2.5：2～6：0.5～1。
4.根据权利要求2所述的耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，改性纳米蒙脱土的制备工艺中，双季戊四醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂醇聚氧乙烯醚的重量比为2.5～4.5：5～20：10～20。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将15～35份纳米蒙脱土、0.5～2.5份马来酸酐、2～6份苯乙烯、0.5～1份过氧化苯甲酰、150～200份质量分数为35～45wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至100～105℃保温30～80min，过滤，洗涤，干燥，加80～120份丙酮、0.5～2份氢氧化钠、50～80份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入200～300份甲苯、5～20份脂肪醇聚氧乙烯醚、10～20份硬脂醇聚氧乙烯醚、1～5份邻苯二甲酸、1～2份对甲苯磺酸，接着升温至75～85℃搅拌40～60min，升温至150～158℃搅拌50～90min，降温至60～68℃，加入2.5～4.5份双季戊四醇、40～60份甲苯、0.8～1.3份对甲苯磺酸搅拌5～15min，升温至165～170℃搅拌20～45min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，四丙氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、丁苯橡胶、聚酰亚胺树脂、改性纳米蒙脱土的重量比为46～48：26～30：21～25：20～24：80～95。
7.根据权利要求1-6任一项所述的耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，改性纳米蒙脱土、磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二丁酯、歧化松香的重量比为80～95：1.5～2：1.6～2.2：1.4～2。
8.根据权利要求1-7任一项所述的耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，改性纳米蒙脱土、白炭黑、聚四氟乙烯纤维、纳米二氧化硅、纳米高岭土、石墨粉、纳米碳酸钙、异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯的重量比为80～95：20～26：20～26：1.5～2：3～5：14～17：6～8：4～6。
9.根据权利要求1-8任一项所述的耐压缩永久变形轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶46～48份，甲基乙烯基硅橡胶26～30份，丁苯橡胶21～25份，聚酰亚胺树脂20～24份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.8～1.2份，二苯甲烷双马来酰亚胺1.2～1.4份，二丙烯酸乙二醇酯0.4～0.6份，改性纳米蒙脱土80～95份，白炭黑20～26份，聚四氟乙烯纤维20～26份，纳米二氧化硅1.5～2份，纳米高岭土3～5份，石墨粉14～17份，纳米碳酸钙6～8份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯4～6份，磷酸三苯酯1.5～2份，邻苯二甲酸二丁酯1.6～2.2份，歧化松香1.4～2份，防老剂1.4～1.8份。
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