CN105419187A - 一种轴端o型橡胶密封圈 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶40～80份，甲基乙烯基硅橡胶20～40份，丁腈橡胶5～15份，异戊二烯橡胶10～20份，过氧化苯甲酰1～3份，二苯甲烷双马来酰亚胺0.2～0.8份，氰尿酸三烯丙酯0.5～1.5份，改性纳米蒙脱土40～60份，白炭黑40～50份，玻璃纤维5～20份，微硅粉5～18份，纳米高岭土10～20份，云母粉8～13份，煅烧陶土5～9份，三异硬酯酸钛酸异丙酯？0.5～2.5份，磷酸三苯酯1～1.8份，邻苯二甲酸二丁酯0.5～1.5份，蜂蜡2～5份，防老剂1～3份。本发明耐压缩永久变形、耐热空气老化好，承压能力极为优异。

Description

一种轴端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。
本发明提出的一种轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶40～80份，甲基乙烯基硅橡胶20～40份，丁腈橡胶5～15份，异戊二烯橡胶10～20份，过氧化苯甲酰1～3份，二苯甲烷双马来酰亚胺0.2～0.8份，氰尿酸三烯丙酯0.5～1.5份，改性纳米蒙脱土40～60份，白炭黑40～50份，玻璃纤维5～20份，微硅粉5～18份，纳米高岭土10～20份，云母粉8～13份，煅烧陶土5～9份，三异硬酯酸钛酸异丙酯0.5～2.5份，磷酸三苯酯1～1.8份，邻苯二甲酸二丁酯0.5～1.5份，蜂蜡2～5份，防老剂1～3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90～98℃，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80～85℃搅拌20～50min，升温至168～172℃搅拌40～80min，降温至70～75℃，加入双季戊四醇、甲苯、对甲苯磺酸搅拌，升温至180～186℃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10～30：1～5：1～5：1～1.8。
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1～5：10～30：5～15。
优选地，改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将10～30份纳米蒙脱土、1～5份马来酸酐、1～5份苯乙烯、1～1.8份过氧化苯甲酰、50～150份质量分数为40～60wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至90～98℃，保温50～120min，过滤，洗涤，干燥，加入50～100份丙酮、1～5份氢氧化钠、20～40份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入100～160份甲苯、10～30份脂肪醇聚氧乙烯醚、5～15份硬脂醇聚氧乙烯醚、5～15份邻苯二甲酸、0.1～0.8份对甲苯磺酸，接着升温至80～85℃搅拌20～50min，升温至168～172℃搅拌40～80min，降温至70～75℃，加入1～5份双季戊四醇、50～120份甲苯、0.5～1份对甲苯磺酸搅拌10～30min，升温至180～186℃搅拌20～50min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
优选地，改性纳米蒙脱土、四丙氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶的重量比为50～56：60～68：30～36：8～13：12～16。
优选地，改性纳米蒙脱土、磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二丁酯、蜂蜡的重量比为50～56：1.2～1.5：1.2～1.4：3～3.6。
优选地，改性纳米蒙脱土、白炭黑、玻璃纤维、微硅粉、纳米高岭土、云母粉、煅烧陶土的重量比为50～56：44～47：10～14：10～15：12～16：10～12：6～8。
优选地，所述的轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶60～68份，甲基乙烯基硅橡胶30～36份，丁腈橡胶8～13份，异戊二烯橡胶12～16份，过氧化苯甲酰1.5～2份，二苯甲烷双马来酰亚胺0.4～0.6份，氰尿酸三烯丙酯0.8～1份，改性纳米蒙脱土50～56份，白炭黑44～47份，玻璃纤维10～14份，微硅粉10～15份，纳米高岭土12～16份，云母粉10～12份，煅烧陶土6～8份，三异硬酯酸钛酸异丙酯2～2.3份，磷酸三苯酯1.2～1.5份，邻苯二甲酸二丁酯1.2～1.4份，蜂蜡3～3.6份，防老剂1.5～2.2份。
本发明采用四丙氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶作为基材，以过氧化苯甲酰、二苯甲烷双马来酰亚胺、氰尿酸三烯丙酯作为硫化体系，以改性纳米蒙脱土、白炭黑、玻璃纤维、微硅粉、纳米高岭土、云母粉、煅烧陶土为增强材料，再加入适量三异硬酯酸钛酸异丙酯，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，可在保证高填充的前提下，使所得密封圈弹性较好；由于丁腈橡胶弹性较差，在三异硬酯酸钛酸异丙酯作用下，与改性纳米蒙脱土的结合力极好，形成的网络结构，可在保持所得密封圈硬度的前提下，提高所得密封圈弹性，而三异硬酯酸钛酸异丙酯可促使改性纳米蒙脱土、白炭黑、玻璃纤维、微硅粉、纳米高岭土、云母粉、煅烧陶土彼此之间结合性极好，所得密封圈密封性能进一步增强。
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、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶的混溶性极好，使所得密封圈承压能力极为优异，还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、蜂蜡有机结合，磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二丁酯、蜂蜡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、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶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40份，丁腈橡胶5份，异戊二烯橡胶20份，过氧化苯甲酰1份，二苯甲烷双马来酰亚胺0.8份，氰尿酸三烯丙酯0.5份，改性纳米蒙脱土60份，白炭黑40份，玻璃纤维20份，微硅粉5份，纳米高岭土20份，云母粉8份，煅烧陶土9份，三异硬酯酸钛酸异丙酯0.5份，磷酸三苯酯1.8份，邻苯二甲酸二丁酯0.5份，蜂蜡5份，防老剂1份。
实施例2
一种轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶80份，甲基乙烯基硅橡胶20份，丁腈橡胶15份，异戊二烯橡胶10份，过氧化苯甲酰3份，二苯甲烷双马来酰亚胺0.2份，氰尿酸三烯丙酯1.5份，改性纳米蒙脱土40份，白炭黑50份，玻璃纤维5份，微硅粉18份，纳米高岭土10份，云母粉13份，煅烧陶土5份，三异硬酯酸钛酸异丙酯2.5份，磷酸三苯酯1份，邻苯二甲酸二丁酯1.5份，蜂蜡2份，防老剂3份。
实施例3
一种轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶60份，甲基乙烯基硅橡胶36份，丁腈橡胶8份，异戊二烯橡胶16份，过氧化苯甲酰1.5份，二苯甲烷双马来酰亚胺0.6份，氰尿酸三烯丙酯0.8份，改性纳米蒙脱土56份，白炭黑44份，玻璃纤维14份，微硅粉10份，纳米高岭土16份，云母粉10份，煅烧陶土8份，三异硬酯酸钛酸异丙酯2份，磷酸三苯酯1.5份，邻苯二甲酸二丁酯1.2份，蜂蜡3.6份，防老剂1.5份。
改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将30份纳米蒙脱土、1份马来酸酐、5份苯乙烯、1份过氧化苯甲酰、150份质量分数为40wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至98℃，保温50min，过滤，洗涤，干燥，加入100份丙酮、1份氢氧化钠、40份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入100份甲苯、30份脂肪醇聚氧乙烯醚、5份硬脂醇聚氧乙烯醚、15份邻苯二甲酸、0.1份对甲苯磺酸，接着升温至85℃搅拌20min，升温至172℃搅拌40min，降温至75℃，加入1份双季戊四醇、120份甲苯、0.5份对甲苯磺酸搅拌30min，升温至180℃搅拌50min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
实施例4
一种轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶68份，甲基乙烯基硅橡胶30份，丁腈橡胶13份，异戊二烯橡胶12份，过氧化苯甲酰2份，二苯甲烷双马来酰亚胺0.4份，氰尿酸三烯丙酯1份，改性纳米蒙脱土50份，白炭黑47份，玻璃纤维10份，微硅粉15份，纳米高岭土12份，云母粉12份，煅烧陶土6份，三异硬酯酸钛酸异丙酯2.3份，磷酸三苯酯1.2份，邻苯二甲酸二丁酯1.4份，蜂蜡3份，防老剂2.2份。
改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将10份纳米蒙脱土、5份马来酸酐、1份苯乙烯、1.8份过氧化苯甲酰、50份质量分数为60wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至90℃，保温120min，过滤，洗涤，干燥，加入50份丙酮、5份氢氧化钠、20份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入160份甲苯、10份脂肪醇聚氧乙烯醚、15份硬脂醇聚氧乙烯醚、5份邻苯二甲酸、0.8份对甲苯磺酸，接着升温至80℃搅拌50min，升温至168℃搅拌80min，降温至70℃，加入5份双季戊四醇、50份甲苯、1份对甲苯磺酸搅拌10min，升温至186℃搅拌20min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
实施例5
一种轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶64份，甲基乙烯基硅橡胶33份，丁腈橡胶10份，异戊二烯橡胶14份，过氧化苯甲酰1.8份，二苯甲烷双马来酰亚胺0.5份，氰尿酸三烯丙酯0.9份，改性纳米蒙脱土53份，白炭黑46份，玻璃纤维12份，微硅粉13份，纳米高岭土14份，云母粉11份，煅烧陶土7份，三异硬酯酸钛酸异丙酯2.2份，磷酸三苯酯1.3份，邻苯二甲酸二丁酯1.3份，蜂蜡3.3份，防老剂1.7份。
改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将20份纳米蒙脱土、3份马来酸酐、3份苯乙烯、1.4份过氧化苯甲酰、100份质量分数为50wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至94℃，保温80min，过滤，洗涤，干燥，加入80份丙酮、3份氢氧化钠、30份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入130份甲苯、20份脂肪醇聚氧乙烯醚、10份硬脂醇聚氧乙烯醚、10份邻苯二甲酸、0.5份对甲苯磺酸，接着升温至83℃搅拌35min，升温至170℃搅拌60min，降温至72℃，加入3份双季戊四醇、80份甲苯、0.7份对甲苯磺酸搅拌20min，升温至183℃搅拌35min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
实施例1-5中所述轴端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40～80份，甲基乙烯基硅橡胶20～40份，丁腈橡胶5～15份，异戊二烯橡胶10～20份，过氧化苯甲酰1～3份，二苯甲烷双马来酰亚胺0.2～0.8份，氰尿酸三烯丙酯0.5～1.5份，改性纳米蒙脱土40～60份，白炭黑40～50份，玻璃纤维5～20份，微硅粉5～18份，纳米高岭土10～20份，云母粉8～13份，煅烧陶土5～9份，三异硬酯酸钛酸异丙酯0.5～2.5份，磷酸三苯酯1～1.8份，邻苯二甲酸二丁酯0.5～1.5份，蜂蜡2～5份，防老剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的轴端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90～98℃，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80～85℃搅拌20～50min，升温至168～172℃搅拌40～80min，降温至70～75℃，加入双季戊四醇、甲苯、对甲苯磺酸搅拌，升温至180～186℃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10～30：1～5：1～5：1～1.8。
4.根据权利要求2所述的轴端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1～5：10～30：5～15。
5.根据权利要求1-4任一项所述的轴端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10～30份纳米蒙脱土、1～5份马来酸酐、1～5份苯乙烯、1～1.8份过氧化苯甲酰、50～150份质量分数为40～60wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至90～98℃，保温50～120min，过滤，洗涤，干燥，加入50～100份丙酮、1～5份氢氧化钠、20～40份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入100～160份甲苯、10～30份脂肪醇聚氧乙烯醚、5～15份硬脂醇聚氧乙烯醚、5～15份邻苯二甲酸、0.1～0.8份对甲苯磺酸，接着升温至80～85℃搅拌20～50min，升温至168～172℃搅拌40～80min，降温至70～75℃，加入1～5份双季戊四醇、50～120份甲苯、0.5～1份对甲苯磺酸搅拌10～30min，升温至180～186℃搅拌20～50min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
6.根据权利要求1-5任一项所述的轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，改性纳米蒙脱土、四丙氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶的重量比为50～56：60～68：30～36：8～13：12～16。
7.根据权利要求1-6任一项所述的轴端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、蜂蜡的重量比为50～56：1.2～1.5：1.2～1.4：3～3.6。
8.根据权利要求1-7任一项所述的轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，改性纳米蒙脱土、白炭黑、玻璃纤维、微硅粉、纳米高岭土、云母粉、煅烧陶土的重量比为50～56：44～47：10～14：10～15：12～16：10～12：6～8。
9.根据权利要求1-8任一项所述的轴端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60～68份，甲基乙烯基硅橡胶30～36份，丁腈橡胶8～13份，异戊二烯橡胶12～16份，过氧化苯甲酰1.5～2份，二苯甲烷双马来酰亚胺0.4～0.6份，氰尿酸三烯丙酯0.8～1份，改性纳米蒙脱土50～56份，白炭黑44～47份，玻璃纤维10～14份，微硅粉10～15份，纳米高岭土12～16份，云母粉10～12份，煅烧陶土6～8份，三异硬酯酸钛酸异丙酯2～2.3份，磷酸三苯酯1.2～1.5份，邻苯二甲酸二丁酯1.2～1.4份，蜂蜡3～3.6份，防老剂1.5～2.2份。
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