CN105504386A - 一种高性能轴端o型橡胶密封圈 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶30～45份，丁腈橡胶15～25份，聚醚聚氨酯橡胶20～40份，异戊二烯橡胶20～40份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷2～5份，1,2-聚丁二烯0.5～1.5份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1～1.8份，改性纳米蒙脱土45～55份，白炭黑20～40份，聚四氟乙烯纤维5～15份，碳纤维5～15份，纳米高岭土5～15份，煅烧陶土5～10份，纳米碳酸钙10～20份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯？0.8～2.8份，磷酸三苯酯0.5～2份，邻苯二甲酸二丁酯0.5～2份，微晶石蜡0.5～2份，防老剂1～1.8份。

Description

一种高性能轴端O型橡胶密封圈
技术领域
本发明涉及密封圈技术领域，尤其涉及一种高性能轴端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
本发明提出了一种高性能轴端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。
本发明提出的一种高性能轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶30～45份，丁腈橡胶15～25份，聚醚聚氨酯橡胶20～40份，异戊二烯橡胶20～40份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷2～5份，1,2-聚丁二烯0.5～1.5份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1～1.8份，改性纳米蒙脱土45～55份，白炭黑20～40份，聚四氟乙烯纤维5～15份，碳纤维5～15份，纳米高岭土5～15份，煅烧陶土5～10份，纳米碳酸钙10～20份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯0.8～2.8份，磷酸三苯酯0.5～2份，邻苯二甲酸二丁酯0.5～2份，微晶石蜡0.5～2份，防老剂1～1.8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90～96℃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85～95℃搅拌5～10min，升温至170～178℃搅拌30～60min，降温至80～86℃，加入双季戊四醇、甲苯、对甲苯磺酸搅拌，升温至168～178℃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20～55：0.5～2.5：0.5～2.5：1～3。
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0.5～2.5：8～14：10～20。
优选地，改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将20～55份纳米蒙脱土、0.5～2.5份马来酸酐、0.5～2.5份苯乙烯、1～3份过氧化苯甲酰、80～130份质量分数为55～75wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至90～96℃保温80～160min，过滤，洗涤，干燥，加入60～100份丙酮、0.5～3份氢氧化钠、40～60份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入180～230份甲苯、8～14份脂肪醇聚氧乙烯醚、10～20份硬脂醇聚氧乙烯醚、2～8份邻苯二甲酸、1～2份对甲苯磺酸，接着升温至85～95℃搅拌5～10min，升温至170～178℃搅拌30～60min，降温至80～86℃，加入0.5～2.5份双季戊四醇、80～120份甲苯、1～3份对甲苯磺酸搅拌15～45min，升温至168～178℃搅拌30～60min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
优选地，四丙氟橡胶、丁腈橡胶、聚醚聚氨酯橡胶、异戊二烯橡胶的重量比为36～40：20～24：30～36：30～36。
优选地，改性纳米蒙脱土、白炭黑、聚四氟乙烯纤维、碳纤维、纳米高岭土、煅烧陶土、纳米碳酸钙的重量比为46～50：30～36：10～14：8～12：10～12：6～8：14～16。
优选地，改性纳米蒙脱土、磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二丁酯、微晶石蜡的重量比为46～50：1～1.6：1～1.5：1～1.6。
优选地，所述的高性能轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶36～40份，丁腈橡胶20～24份，聚醚聚氨酯橡胶30～36份，异戊二烯橡胶30～36份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷3～4.5份，1,2-聚丁二烯1.2～1.4份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1.4～1.6份，改性纳米蒙脱土46～50份，白炭黑30～36份，聚四氟乙烯纤维10～14份，碳纤维8～12份，纳米高岭土10～12份，煅烧陶土6～8份，纳米碳酸钙14～16份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.6～2份，磷酸三苯酯1～1.6份，邻苯二甲酸二丁酯1～1.5份，微晶石蜡1～1.6份，防老剂1.2～1.6份。
本发明采用四丙氟橡胶、丁腈橡胶、聚醚聚氨酯橡胶、异戊二烯橡胶作为基材，以1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,2-聚丁二烯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为硫化体系，以改性纳米蒙脱土、白炭黑、聚四氟乙烯纤维、碳纤维、纳米高岭土、煅烧陶土、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，可在保证高填充的前提下，使所得密封圈弹性较好。
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，使本发明耐压缩永久变形、热空气老化性好，同时还具有良好的分散、乳化、润滑及增溶性能，与四丙氟橡胶、丁腈橡胶、聚醚聚氨酯橡胶、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；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、微晶石蜡有机结合，磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二丁酯、微晶石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、丁腈橡胶、聚醚聚氨酯橡胶、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
一种高性能轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶30份，丁腈橡胶25份，聚醚聚氨酯橡胶20份，异戊二烯橡胶40份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷2份，1,2-聚丁二烯1.5份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1份，改性纳米蒙脱土55份，白炭黑20份，聚四氟乙烯纤维15份，碳纤维5份，纳米高岭土15份，煅烧陶土5份，纳米碳酸钙20份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯0.8份，磷酸三苯酯2份，邻苯二甲酸二丁酯0.5份，微晶石蜡2份，防老剂1份。
实施例2
一种高性能轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶45份，丁腈橡胶15份，聚醚聚氨酯橡胶40份，异戊二烯橡胶20份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷5份，1,2-聚丁二烯0.5份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1.8份，改性纳米蒙脱土45份，白炭黑40份，聚四氟乙烯纤维5份，碳纤维15份，纳米高岭土5份，煅烧陶土10份，纳米碳酸钙10份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯2.8份，磷酸三苯酯0.5份，邻苯二甲酸二丁酯2份，微晶石蜡0.5份，防老剂1.8份。
实施例3
一种高性能轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶38份，丁腈橡胶22份，聚醚聚氨酯橡胶33份，异戊二烯橡胶33份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷4份，1,2-聚丁二烯1.3份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1.5份，改性纳米蒙脱土48份，白炭黑33份，聚四氟乙烯纤维12份，碳纤维10份，纳米高岭土11份，煅烧陶土7份，纳米碳酸钙15份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.8份，磷酸三苯酯1.3份，邻苯二甲酸二丁酯1.2份，微晶石蜡1.3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40份纳米蒙脱土、1.5份马来酸酐、1.5份苯乙烯、2份过氧化苯甲酰、100份质量分数为65wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至93℃保温120min，过滤，洗涤，干燥，加入80份丙酮、1.5份氢氧化钠、50份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入200份甲苯、11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、1.5份对甲苯磺酸，接着升温至90℃搅拌8min，升温至174℃搅拌45min，降温至83℃，加入1.5份双季戊四醇、100份甲苯、2份对甲苯磺酸搅拌30min，升温至174℃搅拌45min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
实施例4
一种高性能轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶36份，丁腈橡胶24份，聚醚聚氨酯橡胶30份，异戊二烯橡胶36份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷3份，1,2-聚丁二烯1.4份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1.4份，改性纳米蒙脱土50份，白炭黑30份，聚四氟乙烯纤维14份，碳纤维8份，纳米高岭土12份，煅烧陶土6份，纳米碳酸钙16份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.6份，磷酸三苯酯1.6份，邻苯二甲酸二丁酯1份，微晶石蜡1.6份，防老剂1.2份。
改性纳米蒙脱土采用如下工艺制备：按重量份将55份纳米蒙脱土、0.5份马来酸酐、2.5份苯乙烯、1份过氧化苯甲酰、130份质量分数为55wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至96℃保温80min，过滤，洗涤，干燥，加入100份丙酮、0.5份氢氧化钠、60份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入180份甲苯、14份脂肪醇聚氧乙烯醚、10份硬脂醇聚氧乙烯醚、8份邻苯二甲酸、1份对甲苯磺酸，接着升温至95℃搅拌5min，升温至178℃搅拌30min，降温至86℃，加入0.5份双季戊四醇、120份甲苯、1份对甲苯磺酸搅拌45min，升温至168℃搅拌60min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
实施例5
一种高性能轴端O型橡胶密封圈，其原料按重量份包括：四丙氟橡胶40份，丁腈橡胶20份，聚醚聚氨酯橡胶36份，异戊二烯橡胶30份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷4.5份，1,2-聚丁二烯1.2份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1.6份，改性纳米蒙脱土46份，白炭黑36份，聚四氟乙烯纤维10份，碳纤维12份，纳米高岭土10份，煅烧陶土8份，纳米碳酸钙14份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯2份，磷酸三苯酯1份，邻苯二甲酸二丁酯1.5份，微晶石蜡1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20份纳米蒙脱土、2.5份马来酸酐、0.5份苯乙烯、3份过氧化苯甲酰、80份质量分数为75wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至90℃保温160min，过滤，洗涤，干燥，加入60份丙酮、3份氢氧化钠、40份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入230份甲苯、8份脂肪醇聚氧乙烯醚、20份硬脂醇聚氧乙烯醚、2份邻苯二甲酸、2份对甲苯磺酸，接着升温至85℃搅拌10min，升温至170℃搅拌60min，降温至80℃，加入2.5份双季戊四醇、80份甲苯、3份对甲苯磺酸搅拌15min，升温至178℃搅拌30min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
实施例1-5中所述高性能轴端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)

1.一种高性能轴端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30～45份，丁腈橡胶15～25份，聚醚聚氨酯橡胶20～40份，异戊二烯橡胶20～40份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷2～5份，1,2-聚丁二烯0.5～1.5份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1～1.8份，改性纳米蒙脱土45～55份，白炭黑20～40份，聚四氟乙烯纤维5～15份，碳纤维5～15份，纳米高岭土5～15份，煅烧陶土5～10份，纳米碳酸钙10～20份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯0.8～2.8份，磷酸三苯酯0.5～2份，邻苯二甲酸二丁酯0.5～2份，微晶石蜡0.5～2份，防老剂1～1.8份。
2.根据权利要求1所述的高性能轴端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90～96℃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85～95℃搅拌5～10min，升温至170～178℃搅拌30～60min，降温至80～86℃，加入双季戊四醇、甲苯、对甲苯磺酸搅拌，升温至168～178℃搅拌，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
3.根据权利要求2所述的高性能轴端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20～55：0.5～2.5：0.5～2.5：1～3。
4.根据权利要求2所述的高性能轴端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0.5～2.5：8～14：10～20。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高性能轴端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20～55份纳米蒙脱土、0.5～2.5份马来酸酐、0.5～2.5份苯乙烯、1～3份过氧化苯甲酰、80～130份质量分数为55～75wt%乙醇溶液混合均匀，氮气保护下加热至90～96℃保温80～160min，过滤，洗涤，干燥，加入60～100份丙酮、0.5～3份氢氧化钠、40～60份甲醇混合均匀，过滤，洗涤，干燥，加入180～230份甲苯、8～14份脂肪醇聚氧乙烯醚、10～20份硬脂醇聚氧乙烯醚、2～8份邻苯二甲酸、1～2份对甲苯磺酸，接着升温至85～95℃搅拌5～10min，升温至170～178℃搅拌30～60min，降温至80～86℃，加入0.5～2.5份双季戊四醇、80～120份甲苯、1～3份对甲苯磺酸搅拌15～45min，升温至168～178℃搅拌30～60min，降温至室温，得到改性纳米蒙脱土。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高性能轴端O型橡胶密封圈，其特征在于，四丙氟橡胶、丁腈橡胶、聚醚聚氨酯橡胶、异戊二烯橡胶的重量比为36～40：20～24：30～36：30～36。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高性能轴端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、碳纤维、纳米高岭土、煅烧陶土、纳米碳酸钙的重量比为46～50：30～36：10～14：8～12：10～12：6～8：14～16。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高性能轴端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、微晶石蜡的重量比为46～50：1～1.6：1～1.5：1～1.6。
9.根据权利要求1-8任一项所述的高性能轴端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36～40份，丁腈橡胶20～24份，聚醚聚氨酯橡胶30～36份，异戊二烯橡胶30～36份，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷3～4.5份，1,2-聚丁二烯1.2～1.4份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1.4～1.6份，改性纳米蒙脱土46～50份，白炭黑30～36份，聚四氟乙烯纤维10～14份，碳纤维8～12份，纳米高岭土10～12份，煅烧陶土6～8份，纳米碳酸钙14～16份，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.6～2份，磷酸三苯酯1～1.6份，邻苯二甲酸二丁酯1～1.5份，微晶石蜡1～1.6份，防老剂1.2～1.6份。
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