CN106479008A - 一种高性能化学泵用橡胶密封材料 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种高性能化学泵用橡胶密封材料，其特征在于，按重量份由以下成分制成：改性天然橡胶、氟橡胶、丁基橡胶、硫磺粉、肉桂酸钠、炭黑、葵二酸二辛脂、膨润土、氯化石蜡、增塑剂、氧化锌、硬脂酸、山苍子油、聚乙烯、偶联剂、促进剂、改性硅藻土、环氧大豆油，防老剂。与现有技术相比，本发明制备的化学泵用橡胶密封材料具有柔软性、低密度、压缩回弹性和使用温度范围广等优点，其耐高温、耐酸性介质腐蚀强，隔热性能好、摩擦系数小、耐磨损；耐老化、耐候性、耐油、耐溶剂性相较于普通橡胶密封材料平均提高了20%以上，并本发明制备的化学泵用橡胶密封材料，对温度交变的场合依旧能可靠的使用。
Description
技术领域
本发明涉及密封橡胶技术领域，特别是涉及一种高性能化学泵用橡胶密封材料。
背景技术
化学泵的好坏，除了化学泵采用材料和结构符合工况介质的要求外，密封结构和形式的选择也至关重要。密封结构和形式的合理选择是确保生产正常有序地进行、降低维护和维修成本、减轻工程的劳动强度、减少物料浪费、避免环境污染的关键。密封材料就是指能承受接缝位移以达到气密、水密目的而嵌入建筑接缝中的材料称为密封材料，早期的密封材料，主要是织物、矿物纤维或毛毡等。随着工业技术的发展，和日益复杂、多样的要求，密封材料也有了迅速的发展，其种类越来越多，物理和化学性能不断提高；但是现有的化学泵用密封材料耐化学腐蚀性能达不到某些生产的要求，使用寿命低，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能化学泵用橡胶密封材料。
本发明通过以下技术方案实现：
一种高性能化学泵用橡胶密封材料，按重量份由以下成分制成：改性天然橡胶50-60、氟橡胶30-40、丁基橡胶2-4、硫磺粉0.5-1.2、肉桂酸钠0.4-0.6、炭黑1-3、葵二酸二辛脂0.2-0.4、膨润土0.5-0.7、氯化石蜡18-20、增塑剂1-2、氧化锌4-6、硬脂酸0.6-1.0、山苍子油2-3、聚乙烯8-10、偶联剂5-7、促进剂0.6-1.0、改性硅藻土28-30、环氧大豆油0.5-0.8、防老剂0.8-1.2；
根据上述原料配比，按照以下步骤制备高性能化学泵用橡胶密封材料：
1）、将改性天然橡胶、氟橡胶、丁基橡胶破碎送入密炼机中，然后加入聚乙烯、膨润土进行塑炼，待物料温度升高至115-1118℃排料，以4-6℃/min的降温速度降温至室温，停放15-18h得到基料；
2）、将基料加入密炼机中，然后加入硫磺粉、防老剂、肉桂酸钠、炭黑、葵二酸二辛脂混炼5-8min，混炼温度为68-70℃，然后加入氯化石蜡、增塑剂、改性硅藻土、偶联剂混炼3-6min，混炼温度为74-78℃，排料，以2-4℃/min的降温速度降温至室温，停放14-16h得到预混料；
3）、将得到的预混料投入开炼机中，然后加入氧化锌、硬脂酸、山苍子油、促进剂、环氧大豆油进行混合，加工温度为50-55℃，薄通4-6遍，然后依次经过挤出和模压成型得到高性能化学泵用橡胶密封材料。
进一步地，所述改性天然橡胶的制备方法为：将0.4重量份的蔗糖脂肪酸酯溶解在30重量份的乙醇中并充分搅拌得到溶液A，将1.2重量份花生蛋白溶解在30重量份质量浓度为10%的氯化钾溶液中并搅拌均匀得到溶液B，将0.6重量份尿素溶解在30重量份清水中并搅拌均匀得到溶液C，将溶液A、溶液B和溶液C混合后，以450-500r/min的搅拌速度搅拌90-100min后，再加入90重量份天然橡胶后，加热至68-70℃，搅拌1-2h后，过滤，得到改性天然橡胶。
进一步地，所述增塑剂为环氧脂肪酸甲酯、蓖麻油、磷酸三甲苯酯三者按2:1:3质量比例混合制成。
进一步地，所述偶联剂为木质素与钛酸酯偶联剂按1:3质量比例混合制成。
进一步地，所述促进剂为促进剂NA-22、促进剂BZ、促进剂NS中的2种或3种等量组合。
进一步地，所述防老剂为防老剂BHT。
进一步地，所述改性硅藻土的制备方法为：将硅藻土先放入到质量浓度为98%的乙醇溶液中浸泡3-4天，然后过滤，清水洗涤，烘干，再在189-195℃下煅烧30-35min，采用水冷对其进行冷却，然后自然风干，即可。
本发明对天然橡胶进行改性，改善天然橡胶的胶体性能及其硫化胶膜的力学性能,尤其是耐撕裂性能和耐老化性能的改善效果更为突出，相较于普通天然橡胶的拉伸强度提高了58.6%,撕裂强度提高了22.8%,并且，以此制备的橡胶密封材料尺寸稳定性更高。
本发明采用了改性硅藻土，利用改性硅藻土作为填充剂和橡胶改性剂，可以增加制品的容积，将改性硅藻土和改性天然橡胶同时使用于密封材料中，能对改性天然橡胶进行二次改性，能获得更高的抗张强度、撕裂强度和耐磨性，弹性模量大、耐高温、耐化学腐蚀、导热性能好、热膨胀系数低等优点，并具有自润滑性；山苍子油与环氧大豆油的协同作用可以使改性硅藻土、炭黑和硫磺粉在密封材料中分散均匀，并有效防止其在体系中的聚集，从而进一步提高密封材料的性能。通过膨润土与炭黑的协同作用，能够极大提高密封材料的散热性，不会产生温度积聚。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明制备的化学泵用橡胶密封材料具有柔软性、低密度、压缩回弹性和使用温度范围广等优点，其耐高温、耐酸性介质腐蚀强，隔热性能好、摩擦系数小、耐磨损；耐老化、耐候性、耐油、耐溶剂性相较于普通橡胶密封材料平均提高了20%以上，并且本发明制备的化学泵用橡胶密封材料，对温度交变的场合依旧能可靠的使用。
具体实施方式
一种高性能化学泵用橡胶密封材料，按重量份由以下成分制成：改性天然橡胶50-60、氟橡胶30-40、丁基橡胶2-4、硫磺粉0.5-1.2、肉桂酸钠0.4-0.6、炭黑1-3、葵二酸二辛脂0.2-0.4、膨润土0.5-0.7、氯化石蜡18-20、增塑剂1-2、氧化锌4-6、硬脂酸0.6-1.0、山苍子油2-3、聚乙烯8-10、偶联剂5-7、促进剂0.6-1.0、改性硅藻土28-30、环氧大豆油0.5-0.8、防老剂0.8-1.2；
根据上述原料配比，按照以下步骤制备高性能化学泵用橡胶密封材料：
1）、将改性天然橡胶、氟橡胶、丁基橡胶破碎送入密炼机中，然后加入聚乙烯、膨润土进行塑炼，待物料温度升高至115-1118℃排料，以4-6℃/min的降温速度降温至室温，停放15-18h得到基料；
2）、将基料加入密炼机中，然后加入硫磺粉、防老剂、肉桂酸钠、炭黑、葵二酸二辛脂混炼5-8min，混炼温度为68-70℃，然后加入氯化石蜡、增塑剂、改性硅藻土、偶联剂混炼3-6min，混炼温度为74-78℃，排料，以2-4℃/min的降温速度降温至室温，停放14-16h得到预混料；
3）、将得到的预混料投入开炼机中，然后加入氧化锌、硬脂酸、山苍子油、促进剂、环氧大豆油进行混合，加工温度为50-55℃，薄通4-6遍，然后依次经过挤出和模压成型得到高性能化学泵用橡胶密封材料。
进一步地，所述改性天然橡胶的制备方法为：将0.4重量份的蔗糖脂肪酸酯溶解在30重量份的乙醇中并充分搅拌得到溶液A，将1.2重量份花生蛋白溶解在30重量份质量浓度为10%的氯化钾溶液中并搅拌均匀得到溶液B，将0.6重量份尿素溶解在30重量份清水中并搅拌均匀得到溶液C，将溶液A、溶液B和溶液C混合后，以450-500r/min的搅拌速度搅拌90-100min后，再加入90重量份天然橡胶后，加热至68-70℃，搅拌1-2h后，过滤，得到改性天然橡胶。
进一步地，所述增塑剂为环氧脂肪酸甲酯、蓖麻油、磷酸三甲苯酯三者按2:1:3质量比例混合制成。
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进一步地，所述促进剂为促进剂NA-22、促进剂BZ、促进剂NS中的2种或3种等量组合。
进一步地，所述防老剂为防老剂BHT。
进一步地，所述改性硅藻土的制备方法为：将硅藻土先放入到质量浓度为98%的乙醇溶液中浸泡3-4天，然后过滤，清水洗涤，烘干，再在189-195℃下煅烧30-35min，采用水冷对其进行冷却，然后自然风干，即可。
对密封材料进行性能测试：
| 本发明 | 现有化学泵橡胶密封材料 | |
| 拉伸强度/MPa | 59.58 | 8.26 |
| 断裂伸长率/% | 476 | 124 |
| 撕裂强度/KN/m | 28.65 | 10.34 |
表1
由表1可知，本发明制备的化学泵用橡胶密封材料性能比现有化学泵橡胶密封材料性能更加优越。
对密封材料高温下压缩永久变形进行测试比较压缩永久形变率%（压缩条件：25%压缩、24小时）：
| 20h | 50h | 100h | 150h | 200h | |
| 本发明 | 4 | 4 | 4 | 4 | 8 |
| 对比例1 | 10 | 10 | 10 | 15 | 48 |
| 对比例2 | 8 | 8 | 8 | 12 | 26 |
| 对比例3 | 9 | 9 | 13 | 24 | 37 |
表2
其中，对比例1为：采用普通天然橡胶，不对其进行改性，其余原料和处理方法与本发明相同；
对比例2为：采用普通硅藻土，不对其进行改性，其余原料和处理方法与本发明相同；
对比例3为：不添加山苍子油、环氧大豆油、膨润土与炭黑，其余原料和处理方法与本发明相同。
由表2可知，采用普通橡胶、普通硅藻土对本发明制备的橡胶密封材料性能会有极大的降低，不添加山苍子油、环氧大豆油、膨润土与炭黑同样会极大的降低本发明橡胶密封材料的性能。
Claims (7)
1.一种高性能化学泵用橡胶密封材料，其特征在于，按重量份由以下成分制成：改性天然橡胶50-60、氟橡胶30-40、丁基橡胶2-4、硫磺粉0.5-1.2、肉桂酸钠0.4-0.6、炭黑1-3、葵二酸二辛脂0.2-0.4、膨润土0.5-0.7、氯化石蜡18-20、增塑剂1-2、氧化锌4-6、硬脂酸0.6-1.0、山苍子油2-3、聚乙烯8-10、偶联剂5-7、促进剂0.6-1.0、改性硅藻土28-30、环氧大豆油0.5-0.8、防老剂0.8-1.2；
根据上述原料配比，按照以下步骤制备高性能化学泵用橡胶密封材料：
1）、将改性天然橡胶、氟橡胶、丁基橡胶破碎送入密炼机中，然后加入聚乙烯、膨润土进行塑炼，待物料温度升高至115-1118℃排料，以4-6℃/min的降温速度降温至室温，停放15-18h得到基料；
2）、将基料加入密炼机中，然后加入硫磺粉、防老剂、肉桂酸钠、炭黑、葵二酸二辛脂混炼5-8min，混炼温度为68-70℃，然后加入氯化石蜡、增塑剂、改性硅藻土、偶联剂混炼3-6min，混炼温度为74-78℃，排料，以2-4℃/min的降温速度降温至室温，停放14-16h得到预混料；
3）、将得到的预混料投入开炼机中，然后加入氧化锌、硬脂酸、山苍子油、促进剂、环氧大豆油进行混合，加工温度为50-55℃，薄通4-6遍，然后依次经过挤出和模压成型得到高性能化学泵用橡胶密封材料。
2.根据权利要求1所述的一种高性能化学泵用橡胶密封材料，其特征在于，所述改性天然橡胶的制备方法为：将0.4重量份的蔗糖脂肪酸酯溶解在30重量份的乙醇中并充分搅拌得到溶液A，将1.2重量份花生蛋白溶解在30重量份质量浓度为10%的氯化钾溶液中并搅拌均匀得到溶液B，将0.6重量份尿素溶解在30重量份清水中并搅拌均匀得到溶液C，将溶液A、溶液B和溶液C混合后，以450-500r/min的搅拌速度搅拌90-100min后，再加入90重量份天然橡胶后，加热至68-70℃，搅拌1-2h后，过滤，得到改性天然橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种高性能化学泵用橡胶密封材料，其特征在于，所述增塑剂为环氧脂肪酸甲酯、蓖麻油、磷酸三甲苯酯三者按2:1:3质量比例混合制成。
4.根据权利要求1所述的一种高性能化学泵用橡胶密封材料，其特征在于，所述偶联剂为木质素与钛酸酯偶联剂按1:3质量比例混合制成。
5.根据权利要求1所述的一种高性能化学泵用橡胶密封材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂NA-22、促进剂BZ、促进剂NS中的2种或3种等量组合。
6.根据权利要求1所述的一种高性能化学泵用橡胶密封材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂BHT。
7.根据权利要求1所述的一种高性能化学泵用橡胶密封材料，其特征在于，所述改性硅藻土的制备方法为：将硅藻土先放入到质量浓度为98%的乙醇溶液中浸泡3-4天，然后过滤，清水洗涤，烘干，再在189-195℃下煅烧30-35min，采用水冷对其进行冷却，然后自然风干，即可。
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