CN107118408A - 一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，由以下成分制成：丁腈橡胶、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物、改性绢云母粉、环氧树脂、丙烯醇、硬脂酸、4‑硝基邻苯二甲酸二甲酯、炭黑、偶联剂、增塑剂、硫化剂。本发明制备的化工泵用耐油耐腐蚀性密封材料具有极好的耐油性和耐化学腐蚀性，能够满足化工泵恶劣环境的使用。
Description
技术领域
本发明属于化工泵制备技术领域，具体涉及一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料。
背景技术
化工泵是用来输送液体并提高其压力的机器化工泵的统称，能够满足化工工艺耐高温、低温，耐腐蚀，耐磨损，无泄漏或少泄露，能输送临界状态的液体性能的泵，这类泵统称为化工泵。密封材料在化工泵中应用极其重要，良好的密封能够防止化工泵泵的泄露，避免污染环境，密封材料在化工泵中使用的环境相对较恶劣。因此对于密封材料本申请性能要求比较高。
橡胶作为一种常用的密封材料，应用广泛，橡胶密封件应用到化工泵中时，橡胶密封件长时间接触各种化学物质，长此以往，橡胶密封件极易被化学物质逐渐腐蚀，从而会降低橡胶密封件的密封性能，无法继续保证化工泵良好的密封性，会出现化工泵化学物质泄漏的现象。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，按重量份计由以下成分制成：丁腈橡胶120-125、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物18-20、改性绢云母粉3.3-3.5、环氧树脂6-8、丙烯醇1-3、硬脂酸2.5-2.8、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯1.6-1.9、炭黑1.5-1.8、偶联剂1.0-1.3、增塑剂1.2-1.6、硫化剂0.6-0.8；
所述三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物制备方法为：将聚甲醛、三元乙丙橡胶按1：3质量比例均匀混合后，再加入三元乙丙橡胶质量5.5%的丙烯酸，添加到混炼机中，混炼机温度为220℃，混炼时间为15min，然后取出混合物，放入平板硫化机中进行热压，热压温度为180℃，压力为1.2MPa，热压10min后，关闭热源，同时通入冷空气进行冷却，冷空气温度为10℃，冷却5min后，取出混合物，添加到塑料破碎机中进行破碎成粒料，得到三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物。
进一步的，所述改性绢云母粉制备方法为：将绢云母研磨制成粒度为500目的绢云母粉，将绢云母粉在450℃下煅烧10min，然后自然冷却至室温，再将绢云母粉与1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸钾按50：1质量比例均匀混合后，得到混合物料，将混合物料添加到微波炉中进行处理，温度为100℃，微波功率为450W，处理时间为15min。
进一步的，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂。
进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步的，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二乙酯中任一种。
进一步的，所述硫化剂为硫化剂PDM。
进一步的，所述化工泵用耐老化密封材料的制备方法为：按各重量份将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物、改性绢云母粉、环氧树脂、丙烯醇、硬脂酸加入混炼机，混炼10-12min，再依次加入的炭黑、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯、偶联剂、增塑剂、硫化剂，混炼、压制成型；将成型后的橡胶料加入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理，温度为173-175℃，硫化时间为12-15min，再经过修边，得到化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料。
本发明相比现有技术具有以下优点：通过对绢云母粉进行改性处理，改性后的绢云母粉应用到本发明密封材料中，能够起到增容、提高刚性的作用，协同偶联剂的作用，使得改性绢云母粉与橡胶成分之间起到了一些化学和物理作用，能够改善改性绢云母粉与橡胶之间的结合力，还能避免各成分之间发生团聚和结块的现象；炭黑为亲油疏水性的非极性物质，炭黑对橡胶密封材料的补强作用需要较为明显，本发明通过添加改性绢云母粉来提高密封材料的疏油性，从而提高密封材料的耐油性；本发明通过将三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物应用到密封材料中，在密封材料各成分混炼时，三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物能够降低混炼耗能消耗、生热小、提高混炼速度，通过各成分之间的协同作用，能够使得三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物与基体橡胶材料结合的更紧密，交联度得到极大的提高，制备的密封材料耐化学腐蚀性得到显著的提高。
具体实施方式
实施例1
一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，按重量份计由以下成分制成：丁腈橡胶120-125、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物18、改性绢云母粉3.3、环氧树脂6、丙烯醇1、硬脂酸2.5、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯1.6、炭黑1.5、偶联剂1.0、增塑剂1.2、硫化剂0.6；
所述三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物制备方法为：将聚甲醛、三元乙丙橡胶按1：3质量比例均匀混合后，再加入三元乙丙橡胶质量5.5%的丙烯酸，添加到混炼机中，混炼机温度为220℃，混炼时间为15min，然后取出混合物，放入平板硫化机中进行热压，热压温度为180℃，压力为1.2MPa，热压10min后，关闭热源，同时通入冷空气进行冷却，冷空气温度为10℃，冷却5min后，取出混合物，添加到塑料破碎机中进行破碎成粒料，得到三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物。
所述改性绢云母粉制备方法为：将绢云母研磨制成粒度为500目的绢云母粉，将绢云母粉在450℃下煅烧10min，然后自然冷却至室温，再将绢云母粉与1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸钾按50：1质量比例均匀混合后，得到混合物料，将混合物料添加到微波炉中进行处理，温度为100℃，微波功率为450W，处理时间为15min。
所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂。
所述偶联剂为硅烷偶联剂。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二乙酯中任一种。
所述硫化剂为硫化剂PDM。
所述化工泵用耐老化密封材料的制备方法为：按各重量份将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物、改性绢云母粉、环氧树脂、丙烯醇、硬脂酸加入混炼机，混炼10-12min，再依次加入的炭黑、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯、偶联剂、增塑剂、硫化剂，混炼、压制成型；将成型后的橡胶料加入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理，温度为173℃，硫化时间为12min，再经过修边，得到化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料。
实施例2
一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，按重量份计由以下成分制成：丁腈橡胶125、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物20、改性绢云母粉3.5、环氧树脂6-8、丙烯醇3、硬脂酸2.8、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯1.9、炭黑1.8、偶联剂1.3、增塑剂1.6、硫化剂0.8；
所述三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物制备方法为：将聚甲醛、三元乙丙橡胶按1：3质量比例均匀混合后，再加入三元乙丙橡胶质量5.5%的丙烯酸，添加到混炼机中，混炼机温度为220℃，混炼时间为15min，然后取出混合物，放入平板硫化机中进行热压，热压温度为180℃，压力为1.2MPa，热压10min后，关闭热源，同时通入冷空气进行冷却，冷空气温度为10℃，冷却5min后，取出混合物，添加到塑料破碎机中进行破碎成粒料，得到三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物。
所述改性绢云母粉制备方法为：将绢云母研磨制成粒度为500目的绢云母粉，将绢云母粉在450℃下煅烧10min，然后自然冷却至室温，再将绢云母粉与1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸钾按50：1质量比例均匀混合后，得到混合物料，将混合物料添加到微波炉中进行处理，温度为100℃，微波功率为450W，处理时间为15min。
所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂。
所述偶联剂为硅烷偶联剂。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二乙酯中任一种。
所述硫化剂为硫化剂PDM。
所述化工泵用耐老化密封材料的制备方法为：按各重量份将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物、改性绢云母粉、环氧树脂、丙烯醇、硬脂酸加入混炼机，混炼10-12min，再依次加入的炭黑、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯、偶联剂、增塑剂、硫化剂，混炼、压制成型；将成型后的橡胶料加入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理，温度为175℃，硫化时间为15min，再经过修边，得到化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料。
实施例3
一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，按重量份计由以下成分制成：丁腈橡胶122、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物19、改性绢云母粉3.4、环氧树脂7、丙烯醇2、硬脂酸2.6、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯1.7、炭黑1.6、偶联剂1.0-1.3、增塑剂1.3、硫化剂0.7；
所述三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物制备方法为：将聚甲醛、三元乙丙橡胶按1：3质量比例均匀混合后，再加入三元乙丙橡胶质量5.5%的丙烯酸，添加到混炼机中，混炼机温度为220℃，混炼时间为15min，然后取出混合物，放入平板硫化机中进行热压，热压温度为180℃，压力为1.2MPa，热压10min后，关闭热源，同时通入冷空气进行冷却，冷空气温度为10℃，冷却5min后，取出混合物，添加到塑料破碎机中进行破碎成粒料，得到三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物。
所述改性绢云母粉制备方法为：将绢云母研磨制成粒度为500目的绢云母粉，将绢云母粉在450℃下煅烧10min，然后自然冷却至室温，再将绢云母粉与1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸钾按50：1质量比例均匀混合后，得到混合物料，将混合物料添加到微波炉中进行处理，温度为100℃，微波功率为450W，处理时间为15min。
所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂。
所述偶联剂为硅烷偶联剂。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二乙酯中任一种。
所述硫化剂为硫化剂PDM。
所述化工泵用耐老化密封材料的制备方法为：按各重量份将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物、改性绢云母粉、环氧树脂、丙烯醇、硬脂酸加入混炼机，混炼10-12min，再依次加入的炭黑、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯、偶联剂、增塑剂、硫化剂，混炼、压制成型；将成型后的橡胶料加入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理，温度为174℃，硫化时间为14min，再经过修边，得到化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料。
耐油性试验：测试不同改性绢云母粉添加量对密封材料耐油性影响，以实施例1方法制备密封材料，改性绢云母粉的添加量为变量，密封材料直径为3cm、厚度为0.2mm，分别放入1#标准油中在100℃下浸泡72小时，测量其膨胀率，试验结果如表1：
对照组：将改性绢云母粉替换为普通未改性处理的绢云母粉，添加量为3.4重量份；
由表1可以看出，改性绢云母粉的添加量对本发明密封材料的奶油性具有明显的影响，在一定范围里随着改性绢云母粉添加量的增加，密封材料的耐油性增加，超过一定范围，随着改性绢云母粉添加量的增加，密封材料的耐油性缓慢下降。
耐化学腐蚀性试验：测试三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物中三元乙丙橡胶/聚甲醇混合比对密封材料耐油性影响，以实施例方法制备密封材料，结果取均值，密封材料直径为3cm、厚度为0.2mm，分别放入表2中化学试剂，在100℃下浸泡60天，测量密封材料抗腐蚀质量减少值（mg/cm³）:
表2
由表2可以看出，不同三元乙丙橡胶/聚甲醇混合比制备的三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物对本发明密封材料耐化学腐蚀性能影响不同，三元乙丙橡胶/聚甲醇混合比为3：1时，能够使得本发明密封材料的耐化学腐蚀性达到最佳。
Claims (7)
1.一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：丁腈橡胶120-125、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物18-20、改性绢云母粉3.3-3.5、环氧树脂6-8、丙烯醇1-3、硬脂酸2.5-2.8、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯1.6-1.9、炭黑1.5-1.8、偶联剂1.0-1.3、增塑剂1.2-1.6、硫化剂0.6-0.8；
所述三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物制备方法为：将聚甲醛、三元乙丙橡胶按1：3质量比例均匀混合后，再加入三元乙丙橡胶质量5.5%的丙烯酸，添加到混炼机中，混炼机温度为220℃，混炼时间为15min，然后取出混合物，放入平板硫化机中进行热压，热压温度为180℃，压力为1.2MPa，热压10min后，关闭热源，同时通入冷空气进行冷却，冷空气温度为10℃，冷却5min后，取出混合物，添加到塑料破碎机中进行破碎成粒料，得到三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物。
2.如权利要求1所述的一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，其特征在于，所述改性绢云母粉制备方法为：将绢云母研磨制成粒度为500目的绢云母粉，将绢云母粉在450℃下煅烧10min，然后自然冷却至室温，再将绢云母粉与1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸钾按50：1质量比例均匀混合后，得到混合物料，将混合物料添加到微波炉中进行处理，温度为100℃，微波功率为450W，处理时间为15min。
3.如权利要求1所述的一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，其特征在于，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂。
4.如权利要求1所述的一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
5.如权利要求1所述的一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，其特征在于，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二乙酯中任一种。
6.如权利要求1所述的一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，其特征在于，所述硫化剂为硫化剂PDM。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料，其特征在于，所述化工泵用耐老化密封材料的制备方法为：按各重量份将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶/聚甲醇共混物、改性绢云母粉、环氧树脂、丙烯醇、硬脂酸加入混炼机，混炼10-12min，再依次加入的炭黑、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯、偶联剂、增塑剂、硫化剂，混炼、压制成型；将成型后的橡胶料加入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理，温度为173-175℃，硫化时间为12-15min，再经过修边，得到化工泵用耐油耐化学腐蚀性密封材料。
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