CN107418062A - 磁性圈及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁性圈及其制备方法，该磁性圈包括骨架和胶条，所述胶条包括如下重量份数的组分：三元乙丙橡胶90‑110份白炭黑20‑25份氧化镁10‑15份硫磺1‑5份N‑环已基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺3‑5份硬脂酸锌1‑5份铁氧体30‑40份软化剂4‑8份填充剂15‑18份。本发明的有益效果为：在应用于轴承时，该磁性圈具有良好的耐高温性能。

Description

磁性圈及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车零部件，特别涉及一种磁性圈及其制备方法。
背景技术
磁性圈主要包括金属圈骨架和呈环状的含铁氧体材料的橡塑层。橡塑层包裹于骨架之上，大部分裸露于空气中。
公开号为CN104844963A的中国专利公开了一种高耐候磁性圈。该高耐候磁性圈添加耐候性材料提高橡塑层的耐候性，提高产品寿命和可靠性。
磁性圈多数被安装在汽车轴承上，橡塑层激活后会发射持续的N/S极相间信号。而汽车轴承在负载并高速旋转时产生大量的热量，会达到100℃以上的高温。而汽车轴承产生的热量又会传递至磁性圈处。因此，安装在汽车轴承上的磁性圈更容易受到高温的考验，有必要要求磁性圈有良好的耐高温性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁性圈。在应用于轴承时，该磁性圈具有良好的耐高温性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种磁性圈，包括骨架和胶条，所述胶条包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶90-110份
白炭黑20-25份
氧化镁10-15份
硫磺1-5份
N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺3-5份
硬脂酸锌1-5份
铁氧体30-40份
软化剂4-8份
填充剂15-18份。
通过采用上述技术方案，骨架的材料为钢铁。白炭黑是多孔性物质，具有良好的耐高温性能。氧化镁能够产生绝热作用，改善三元乙丙橡胶的耐热性，同时能够增强三元乙丙橡胶的弹性。硫磺作为常用的硫化剂，能够和三元乙丙橡胶发生交联反应，使三元乙丙橡胶能够获得优异的高弹性和高强度。N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺作为橡胶促进剂，能够促进硫磺的活化，加快硫磺和三元乙丙橡胶的交联反应，达到缩短硫化时间和降低硫化温度的效果。硬脂酸锌能够促进N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺发挥最大作用，减少促进剂的用量，缩短硫化时间。铁氧体是一种具有铁磁性的铁的氧化物。软化剂起到能够增加橡胶的塑性，降低橡胶胶料的粘度和橡胶胶料混炼时的温度，改善分散性和混合性，提高拉伸强度、伸长率和耐磨性。填充剂增加橡胶胶料的体积和重量，从而降低橡胶胶料的单位成本，改善加工工艺。
本发明进一步设置为：所述软化剂选用白油。
通过采用上述技术方案，白油为无色透明油状液体，对光、热、酸等稳定，但长时间接触光和热会慢慢氧化，能够增加橡胶产品亮度和光滑性。
本发明进一步设置为：所述填充剂选用陶土和碳酸钙中的一种。
通过采用上述技术方案，陶土具有吸水性和吸附性，加水后有可塑性。陶土富含大量均匀细密的开放性气孔，故能够将声波全部或部分折射出去。碳酸钙为无色固体状，无味无臭。
本发明进一步设置为：按照重量份，还包括EVM 5-8份。
通过采用上述技术方案，EVM是乙烯醋酸乙烯共聚物，其中VA含量高于40％，体现出橡胶的高弹态。由于EVM和三元乙丙橡胶饱和度不同，共硫化性有一定的差异，因此EVM的加入能够导致三元乙丙橡胶的物理机械性能下降。而在硫化时，三元乙丙橡胶的交联速度快，交联程度高，而EVM的交联程度低，后期能够进一步交联，从而能够提升磁性圈的耐高温性能。
本发明另一发明目的在于提供一种磁性圈的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按照重量份，称取三元乙丙橡胶90-110份、白炭黑20-25份、氧化镁10-15份、硫磺1-5份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺3-5份、硬脂酸锌1-5份、EVM 5-8份、软化剂4-8份、填充剂15-18份，放入密炼机，在70-115℃温度下进行捏练，形成胶片；
步骤2：将胶片放在胶条机上切出胶条；
步骤3：将骨架先置于100℃的除油液中进行除油，再置于55℃的磷化液中进行表面磷化处理；
步骤4：将骨架浸入胶黏剂中浸匀后提出，取出烘干后转入网带炉，控制网带炉温度为170-180℃进行固化处理；
步骤5：将骨架和胶条放入模腔，控制温度为180℃，压力10-15MPa，时间为150-180s，进行硫化；
步骤6：将废胶修剪去除，按照重量份，在充磁机加入铁氧体30-40份进行充磁加工；
步骤7：包装入库。
通过采用上述技术方案，将骨架进行除油后，再进行磷化处理，随后再用胶黏剂进行处理，从而能够增强骨架和胶条之间的连接强度。而将铁氧体的加入能够使橡塑层激活后能够发射持续的N/S极相间信号。
本发明进一步设置为：所述除油液选用质量分数为10％的氢氧化钠溶液。
通过采用上述技术方案，在100℃的氢氧化钠溶液中，骨架上的油脂会发生水解，进而进入氢氧化钠溶液中，实现骨架的除油。而100℃的环境下，油脂溶解速度会更快，溶解的量会更大。
本发明进一步设置为：按照重量份，所述磷化液包括如下重量份数的组分：
磷酸二氢锌15-20份
硝酸钙0.1-0.8份
亚硝酸钠0.3-1.5份
EDTA 0.05-0.08份
聚丙烯酸0.01-0.05份
水1000份。
通过采用上述技术方案，磷酸二氢锌作为成膜物质。而硝酸钙作为改性剂，增加磷化膜结晶的晶核，提高磷化膜的着陆点，减少磷化膜的孔隙，改变晶粒机构。亚硝酸钠作为促进剂，能够促进磷酸二氢锌成膜。EDTA能够与铁离子形成稳定的络合物，防止沉渣生成。而聚丙烯酸能够促进铁的溶解，吸附在活化的铁表面，使磷化膜致密，减少沉渣。
本发明进一步设置为：所述胶黏剂选用RM-1胶黏剂。
通过采用上述技术方案，RM-1胶黏剂的主要成分为酚醛树脂，酚醛树脂具有耐高温的性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、对磁性圈的胶条进行组分改进，使磁性圈在高温状态下的密封性能无损，提升耐高温性能；
2、对磷化液的组分进行优化设计，使骨架具有更好的磷化处理效果，增强骨架和胶条之间的连接强度。
具体实施方式
实施例1
一种磁性圈，包括骨架和胶条，胶条包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶110份、白炭黑21份、氧化镁12份、硫磺1份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺5份、硬脂酸锌4份、铁氧体40份、EVM 5份、白油5份、陶土18份。
一种磁性圈的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1：按照重量份，称取三元乙丙橡胶110份、白炭黑21份、氧化镁12份、硫磺1份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺5份、硬脂酸锌4份、EVM 5份、白油5份、陶土18份，放入密炼机，在115℃温度下进行捏练，形成胶片；
步骤2：将胶片放在胶条机上切出胶条；
步骤3：将骨架先置于100℃的除油液中进行除油，再置于55℃的磷化液中进行表面磷化处理；
步骤4：将骨架浸入胶黏剂中浸匀后提出，取出烘干后转入网带炉，控制网带炉温度为172℃进行固化处理；
步骤5：将骨架和胶条放入模腔，控制温度为180℃，压力11MPa，时间为180s，进行硫化；
步骤6：将废胶修剪去除，按照重量份，在充磁机加入铁氧体40份进行充磁加工；
步骤7：包装入库。
其中，按照重量份，磷化液包括如下重量份数的组分：
磷酸二氢锌20份、硝酸钙0.6份、亚硝酸钠1.5份、EDTA 0.05份、聚丙烯酸0.05份、水1000份。
实施例2
一种磁性圈，包括骨架和胶条，胶条包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶100份、白炭黑22份、氧化镁11份、硫磺5份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺4份、硬脂酸锌3份、铁氧体35份、EVM 6份、白油6份、碳酸钙16份。
一种磁性圈的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1：按照重量份，称取三元乙丙橡胶100份、白炭黑22份、氧化镁11份、硫磺5份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺4份、硬脂酸锌3份、EVM 6份、白油6份、碳酸钙16份，放入密炼机，在70℃温度下进行捏练，形成胶片；
步骤2：将胶片放在胶条机上切出胶条；
步骤3：将骨架先置于100℃的除油液中进行除油，再置于55℃的磷化液中进行表面磷化处理；
步骤4：将骨架浸入胶黏剂中浸匀后提出，取出烘干后转入网带炉，控制网带炉温度为180℃进行固化处理；
步骤5：将骨架和胶条放入模腔，控制温度为180℃，压力12MPa，时间为150s，进行硫化；
步骤6：将废胶修剪去除，按照重量份，在充磁机加入铁氧体35份进行充磁加工；
步骤7：包装入库。
其中，按照重量份，磷化液包括如下重量份数的组分：
磷酸二氢锌15份、硝酸钙0.3份、亚硝酸钠1.2份、EDTA 0.06份、聚丙烯酸0.04份、水1000份。
实施例3
一种磁性圈，包括骨架和胶条，胶条包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶90份、白炭黑24份、氧化镁13份、硫磺2份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺3份、硬脂酸锌2份、铁氧体32份、EVM 7份、白油7份、陶土15份。
一种磁性圈的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1：按照重量份，称取三元乙丙橡胶90份、白炭黑24份、氧化镁13份、硫磺2份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺3份、硬脂酸锌2份、EVM 7份、白油7份、陶土15份，放入密炼机，在80℃温度下进行捏练，形成胶片；
步骤2：将胶片放在胶条机上切出胶条；
步骤3：将骨架先置于100℃的除油液中进行除油，再置于55℃的磷化液中进行表面磷化处理；
步骤4：将骨架浸入胶黏剂中浸匀后提出，取出烘干后转入网带炉，控制网带炉温度为175℃进行固化处理；
步骤5：将骨架和胶条放入模腔，控制温度为180℃，压力13MPa，时间为160s，进行硫化；
步骤6：将废胶修剪去除，按照重量份，在充磁机加入铁氧体32份进行充磁加工；
步骤7：包装入库。
其中，按照重量份，磷化液包括如下重量份数的组分：
磷酸二氢锌16份、硝酸钙0.1份、亚硝酸钠0.9份、EDTA 0.07份、聚丙烯酸0.01份、水1000份。
实施例4
一种磁性圈，包括骨架和胶条，胶条包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶95份、白炭黑25份、氧化镁15份、硫磺3份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺4份、硬脂酸锌1份、铁氧体30份、EVM 8份、白油8份、碳酸钙17份。
一种磁性圈的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1：按照重量份，称取三元乙丙橡胶95份、白炭黑25份、氧化镁15份、硫磺3份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺4份、硬脂酸锌1份、EVM 8份、白油8份、碳酸钙17份，放入密炼机，在90℃温度下进行捏练，形成胶片；
步骤2：将胶片放在胶条机上切出胶条；
步骤3：将骨架先置于100℃的除油液中进行除油，再置于55℃的磷化液中进行表面磷化处理；
步骤4：将骨架浸入胶黏剂中浸匀后提出，取出烘干后转入网带炉，控制网带炉温度为177℃进行固化处理；
步骤5：将骨架和胶条放入模腔，控制温度为180℃，压力14MPa，时间为170s，进行硫化；
步骤6：将废胶修剪去除，按照重量份，在充磁机加入铁氧体30份进行充磁加工；
步骤7：包装入库。
其中，按照重量份，磷化液包括如下重量份数的组分：
磷酸二氢锌18份、硝酸钙0.5份、亚硝酸钠0.7份、EDTA 0.08份、聚丙烯酸0.02份、水1000份。
实施例5
一种磁性圈，包括骨架和胶条，胶条包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶105份、白炭黑20份、氧化镁10份、硫磺4份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺5份、硬脂酸锌5份、铁氧体38份、EVM 7份、白油4份、陶土16份。
一种磁性圈的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1：按照重量份，称取三元乙丙橡胶105份、白炭黑20份、氧化镁10份、硫磺4份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺5份、硬脂酸锌5份、EVM 7份、白油4份、陶土16份，放入密炼机，在105℃温度下进行捏练，形成胶片；
步骤2：将胶片放在胶条机上切出胶条；
步骤3：将骨架先置于100℃的除油液中进行除油，再置于55℃的磷化液中进行表面磷化处理；
步骤4：将骨架浸入胶黏剂中浸匀后提出，取出烘干后转入网带炉，控制网带炉温度为170℃进行固化处理；
步骤5：将骨架和胶条放入模腔，控制温度为180℃，压力15MPa，时间为165s，进行硫化；
步骤6：将废胶修剪去除，按照重量份，在充磁机加入铁氧体38份进行充磁加工；
步骤7：包装入库。
其中，按照重量份，磷化液包括如下重量份数的组分：
磷酸二氢锌17份、硝酸钙0.8份、亚硝酸钠0.3份、EDTA 0.07份、聚丙烯酸0.03份、水1000份。
对比例1
公开号为CN104844963A的中国专利作为对比例1。
参照(插层复合型三元乙丙橡胶密封圈的高低温密封性能研究，黄远红，张方晓，郭静，薛江，衣志勇，润滑与密封，2015年11月)中记载的压力监测法进行试验。
控制初始温度为15.0℃，压力为0.568MPa。
表1压力监测过程中各阶段的温度与压力
从表1可知，采用实施例1-5的磁性圈时，在100℃、125℃和150℃三个实验温度下，模拟腔体内的压力与按理想气体状态方程式计算的压力基本一致，表明氮气在100℃、125℃和150℃温度下符合理想气体状态方程。当温度恢复至与初始温度相等时，恢复后的压力与初始压力相等，说明密封箱内的压力未发生变化，磁性圈的密封性能良好。而采用对比例1的磁性圈时，在100℃、125℃和150℃三个实验温度下，模拟腔体内的压力与按理想气体状态方程式计算的压力不一致。当温度恢复至与初始温度相等时，恢复后的压力与初始压力不等，表明密封箱内的压力发生变化，磁性圈的密封性能受损。
由此可见，在应用于轴承时，本发明在高温环境下也能够保持密封性能无损，耐高温性能良好。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种磁性圈，包括骨架和胶条，其特征是：所述胶条包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶90-110份
白炭黑20-25份
氧化镁10-15份
硫磺1-5份
N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺3-5份
硬脂酸锌1-5份
铁氧体30-40份
软化剂4-8份
填充剂15-18份。
2.根据权利要求1所述的磁性圈，其特征是：所述软化剂选用白油。
3.根据权利要求1所述的磁性圈，其特征是：所述填充剂选用陶土和碳酸钙中的一种。
4.根据权利要求1所述的磁性圈，其特征是：按照重量份，还包括EVM 5-8份。
5.一种磁性圈的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1：按照重量份，称取三元乙丙橡胶90-110份、白炭黑20-25份、氧化镁10-15份、硫磺1-5份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺3-5份、硬脂酸锌1-5份、EVM 5-8份、软化剂4-8份、填充剂15-18份，放入密炼机，在70-115℃温度下进行捏练，形成胶片；
步骤2：将胶片放在胶条机上切出胶条；
步骤3：将骨架先置于100℃的除油液中进行除油，再置于55℃的磷化液中进行表面磷化处理；
步骤4：将骨架浸入胶黏剂中浸匀后提出，取出烘干后转入网带炉，控制网带炉温度为170-180℃进行固化处理；
步骤5：将骨架和胶条放入模腔，控制温度为180℃，压力10-15MPa，时间为150-180s，进行硫化；
步骤6：将废胶修剪去除，按照重量份，在充磁机加入铁氧体30-40份进行充磁加工；
步骤7：包装入库。
6.根据权利要求5所述的磁性圈的制备方法，其特征是：所述除油液选用质量分数为10%的氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求5所述的磁性圈的制备方法，其特征是：按照重量份，所述磷化液包括如下重量份数的组分：
磷酸二氢锌15-20份
硝酸钙0.1-0.8份
亚硝酸钠0.3-1.5份
EDTA 0.05-0.08份
聚丙烯酸0.01-0.05份
水1000份。
8.根据权利要求5所述的磁性圈的制备方法，其特征是：所述胶黏剂选用RM-1胶黏剂。
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