CN107522919A - 一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，涉及橡胶密封件技术领域，由以下成分制成：橡胶基础材料、硅油、填料、交联剂、润滑剂、硫化剂、增塑剂、炭黑、功能助剂；本发明制备的功能助剂，对橡胶密封件体系不但具有一定的硫化促进剂功能，能够吸收丁苯橡胶硫化过程中生成的小分子副产物，同时，还可以通过自身的特定官能团参与丁苯橡胶的防老性作用，能够更大程度的完善丁苯橡胶的交联结构，提升其力学性能；同时，能够一定程度上提高橡胶密封件的拉伸强度和撕裂强度。
Description
技术领域
本发明属于橡胶密封件技术领域，具体涉及一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件。
背景技术
橡胶密封件是密封装置中的一类通用基础元件橡胶密封件是密封技术中广泛应用的一类橡胶制品。由于其具有弹性模量非常小，伸长率高，耐透气性的优点而被广泛适用于安装在各种机械设备上。由于机械设备的润滑系统中含有酸碱成分，容易渗透到密封件中，从而起密封件的膨胀，影响了密封件的使用寿命；另外，由于使用环境的恶劣，尤其是高温引起的热老化，显著降低了橡胶密封件的寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，按重量份计由以下成分制成：橡胶基础材料120、硅油3-5、填料30-50、交联剂1.2-1.5、润滑剂0.1-0.3、硫化剂2.5-2.8、增塑剂0.2-0.5、炭黑1-3、功能助剂1.4-1.8；
所述功能助剂制备方法为：将0.12mol邻苯三酚溶于异戊醇中，在氮气保护下加入0.12mol氢氧化钠加热搅拌，当温度升至氢氧化钠与邻苯三酚反应生成白色悬浮物时，再将0.04mol二氯乙基醚16min内滴入，然后搅拌2小时，冷却至55℃，然后再加入0.12mol氢氧化钠加热搅拌，同时然后再加入0.06mol二氯乙基醚，搅拌2小时，然后过滤去除固体物，得到滤液，将滤液在减压下蒸去溶剂，洗涤抽滤，旋转蒸发得到所需功能助剂。
进一步的，所述橡胶基础材料为丁苯橡胶。
进一步的，所述硅油为甲基硅油。
进一步的，所述填料为活化绢云母粉；所述活化绢云母粉制备方法为：将绢云母粉在350℃下煅烧15min，然后自然冷却至室温，再向绢云母粉中添加其质量5%的无水乙醇，搅拌均匀后，进行研磨1.5小时，然后进行干燥，过800目，再超声分散到去离子水中，以1200r/min转速搅拌2小时，静置15min，制得绢云母粉悬浮浆液，再添加绢云母粉质量0.2%的氢氧化钠、0.21%的丙烯酸，加热至70℃，搅拌2小时，然后进行离心分离，采用去离子水洗涤至中性，然后在真空干燥至恒重，即得。
进一步的，所述交联剂为天冬酰胺。
进一步的，所述润滑剂为橡胶润滑剂BR-1。
进一步的，所述硫化剂由硫磺与微硅粉按3:1质量比例混合而成。
进一步的，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯中的任一种。
进一步的，所述加热搅拌具体为加热至80-90℃，以500r/min转速搅拌。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明制备的功能助剂，对橡胶密封件体系不但具有一定的硫化促进剂功能，能够吸收丁苯橡胶硫化过程中生成的小分子副产物，同时，还可以通过自身的特定官能团参与丁苯橡胶的防老性作用，能够更大程度的完善丁苯橡胶的交联结构，提升其力学性能；同时，能够一定程度上提高橡胶密封件的拉伸强度和撕裂强度，对橡胶密封件的拉伸强度具有12%左右的提高作用，同时，功能助剂还能够与橡胶体系中的活化绢云母填料发生配位作用，能够促进整个交联网络结构的完善，降低橡胶密封件表面基团的活性，提高其抗热老化性能。
丁苯橡胶大分子链中含有氢原子，氢原子的含量直接影响这橡胶密封件的柔软性，当氢原子含量过少时，橡胶链段运动困难，导致柔软性差，而含量过高，橡胶柔软性增加，同时带来密封件耐热老化性在一定程度上降低，通过本发明配制的功能助剂的作用，在橡胶体系中表现出较强的吸电子效应，能够对橡胶体系中C-C键具有屏蔽保护作用，使得C-C键长缩短，键能增加，同时，碳原子与其它原子之间的结合能也增加了，使得整个橡胶密封件表面出优异的耐热性和耐侵蚀性。
具体实施方式
实施例1
一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，按重量份计由以下成分制成：橡胶基础材料120、硅油3、填料30、交联剂1.2、润滑剂0.1、硫化剂2.5、增塑剂0.2、炭黑1、功能助剂1.4；
所述功能助剂制备方法为：将0.12mol邻苯三酚溶于异戊醇中，在氮气保护下加入0.12mol氢氧化钠加热搅拌，当温度升至氢氧化钠与邻苯三酚反应生成白色悬浮物时，再将0.04mol二氯乙基醚16min内滴入，然后搅拌2小时，冷却至55℃，然后再加入0.12mol氢氧化钠加热搅拌，同时然后再加入0.06mol二氯乙基醚，搅拌2小时，然后过滤去除固体物，得到滤液，将滤液在减压下蒸去溶剂，洗涤抽滤，旋转蒸发得到所需功能助剂。
进一步的，所述橡胶基础材料为丁苯橡胶。
进一步的，所述硅油为甲基硅油。
进一步的，所述填料为活化绢云母粉；所述活化绢云母粉制备方法为：将绢云母粉在350℃下煅烧15min，然后自然冷却至室温，再向绢云母粉中添加其质量5%的无水乙醇，搅拌均匀后，进行研磨1.5小时，然后进行干燥，过800目，再超声分散到去离子水中，以1200r/min转速搅拌2小时，静置15min，制得绢云母粉悬浮浆液，再添加绢云母粉质量0.2%的氢氧化钠、0.21%的丙烯酸，加热至70℃，搅拌2小时，然后进行离心分离，采用去离子水洗涤至中性，然后在真空干燥至恒重，即得。
进一步的，所述交联剂为天冬酰胺。
进一步的，所述润滑剂为橡胶润滑剂BR-1。
进一步的，所述硫化剂由硫磺与微硅粉按3:1质量比例混合而成。
进一步的，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯中的任一种。
进一步的，所述加热搅拌具体为加热至80℃，以500r/min转速搅拌。
实施例2
一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，按重量份计由以下成分制成：橡胶基础材料120、硅油5、填料50、交联剂1.5、润滑剂0.3、硫化剂2.8、增塑剂0.5、炭黑3、功能助剂1.8；
所述功能助剂制备方法为：将0.12mol邻苯三酚溶于异戊醇中，在氮气保护下加入0.12mol氢氧化钠加热搅拌，当温度升至氢氧化钠与邻苯三酚反应生成白色悬浮物时，再将0.04mol二氯乙基醚16min内滴入，然后搅拌2小时，冷却至55℃，然后再加入0.12mol氢氧化钠加热搅拌，同时然后再加入0.06mol二氯乙基醚，搅拌2小时，然后过滤去除固体物，得到滤液，将滤液在减压下蒸去溶剂，洗涤抽滤，旋转蒸发得到所需功能助剂。
进一步的，所述橡胶基础材料为丁苯橡胶。
进一步的，所述硅油为甲基硅油。
进一步的，所述填料为活化绢云母粉；所述活化绢云母粉制备方法为：将绢云母粉在350℃下煅烧15min，然后自然冷却至室温，再向绢云母粉中添加其质量5%的无水乙醇，搅拌均匀后，进行研磨1.5小时，然后进行干燥，过800目，再超声分散到去离子水中，以1200r/min转速搅拌2小时，静置15min，制得绢云母粉悬浮浆液，再添加绢云母粉质量0.2%的氢氧化钠、0.21%的丙烯酸，加热至70℃，搅拌2小时，然后进行离心分离，采用去离子水洗涤至中性，然后在真空干燥至恒重，即得。
进一步的，所述交联剂为天冬酰胺。
进一步的，所述润滑剂为橡胶润滑剂BR-1。
进一步的，所述硫化剂由硫磺与微硅粉按3:1质量比例混合而成。
进一步的，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯中的任一种。
进一步的，所述加热搅拌具体为加热至90℃，以500r/min转速搅拌。
实施例3
一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，按重量份计由以下成分制成：橡胶基础材料120、硅油4、填料40、交联剂1.3、润滑剂0.2、硫化剂2.6、增塑剂0.4、炭黑2、功能助剂1.5；
所述功能助剂制备方法为：将0.12mol邻苯三酚溶于异戊醇中，在氮气保护下加入0.12mol氢氧化钠加热搅拌，当温度升至氢氧化钠与邻苯三酚反应生成白色悬浮物时，再将0.04mol二氯乙基醚16min内滴入，然后搅拌2小时，冷却至55℃，然后再加入0.12mol氢氧化钠加热搅拌，同时然后再加入0.06mol二氯乙基醚，搅拌2小时，然后过滤去除固体物，得到滤液，将滤液在减压下蒸去溶剂，洗涤抽滤，旋转蒸发得到所需功能助剂。
进一步的，所述橡胶基础材料为丁苯橡胶。
进一步的，所述硅油为甲基硅油。
进一步的，所述填料为活化绢云母粉；所述活化绢云母粉制备方法为：将绢云母粉在350℃下煅烧15min，然后自然冷却至室温，再向绢云母粉中添加其质量5%的无水乙醇，搅拌均匀后，进行研磨1.5小时，然后进行干燥，过800目，再超声分散到去离子水中，以1200r/min转速搅拌2小时，静置15min，制得绢云母粉悬浮浆液，再添加绢云母粉质量0.2%的氢氧化钠、0.21%的丙烯酸，加热至70℃，搅拌2小时，然后进行离心分离，采用去离子水洗涤至中性，然后在真空干燥至恒重，即得。
进一步的，所述交联剂为天冬酰胺。
进一步的，所述润滑剂为橡胶润滑剂BR-1。
进一步的，所述硫化剂由硫磺与微硅粉按3:1质量比例混合而成。
进一步的，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯中的任一种。
进一步的，所述加热搅拌具体为加热至82℃，以500r/min转速搅拌。
对比例1：与实施例1区别仅在于改善型铸造型壳中不添加本发明制备的功能助剂。
对比例2：与实施例1区别仅在于将功能助剂替换为普通的防老剂MB。
对比例3：与实施例1区别仅在于将填料替换为普通未处理绢云母粉。
试验
对现有技术中丁苯橡胶密封件性能测定如下：
表1
按实施例与对比例方法进行制备橡胶密封件，对比：
表2
| 硬度（邵A），度 | 拉伸强度,MPa | 扯断伸长率,% | |
| 实施例1 | 64 | 21.8 | 700 |
| 实施例2 | 64 | 21.5 | 700 |
| 实施例3 | 64 | 21.3 | 700 |
| 对比例1 | 60 | 18.8 | 610 |
| 对比例2 | 61 | 19.4 | 550 |
| 对比例3 | 61 | 19.0 | 580 |
由表2可以看出，本发明制备的橡胶密封件物理性能优越，本发明制备的功能助剂能够显著提高橡胶密封件的物理性能；
对实施例与对比例密封件进行75℃×24h热空气老化试验
表3
| 伸长率，% | 强度变化，% | 曲挠试验次数（万次） | |
| 实施例1 | -1.5 | -0.13 | 80不龟裂 |
| 实施例2 | -1.6 | -0.12 | 80不龟裂 |
| 实施例3 | -1.5 | -0.15 | 80不龟裂 |
| 对比例1 | -10.2 | -4.61 | 50不龟裂 |
| 对比例2 | -1.7 | -0.13 | 70不龟裂 |
| 对比例3 | -2.8 | -0.56 | 70不龟裂 |
由表2可以看出，本发明制备的橡胶密封件耐热老化性能优异，尤其是制备的功能助剂具有显著的促进作用，能够媲美现有防老剂防老作用。
Claims (9)
1.一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：橡胶基础材料120、硅油3-5、填料30-50、交联剂1.2-1.5、润滑剂0.1-0.3、硫化剂2.5-2.8、增塑剂0.2-0.5、炭黑1-3、功能助剂1.4-1.8；
所述功能助剂制备方法为：将0.12mol邻苯三酚溶于异戊醇中，在氮气保护下加入0.12mol氢氧化钠加热搅拌，当温度升至氢氧化钠与邻苯三酚反应生成白色悬浮物时，再将0.04mol二氯乙基醚16min内滴入，然后搅拌2小时，冷却至55℃，然后再加入0.12mol氢氧化钠加热搅拌，同时然后再加入0.06mol二氯乙基醚，搅拌2小时，然后过滤去除固体物，得到滤液，将滤液在减压下蒸去溶剂，洗涤抽滤，旋转蒸发得到所需功能助剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，其特征在于，所述橡胶基础材料为丁苯橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，其特征在于，所述硅油为甲基硅油。
4.根据权利要求1所述的一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，其特征在于，所述填料为活化绢云母粉；所述活化绢云母粉制备方法为：将绢云母粉在350℃下煅烧15min，然后自然冷却至室温，再向绢云母粉中添加其质量5%的无水乙醇，搅拌均匀后，进行研磨1.5小时，然后进行干燥，过800目，再超声分散到去离子水中，以1200r/min转速搅拌2小时，静置15min，制得绢云母粉悬浮浆液，再添加绢云母粉质量0.2%的氢氧化钠、0.21%的丙烯酸，加热至70℃，搅拌2小时，然后进行离心分离，采用去离子水洗涤至中性，然后在真空干燥至恒重，即得。
5.根据权利要求1所述的一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，其特征在于，所述交联剂为天冬酰胺。
6.根据权利要求1所述的一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，其特征在于，所述润滑剂为橡胶润滑剂BR-1。
7.根据权利要求1所述的一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，其特征在于，所述硫化剂由硫磺与微硅粉按3:1质量比例混合而成。
8.根据权利要求1所述的一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，其特征在于，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯中的任一种。
9.根据权利要求1所述的一种具有良好耐老化性能的橡胶密封件，其特征在于，所述加热搅拌具体为加热至80-90℃，以500r/min转速搅拌。
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|---|---|---|---|---|
| CN109503905A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-22 | 无锡市兰翔胶业有限公司 | 一种高润滑性橡胶圈 |
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