CN107698880A - 一种耐高温密封件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温密封件及其制备方法，涉及密封件技术领域，包括密封件，所述密封件的化学成分及质量百分比含量包括：硬脂酸2.6‑3.3%，炭黑4.6‑5.0%，四丙氟橡胶2.2‑3.2%，辅助填料1.3‑2.1%，氧化镁0.6‑1.0%，润滑剂3.7‑3.9%，耐热添加剂1.7‑2.0%，交联剂2.4‑2.6%，硫醇基甲基苯并咪唑锌盐0.4‑0.6%，余量为三元乙丙生胶。

Description

一种耐高温密封件及其制备方法
技术领域
本发明涉及密封件技术领域，特别是涉及一种耐高温密封件及其制备方法。
背景技术
橡胶密封件是密封装置中的一类通用的基础元件，在我们日常生活和机械化生产中得到了广泛的运用。由于在机械化生产的过程中，难免会遇到密封件长期在油液、高温等恶劣环境中工作，这样就势必要求有高质量的密封件。在现有的橡胶密封件中，大多数密封件不具有耐高温性能，对于橡胶这种粘弹性材料来说，如果不具有耐高温性能，在高温下密封件会产生形变或者被永久压缩，密封件无法恢复到原本状态，故其对耐高温性能的苛刻程度不言而喻。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是大多数的密封件不具有耐高温性能，不能满足现代化生产的需要，克服现有技术的缺点，提供一种耐高温密封件及其制备方法。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种耐高温密封件，包括密封件，所述密封件的化学成分及质量百分比含量包括：硬脂酸2.6-3.3％，炭黑4.6-5.0％，四丙氟橡胶2.2-3.2％，辅助填料1.3-2.1％，氧化镁0.6-1.0％，润滑剂3.7-3.9％，耐热添加剂1.7-2.0％，交联剂2.4-2.6％，硫醇基甲基苯并咪唑锌盐0.4-0.6％，余量为三元乙丙生胶。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，所述辅助填料为粒径6μm的Al2O3、粒径1μm的ZnO和粒径3μm的AlN的混合物。
前所述的一种耐高温密封件，所述炭黑为热裂解炭黑、高耐磨炭黑和半补强炭黑的混合物。
前所述的一种耐高温密封件，所述润滑剂为硬脂酸正丁酯或氧化聚乙烯酯。
前所述的一种耐高温密封件，所述耐热添加剂为纳米级CeO2、SnO2和Fe2O3。
一种耐高温密封件的制备方法，包括以下步骤：
a、生胶入辊：先将辊距调到最小到0.2-0.35mm，按配方量加入三元乙丙生胶，薄通5遍以上，包辊后，辊距适当调宽至1-1.5mm，保证胶料有一定的堆积；
b、母炼胶混炼：将步骤a制得的塑练胶料置于密炼机中塑炼45～55秒，然后加入硬脂酸，混炼35～45秒，加入四丙氟橡胶和炭黑密炼77～89秒后升栓95～110秒，将炭黑吃尽，混炼温度达到140～145℃时排胶，母炼胶的停放一段时间；
c、将停放后的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后，按照比例加入硫醇基甲基苯并咪唑锌盐、氧化镁、润滑剂和交联剂，等配合剂全部混入母炼胶后开刀翻炼15～20min，再依次加入辅助填料和耐热添加剂，加料完毕后开刀翻炼20～30min，将胶料打三个三角包和两个卷后出片；
e、将步骤c混炼胶成型后填入模具，得到密封件成品。
前所述的制备方法，步骤e中，在将混炼胶成型后填入模具后，在硫化机上保持温度170～178℃，持续12～15min，得到一段硫化产品，再降温至125～135℃，持续115～125min二段硫化，最终得到橡胶密封件成品。
前所述的制备方法，步骤b中，母炼胶的停放时间大于15小时。本发明的有益效果是：
(1)本发明采用了高饱和度的三元乙丙生胶为基体、硫醇基甲基苯并咪唑锌盐的硫化体系以及氧化镁，使得本发明的三元乙丙橡胶材料具有耐高温、耐过热冷却液浸泡以及优异的低压缩永久变形性能，而本发明中的炭黑为热裂解炭黑、高耐磨炭黑和半补强炭黑的混合物，保证了胶料的高强度性能，用本发明橡胶配方制备的橡胶具有良好的耐高温、耐油性能，在高温以及使用含有多种成分添加剂的燃料的环境下仍然保持良好的弹性且不变软。
(2)本发明中添加的硬脂酸和三元乙丙生胶可以形成乙烯一丙烯酸橡胶胶料，乙烯一丙烯酸橡胶胶料能在从一54℃到217℃温度范围内具有优越的物理机械性能,能够在具有耐高温性能的同时，具有一定的耐低温性能，以及一定的扯断强度、伸长率、耐压缩变形、耐腐蚀、耐撕裂、耐臭氧和耐天候老化性能，使密封件更加稳定，且乙烯一丙烯酸橡胶胶料不同于其他的密封件材料一样,没有必要在橡胶中加入二硫化铂、短棉纤维等来降低磨擦和增加耐磨性，其本身有着极强的耐摩擦性能，可以提高密封件的使用寿命。
(3)本发明中添加的辅助填料为粒径6μm的Al2O3、粒径1μm的ZnO和平均粒径3μm的AlN的混合物，由于橡胶密封件内部存在较多空隙，在高温状态下，密封件内部会产生一定的膨胀，空隙会变大，从而影响密封件的密封效果，而添加的辅助填料受温度的影响较小，且会填充在密封件内部的空隙内，使密封件即使在高温下也具有较好的密封效果；
(4)本发明中添加的润滑剂为硬脂酸正丁酯或氧化聚乙烯酯，可以提高密封件的润滑度，减缓因剧烈摩擦而升温的程度，添加的耐热添加剂可以抑制密封件内部温度的升高，使密封件整体较稳定。
具体实施方式
实施例1：一种耐高温密封件，包括密封件，密封件的化学成分及质量百分比含量包括：硬脂酸2.6-3.3％，炭黑4.6-5.0％，四丙氟橡胶2.2-3.2％，辅助填料1.3-2.1％，氧化镁0.6-1.0％，润滑剂3.7-3.9％，耐热添加剂1.7-2.0％，交联剂2.4-2.6％，硫醇基甲基苯并咪唑锌盐0.4-0.6％，余量为三元乙丙生胶。
其中，辅助填料为粒径6μm的Al2O3、粒径1μm的ZnO和粒径3μm的AlN的混合物，炭黑为热裂解炭黑、高耐磨炭黑和半补强炭黑的混合物。
润滑剂为硬脂酸正丁酯或氧化聚乙烯酯，耐热添加剂为纳米级CeO2、SnO2和Fe2O3。
一种耐高温密封件的制备方法，包括以下步骤：
a、生胶入辊：先将辊距调到最小到0.2-0.35mm，按配方量加入三元乙丙生胶，薄通5遍以上，包辊后，辊距适当调宽至1-1.5mm，保证胶料有一定的堆积；
b、母炼胶混炼：将步骤a制得的塑练胶料置于密炼机中塑炼45～55秒，然后加入硬脂酸，混炼35～45秒，加入四丙氟橡胶和炭黑密炼77～89秒后升栓95～110秒，将炭黑吃尽，混炼温度达到140～145℃时排胶，母炼胶的停放一段时间，母炼胶的停放时间大于15小时。c、将停放后的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后，按照比例加入硫醇基甲基苯并咪唑锌盐、氧化镁、润滑剂和交联剂，等配合剂全部混入母炼胶后开刀翻炼15～20min，再依次加入辅助填料和耐热添加剂，加料完毕后开刀翻炼20～30min，将胶料打三个三角包和两个卷后出片；
e、将步骤c混炼胶成型后填入模具，在硫化机上保持温度170～178℃，持续12～15min，得到一段硫化产品，再降温至125～135℃，持续115～125min二段硫化，得到密封件成品。
实施例2：一种耐高温密封件，包括密封件，密封件的化学成分及质量百分比含量包括：硬脂酸2.6-3.3％，炭黑4.6-5.0％，四丙氟橡胶2.2-3.2％，辅助填料1.3-2.1％，氧化镁0.6-1.0％，润滑剂3.7-3.9％，耐热添加剂1.7-2.0％，交联剂2.4-2.6％，硫醇基甲基苯并咪唑锌盐0.4-0.6％，余量为三元乙丙生胶。
其中，辅助填料为粒径6μm的Al2O3、粒径1μm的ZnO和粒径3μm的AlN的混合物，炭黑为热裂解炭黑、高耐磨炭黑和半补强炭黑的混合物。
润滑剂为硬脂酸正丁酯或氧化聚乙烯酯，耐热添加剂为纳米级CeO2、SnO2和Fe2O3。
一种耐高温密封件的制备方法，包括以下步骤：
a、生胶入辊：先将辊距调到最小到0.2-0.35mm，按配方量加入三元乙丙生胶，薄通5遍以上，包辊后，辊距适当调宽至1-1.5mm，保证胶料有一定的堆积；
b、母炼胶混炼：将步骤a制得的塑练胶料置于密炼机中塑炼45～55秒，然后加入硬脂酸，混炼35～45秒，加入四丙氟橡胶和炭黑密炼77～89秒后升栓95～110秒，将炭黑吃尽，混炼温度达到140～145℃时排胶，母炼胶的停放一段时间，母炼胶的停放时间大于15小时。c、将停放后的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后，按照比例加入硫醇基甲基苯并咪唑锌盐、氧化镁、润滑剂和交联剂，等配合剂全部混入母炼胶后开刀翻炼15～20min，再依次加入辅助填料和耐热添加剂，加料完毕后开刀翻炼20～30min，将胶料打三个三角包和两个卷后出片；
e、将步骤c混炼胶成型后填入模具，在硫化机上保持温度170～178℃，持续12～15min，得到一段硫化产品，再降温至125～135℃，持续115～125min二段硫化，得到密封件成品。
实施例3：一种耐高温密封件，包括密封件，密封件的化学成分及质量百分比含量包括：硬脂酸2.6-3.3％，炭黑4.6-5.0％，四丙氟橡胶2.2-3.2％，辅助填料1.3-2.1％，氧化镁0.6-1.0％，润滑剂3.7-3.9％，耐热添加剂1.7-2.0％，交联剂2.4-2.6％，硫醇基甲基苯并咪唑锌盐0.4-0.6％，余量为三元乙丙生胶。
其中，辅助填料为粒径6μm的Al2O3、粒径1μm的ZnO和粒径3μm的AlN的混合物，炭黑为热裂解炭黑、高耐磨炭黑和半补强炭黑的混合物。
润滑剂为硬脂酸正丁酯或氧化聚乙烯酯，耐热添加剂为纳米级CeO2、SnO2和Fe2O3。
一种耐高温密封件的制备方法，包括以下步骤：
a、生胶入辊：先将辊距调到最小到0.2-0.35mm，按配方量加入三元乙丙生胶，薄通5遍以上，包辊后，辊距适当调宽至1-1.5mm，保证胶料有一定的堆积；
b、母炼胶混炼：将步骤a制得的塑练胶料置于密炼机中塑炼45～55秒，然后加入硬脂酸，混炼35～45秒，加入四丙氟橡胶和炭黑密炼77～89秒后升栓95～110秒，将炭黑吃尽，混炼温度达到140～145℃时排胶，母炼胶的停放一段时间，母炼胶的停放时间大于15小时。
c、将停放后的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后，按照比例加入硫醇基甲基苯并咪唑锌盐、氧化镁、润滑剂和交联剂，等配合剂全部混入母炼胶后开刀翻炼15～20min，再依次加入辅助填料和耐热添加剂，加料完毕后开刀翻炼20～30min，将胶料打三个三角包和两个卷后出片；
e、将步骤c混炼胶成型后填入模具，在硫化机上保持温度170～178℃，持续12～15min，得到一段硫化产品，再降温至125～135℃，持续115～125min二段硫化，得到密封件成品。
试验结果如下：
对比例：对比例为宁波骏驰密封材料有限公司生产的密封件；
将实施例1-实施例3与对比例进行使用对比试验，各项性能按照国家标准进行测定，试验条件与其他实验材料均相同，测试结果如表1所示：
表1
由表1中可知，在不同温度下测试密封件的弹性程度，实施例1-3中的密封件在高温下也能表现出优良的弹性，即密封件的结构基本未被破坏，具有耐高温特性，而在相同的温度下较对比例的弹性来看，实施例1-3中的密封件耐高温程度明显提升，由在不同温度下测试的空气透气性可知，实施例1-3中的密封件的透气性较对比例低，即实施例1-3中密封件内部的结构基本未发生形变，受高温的影响较小，即使在高温下也可以具有较温度的密封效果，表1中的质量变化率为测试密封件的耐磨损程度，即在相同的条件下分别对实施例1-3和对比例中的密封件进行摩擦，由质量变化率可知，实施例1-3中密封件的质量变化率较对比例小，可预测出实施例1-3中的密封件的耐摩擦效果较好。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐高温密封件，其特征在于：包括密封件，所述密封件的化学成分及质量百分比含量包括：硬脂酸2.6-3.3%，炭黑4.6-5.0%，四丙氟橡胶2.2-3.2%，辅助填料1.3-2.1%，氧化镁0.6-1.0%，润滑剂3.7-3.9%，耐热添加剂1.7-2.0%，交联剂2.4-2.6%，硫醇基甲基苯并咪唑锌盐0.4-0.6%，余量为三元乙丙生胶。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温密封件，其特征在于：所述辅助填料为粒径6µm的Al2O3、粒径1µm的ZnO和粒径3µm的AlN的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温密封件，其特征在于：所述炭黑为热裂解炭黑、高耐磨炭黑和半补强炭黑的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温密封件，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸正丁酯或氧化聚乙烯酯。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温密封件，其特征在于：所述耐热添加剂为纳米级CeO2、SnO2和Fe2O3。
6.一种如权利要求1-5所述的耐高温密封件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、生胶入辊：先将辊距调到最小到0.2-0.35mm，按配方量加入三元乙丙生胶，薄通5遍以上，包辊后，辊距适当调宽至1-1.5mm，保证胶料有一定的堆积；
b、母炼胶混炼：将步骤a制得的塑练胶料置于密炼机中塑炼45～55秒，然后加入硬脂酸，混炼35～45秒，加入四丙氟橡胶和炭黑密炼77～89秒后升栓95～110秒，将炭黑吃尽，混炼温度达到140～145℃时排胶，母炼胶的停放一段时间；
c、将停放后的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后，按照比例加入硫醇基甲基苯并咪唑锌盐、氧化镁、润滑剂和交联剂，等配合剂全部混入母炼胶后开刀翻炼15～20min，再依次加入辅助填料和耐热添加剂，加料完毕后开刀翻炼20～30min，将胶料打三个三角包和两个卷后出片；
e、将步骤c混炼胶成型后填入模具，得到密封件成品。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤e中，在将混炼胶成型后填入模具后，在硫化机上保持温度170～178℃，持续12～15min，得到一段硫化产品，再降温至125～135℃，持续115～125min二段硫化，最终得到橡胶密封件成品。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤b中，母炼胶的停放时间大于15小时。
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