CN108299695A - 一种军用密封垫圈及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种军用密封垫圈及其制备方法，包括以下重量份数的组分：芳纶纤维5‑15份、玻璃纤维5‑15份、丁腈橡胶15‑25份、炭黑5‑10份、辅料35‑70份，辅料包括以下重量份数的组分：天然橡胶10份、硫化活化剂4份、防老剂5份、硫磺2份、硬脂酸3份、氧化锌6份、促进剂5份、碳酸钙7份、滑石粉3份、RFL（间苯二酚‑甲醛‑胶乳）6份、有机硅烷偶联剂3份、环氧树脂1份。本发明的密封垫圈抗拉伸强度高且尺寸稳定性好，压缩回弹率高，具有优异的耐高温及耐磨损性能，可有效减少军用设备中密封垫圈的更换频率。

Description

一种军用密封垫圈及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶制品领域，具体的涉及一种军用密封垫圈及其制备方法。
背景技术
密封垫圈是指以天然橡胶及合成橡胶为主要原料生产的各种胶垫产品，密封垫圈是军用武器及军用装备十分重要的配套产品，密封垫圈作为一种橡胶制品，主要应用于各军用设备上的器件之间，起到密封以及减少设备上的器件磨损的作用，军用橡胶垫圈对产品质量要求较高，现有技术中，军用橡胶垫圈多存在抗拉伸能力差、尺寸稳定性差、压缩回弹率低耐高温及耐磨损性差等缺陷，需频繁进行更换，提高了设备维修及保养频率，且耗费了大量人力物力。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种军用密封垫圈及其制备方法，该方案的密封垫圈抗拉伸强度高且尺寸稳定性好，压缩回弹率高，具有优异的耐高温及耐磨损性能，可有效减少军用设备中密封垫圈的更换频率。
为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：一种军用密封垫圈，包括以下重量份数的组分：芳纶纤维5-15份、玻璃纤维5-15份、丁腈橡胶15-25份、炭黑5-10份、辅料35-70份。
本发明的技术方案还包括，军用密封垫圈包括以下重量份数的组分，芳纶纤维10份、玻璃纤维10份、丁腈橡胶20份、炭黑7.5份、辅料52.5份。
本发明的技术方案还包括，所述辅料包括以下重量份数的组分：天然橡胶10份、硫化活化剂4份、防老剂5份、硫磺2份、硬脂酸3份、氧化锌6份、促进剂5份、碳酸钙7份、滑石粉3份、RFL(间苯二酚-甲醛-胶乳)6份、有机硅烷偶联剂3份、环氧树脂1份。
作为优选，所述防老剂包括防老剂DNP和防老剂CMA，防老剂DNP和防老剂CMA的重量比为1:2。
作为优选，所述芳纶纤维和玻璃纤维的直径均为3-10um，芳纶纤维和玻璃纤维的长度均为2-8mm。
本发明的目的之二是提供一种军用密封垫圈的制备方法，包括以下步骤：
(1)纤维预处理
将芳纶纤维和玻璃纤维混合后，同RFL(间苯二酚-甲醛-胶乳)加入搅拌机并均匀搅拌，搅拌完成后得到预处理纤维；
(2)生胶塑炼
将丁腈橡胶切块后投入密炼机内塑炼，塑炼温度为120-140℃，塑炼完成后静置20-24h，得到塑炼胶；
(3)混炼
将预处理纤维、塑炼胶、投入开炼机，调节前辊温度为45-55℃，后辊温度为35-45℃，之后加入炭黑、天然橡胶、防老剂、氧化锌、促进剂、碳酸钙、滑石粉、有机硅烷偶联剂和环氧树脂，混炼2-4h，得到混炼胶，静置20-24h备用；
(4)硫化
将冷却后的混炼胶、硫化活化剂、硫磺和硬脂酸投入硫化罐，控制硫化罐内气压为0.1-0.3MPa，硫化温度为150-170℃，硫化结束后得到硫化胶；
(5)成型
将冷却后的硫化胶投入挤出机，通过挤出、成型工艺得到密封垫圈；
作为优选，所述开炼机的辊距为6mm，前辊的温度为52℃，后辊的温度为41℃，辊速为20r/min。
本发明的有益效果是：本发明的目的是提供一种抗拉伸强度高、压缩回弹率高且具有优异耐磨损及耐高温性能的军用密封垫圈，为取得上述技术效果，本发明以玻璃纤维及苏伦纤维为密封垫圈原料对其主要橡胶组分进行改性，首先，玻璃纤维是一种无机硅酸盐纤维，具有较高的抗拉强度及弹性模量，同时具有优异的抗腐蚀性能，尺寸稳定性突出，苏伦纤维是一种芳香族聚酰胺纤维，具有很高的抗拉伸强度及尺寸稳定性，作为一种有机纤维，与橡胶基体结合性好，以玻璃纤维和苏伦纤维的掺入可有效提高密封垫圈的抗拉伸强度及耐高温性能；其次，玻璃纤维及苏伦纤维在密封垫圈中相互搭接形成纤维骨架，可有效提高密封垫圈的尺寸稳定性及耐磨损性能；再次，密封垫圈在制备时首先将两种纤维的表面做预处理，目的是提高玻璃纤维及苏伦纤维与橡胶基体及其他原料的结合力，进而提高密封垫圈的力学性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1
一种军用密封垫圈，包括以下重量份数的组分：芳纶纤维10份、玻璃纤维10份、丁腈橡胶20份、炭黑7.5份、辅料55份。
辅料包括以下重量份数的组分：天然橡胶10份、硫化活化剂4份、防老剂5份、硫磺2份、硬脂酸3份、氧化锌6份、促进剂5份、碳酸钙7份、滑石粉3份、RFL(间苯二酚-甲醛-胶乳)6份、有机硅烷偶联剂3份、环氧树脂1份。
防老剂包括防老剂DNP和防老剂CMA，防老剂DNP和防老剂CMA的重量比为1:2。
芳纶纤维和玻璃纤维的直径均为5um，芳纶纤维和玻璃纤维的长度均为3mm。
一种军用密封垫圈的制备方法，包括以下步骤：
(1)纤维预处理
将芳纶纤维和玻璃纤维混合后，同RFL(间苯二酚-甲醛-胶乳)加入搅拌机并均匀搅拌，搅拌完成后，取出两种纤维，得到预处理纤维；
(2)生胶塑炼
将丁腈橡胶切块后投入密炼机内塑炼，塑炼温度为130℃，塑炼完成后静置24h，得到塑炼胶；
(3)混炼
将预处理纤维、塑炼胶、投入开炼机，调节前辊温度为52℃，后辊温度为41℃，辊距为6mm，辊速为20r/min，之后加入炭黑、天然橡胶、防老剂、氧化锌、促进剂、碳酸钙、滑石粉、有机硅烷偶联剂和环氧树脂，混炼3h，得到混炼胶，静置24h备用；
(4)硫化
将冷却后的混炼胶、硫化活化剂、硫磺和硬脂酸投入硫化罐，控制硫化罐内气压为0.2MPa，硫化温度为160℃，硫化结束后得到硫化胶；
(5)成型
将冷却后的硫化胶投入挤出机，通过挤出、成型工艺得到密封垫圈。
实施例2
一种军用密封垫圈，包括以下重量份数的组分：芳纶纤维5份、玻璃纤维15份、丁腈橡胶20份、炭黑7.5份、辅料55份。
辅料包括以下重量份数的组分：天然橡胶10份、硫化活化剂4份、防老剂5份、硫磺2份、硬脂酸3份、氧化锌6份、促进剂5份、碳酸钙7份、滑石粉3份、RFL(间苯二酚-甲醛-胶乳)6份、有机硅烷偶联剂3份、环氧树脂1份。
防老剂包括防老剂DNP和防老剂CMA，防老剂DNP和防老剂CMA的重量比为1:2。
芳纶纤维和玻璃纤维的直径均为5um，芳纶纤维和玻璃纤维的长度均为3mm。
一种军用密封垫圈的制备方法，包括以下步骤：
(1)纤维预处理
将芳纶纤维和玻璃纤维混合后，同RFL(间苯二酚-甲醛-胶乳)加入搅拌机并均匀搅拌，搅拌完成后，取出两种纤维，得到预处理纤维；
(2)生胶塑炼
将丁腈橡胶切块后投入密炼机内塑炼，塑炼温度为130℃，塑炼完成后静置24h，得到塑炼胶；
(3)混炼
将预处理纤维、塑炼胶、投入开炼机，调节前辊温度为52℃，后辊温度为41℃，辊距为6mm，辊速为20r/min，之后加入炭黑、天然橡胶、防老剂、氧化锌、促进剂、碳酸钙、滑石粉、有机硅烷偶联剂和环氧树脂，混炼3h，得到混炼胶，静置24h备用；
(4)硫化
将冷却后的混炼胶、硫化活化剂、硫磺和硬脂酸投入硫化罐，控制硫化罐内气压为0.2MPa，硫化温度为160℃，硫化结束后得到硫化胶；
(5)成型
将冷却后的硫化胶投入挤出机，通过挤出、成型工艺得到密封垫圈。
实施例3
一种军用密封垫圈，包括以下重量份数的组分：芳纶纤维5份、玻璃纤维10份、丁腈橡胶25份、炭黑7.5份、辅料55份。
辅料包括以下重量份数的组分：天然橡胶10份、硫化活化剂4份、防老剂5份、硫磺2份、硬脂酸3份、氧化锌6份、促进剂5份、碳酸钙7份、滑石粉3份、RFL(间苯二酚-甲醛-胶乳)6份、有机硅烷偶联剂3份、环氧树脂1份。
防老剂包括防老剂DNP和防老剂CMA，防老剂DNP和防老剂CMA的重量比为1:2。
芳纶纤维和玻璃纤维的直径均为5um，芳纶纤维和玻璃纤维的长度均为3mm。
一种军用密封垫圈的制备方法，包括以下步骤：
(1)纤维预处理
将芳纶纤维和玻璃纤维混合后，同RFL(间苯二酚-甲醛-胶乳)加入搅拌机并均匀搅拌，搅拌完成后，取出两种纤维，得到预处理纤维；
(2)生胶塑炼
将丁腈橡胶切块后投入密炼机内塑炼，塑炼温度为130℃，塑炼完成后静置24h，得到塑炼胶；
(3)混炼
将预处理纤维、塑炼胶、投入开炼机，调节前辊温度为52℃，后辊温度为41℃，辊距为6mm，辊速为20r/min，之后加入炭黑、天然橡胶、防老剂、氧化锌、促进剂、碳酸钙、滑石粉、有机硅烷偶联剂和环氧树脂，混炼3h，得到混炼胶，静置24h备用；
(4)硫化
将冷却后的混炼胶、硫化活化剂、硫磺和硬脂酸投入硫化罐，控制硫化罐内气压为0.2MPa，硫化温度为160℃，硫化结束后得到硫化胶；
(5)成型
将冷却后的硫化胶投入挤出机，通过挤出、成型工艺得到密封垫圈。
上述实施例制备的军用密封垫圈的性能测试如表1所示，其中：抗拉伸强度依据ASTM F152进行测试，压缩率、回弹率依据ASTM F36进行测试，密度依据DIN 3535/6进行测试，应力松弛率依据DIN 52913进行测试。
表1各实施例制备的密封垫圈的性能
空白样品为不掺假纤维而是用等量丁腈橡胶而制备的密封垫圈，由商标测试数据可知，本方案制备的军用密封垫圈抗拉伸强度高、压缩回弹率高且密封效果较好。
本发明的保护范围不仅限于上述实例，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种同原理的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种军用密封垫圈，其特征在于，包括以下重量份数的组分：芳纶纤维5-15份、玻璃纤维5-15份、丁腈橡胶15-25份、炭黑5-10份、辅料35-70份。
2.如权利要求1所述的军用密封垫圈，其特征在于，包括以下重量份数的组分，芳纶纤维10份、玻璃纤维10份、丁腈橡胶20份、炭黑7.5份、辅料52.5份。
3.如权利要求1所述的军用密封垫圈，其特征在于，所述辅料包括以下重量份数的组分：天然橡胶10份、硫化活化剂4份、防老剂5份、硫磺2份、硬脂酸3份、氧化锌6份、促进剂5份、碳酸钙7份、滑石粉3份、RFL（间苯二酚-甲醛-胶乳）6份、有机硅烷偶联剂3份、环氧树脂1份。
4.如权利要求3所述的军用橡胶垫圈，其特征在于：所述防老剂包括防老剂DNP和防老剂CMA，防老剂DNP和防老剂CMA的重量比为1:2。
5.如权利要求1所述的军用密封垫圈，其特征在于：所述芳纶纤维和玻璃纤维的直径均为3-10um，芳纶纤维和玻璃纤维的长度均为2-8mm。
6.一种如权利要求1所述的军用密封垫圈的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）纤维预处理
将芳纶纤维和玻璃纤维混合后，同RFL（间苯二酚-甲醛-胶乳）加入搅拌机并均匀搅拌，搅拌完成后得到预处理纤维；
（2）生胶塑炼
将丁腈橡胶切块后投入密炼机内塑炼，塑炼温度为120-140℃，塑炼完成后静置20-24h，得到塑炼胶；
（3）混炼
将预处理纤维、塑炼胶、投入开炼机，调节前辊温度为45-55℃，后辊温度为35-45℃，之后加入炭黑、天然橡胶、防老剂、氧化锌、促进剂、碳酸钙、滑石粉、有机硅烷偶联剂和环氧树脂，混炼2-4h，得到混炼胶，静置20-24h备用；
（4）硫化
将冷却后的混炼胶、硫化活化剂、硫磺和硬脂酸投入硫化罐，控制硫化罐内气压为0.1-0.3MPa，硫化温度为150-170℃，硫化结束后得到硫化胶；
（5）成型
将冷却后的硫化胶投入挤出机，通过挤出、成型工艺得到密封垫圈。
7.如权利要求6所述的军用密封垫圈的制备方法，其特征在于：所述开炼机的辊距为6mm，前辊的温度为52℃，后辊的温度为41℃，辊速为20r/min。
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