CN108757213A - 一种汽车发动机用o型密封圈 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车发动机用O型密封圈，所述O型密封圈上设置有矩形凹槽，所述O型密封圈的主体结构设置为中空密封圈，所述中空密封圈内层设置有软金属网，所述软金属网内层设置有塑料泡沫层，所述塑料泡沫层的内层设置有金属支撑芯，所述中空密封圈上开设有缓冲孔，本发明提供的汽车发动机用O型密封圈，操作简单，成本低廉，制得的O型密封圈各项力学性能优异，并且耐腐蚀性能优异，极大地提升了密封件的品质；其中，本发明提供的添加剂4‑戊基苯硼酸可增加橡胶母料之间的相容性，蛛丝蛋白、磷酸脒基脲提升高分子之间作用力的强度，提升网状分子结构的稳定性，进而有效的提升了密封圈的各项力学性能。

Description

一种汽车发动机用O型密封圈
技术领域
本发明涉及密封件制备技术领域，具体涉及一种汽车发动机用O型密封圈。
背景技术
橡胶密封圈是由一个或几个零件组成的环形罩，固定在间隙内形成窄的迷宫间隙或者弹性的阻隔，起到阻隔和密封作用。有的是为了实现液密封，有的则是为了实现气密封，液密封的场合又以油的密封较为复杂。例如在车发动机上的汽缸、活塞等部件上使用的橡胶密封圈，其不仅要实现阻隔密封作用，同时因为所密封的介质都是燃油或者润滑油，所以橡胶密封圈还必须耐油，有的还需要耐高温，才能够保证使用寿命。
而现有技术中的耐油橡胶密封圈主要是氟橡胶系的产品，因其橡胶原料本身含有惰性的氟元素，所以耐燃油性较好。但氟橡胶的成本较高，例如氟橡胶混炼胶价格高达每公斤150元。
橡塑合金是一种以丁腈橡胶为主要基材，加入部分聚氯乙烯进行有效改性的材料，从对高分子材料研究角度来看，通过聚氯乙烯(PVC)大分子对丁腈橡胶(NBR)长链上双键的封闭，赋予橡塑合金一系列优越的特性：1、具有优良的耐天侯老化和抗臭氧化作用，显著地提高了丁腈橡胶的耐热老化性能；2、保留了丁腈橡胶优良的耐油性能，而且具有优良耐溶剂和化学腐蚀性能。但是橡塑合金的加工工艺性能较差，这也给橡胶合金的广泛使用和推广，带来了一定的困难。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种力学性能和加工工艺性能更好的汽车发动机用O型密封圈。
为实现本发明目的，采用的技术方案是：一种汽车发动机用O型密封圈，所述O型密封圈上设置有矩形凹槽，所述O型密封圈的主体结构设置为中空密封圈，所述中空密封圈内层设置有软金属网，所述软金属网内层设置有塑料泡沫层，所述塑料泡沫层的内层设置有金属支撑芯，所述中空密封圈上开设有缓冲孔；
所述缓冲孔在O型密封圈内部设置为环状的圆管结构，缓冲孔的壁面材质与金属支撑芯的材质相同；
所述O型密封圈具体包括以下重量份数的组成成分：废旧橡胶30～45份、橡塑合金15～21份、天然橡胶30～40份、蛛丝蛋白6～15份、4-戊基苯硼酸5～9份、磷酸脒基脲3～7份、硬脂酸3～4份、硬脂酸锌1～2份、纳米活性炭2～4份、防护剂1～1.5份、壳聚糖2～6份、纳米氮化硅0.8～1.3份、改性纳米铜纤维0.3～0.5份、防老剂0.1～0.3份、促进剂0.1～0.2份和硫化剂1.3～2.5份。
优选的，所述O型密封圈的制备方法具体包括以下步骤：
1).密炼：将废旧橡胶、橡胶合金和天然橡胶先投入到密炼机内部加热至融化，加入4-戊基苯硼酸、磷酸脒基脲、硬脂酸、硬脂酸锌、纳米活性炭、防护剂、壳聚糖、纳米氮化硅和防老剂进行混炼20～30min，再降温至150～180℃，加入蛛丝蛋白进行搅拌均匀后加入改性纳米铜纤维，继续以300～500r/min的转速进行搅拌1～2h；
2).开炼：趁热将步骤1得到的物料转入到开炼机内部薄通混匀后进行开炼，开炼30～45min后将温度冷却至40～80℃后进行固化，固化时间控制为1～1.5h，固化后并停放2～3h；
3).注压：搭建密封圈模具内部的缓冲孔、软金属网和金属支撑芯，再将融化好的塑料泡沫浇注到软金属网和金属支撑芯之间的空隙内部，将冷却固化的橡胶转入到橡胶注压机内，加入促进剂和硫化剂，进行注压成型并压出矩形凹槽，注压成型后转入到真空器内部进行真空急速冷却至0～15℃，再对成型后的密封圈进行修边、研磨后制得成品。
优选的，所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤1中密炼在120～130℃下进行排胶。
优选的，所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤2中开炼薄通次数为10～15次。
优选的，所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤2中开炼混炼时前辊温度为150～155℃，后辊温度为160～165℃。
优选的，所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤3中注压成型时，模具的温度设置为165～175℃，硫化时间为4～6min。
本发明的有益效果为：本发明提供的汽车发动机用O型密封圈，操作简单，成本低廉，制得的O型密封圈各项力学性能优异，并且耐腐蚀性能优异，极大地提升了密封件的品质；其中，本发明提供的添加剂4-戊基苯硼酸可增加橡胶母料之间的相容性，蛛丝蛋白、磷酸脒基脲提升高分子之间作用力的强度，提升网状分子结构的稳定性，进而有效的提升了密封圈的各项力学性能。
附图说明
图1是本发明汽车发动机用O型密封圈的O型密封圈俯视结构示意图。
图2是本发明汽车发动机用O型密封圈的O型密封圈剖视结构示意图。
图中：1、O型密封圈；2、矩形凹槽；3、中空密封圈；4、塑料泡沫层；5、缓冲孔；6、软金属网；7、金属支撑芯。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参照图1-2所示，本发明采用的技术方案为：一种汽车发动机用O型密封圈，所述O型密封圈1上设置有矩形凹槽2，所述O型密封圈1的主体结构设置为中空密封圈3，所述中空密封圈3内层设置有软金属网6，所述软金属网6内层设置有塑料泡沫层4，所述塑料泡沫层4的内层设置有金属支撑芯7，所述中空密封圈3上开设有缓冲孔5；
所述缓冲孔5在O型密封圈1内部设置为环状的圆管结构，缓冲孔5的壁面材质与金属支撑芯7的材质相同；
所述O型密封圈1具体包括以下重量份数的组成成分：废旧橡胶45份、橡塑合金21份、天然橡胶40份、蛛丝蛋白15份、4-戊基苯硼酸9份、磷酸脒基脲7份、硬脂酸4份、硬脂酸锌2份、纳米活性炭4份、防护剂1.5份、壳聚糖6份、纳米氮化硅1.3份、改性纳米铜纤维0.5份、防老剂0.3份、促进剂0.2份和硫化剂2.5份。
实施例2
请参照图1-2所示，本发明采用的技术方案为：一种汽车发动机用O型密封圈，所述O型密封圈1上设置有矩形凹槽2，所述O型密封圈1的主体结构设置为中空密封圈3，所述中空密封圈3内层设置有软金属网6，所述软金属网6内层设置有塑料泡沫层4，所述塑料泡沫层4的内层设置有金属支撑芯7，所述中空密封圈3上开设有缓冲孔5；
所述缓冲孔5在O型密封圈1内部设置为环状的圆管结构，缓冲孔5的壁面材质与金属支撑芯7的材质相同；
所述O型密封圈1具体包括以下重量份数的组成成分：废旧橡胶30份、橡塑合金15份、天然橡胶30份、蛛丝蛋白6份、4-戊基苯硼酸5份、磷酸脒基脲3份、硬脂酸3份、硬脂酸锌1份、纳米活性炭2份、防护剂1份、壳聚糖2份、纳米氮化硅0.8份、改性纳米铜纤维0.3份、防老剂0.1份、促进剂0.1份和硫化剂1.3份。
实施例3
请参照图1-2所示，本发明采用的技术方案为：一种汽车发动机用O型密封圈，所述O型密封圈1上设置有矩形凹槽2，所述O型密封圈1的主体结构设置为中空密封圈3，所述中空密封圈3内层设置有软金属网6，所述软金属网6内层设置有塑料泡沫层4，所述塑料泡沫层4的内层设置有金属支撑芯7，所述中空密封圈3上开设有缓冲孔5；
所述缓冲孔5在O型密封圈1内部设置为环状的圆管结构，缓冲孔5的壁面材质与金属支撑芯7的材质相同；
所述O型密封圈1具体包括以下重量份数的组成成分：废旧橡胶45份、橡塑合金15份、天然橡胶40份、蛛丝蛋白6份、4-戊基苯硼酸9份、磷酸脒基脲3份、硬脂酸4份、硬脂酸锌1份、纳米活性炭4份、防护剂1份、壳聚糖6份、纳米氮化硅0.8份、改性纳米铜纤维0.5份、防老剂0.1份、促进剂0.2份和硫化剂1.3份。
实施例4
请参照图1-2所示，本发明采用的技术方案为：一种汽车发动机用O型密封圈，所述O型密封圈1上设置有矩形凹槽2，所述O型密封圈1的主体结构设置为中空密封圈3，所述中空密封圈3内层设置有软金属网6，所述软金属网6内层设置有塑料泡沫层4，所述塑料泡沫层4的内层设置有金属支撑芯7，所述中空密封圈3上开设有缓冲孔5；
所述缓冲孔5在O型密封圈1内部设置为环状的圆管结构，缓冲孔5的壁面材质与金属支撑芯7的材质相同；
所述O型密封圈1具体包括以下重量份数的组成成分：废旧橡胶30份、橡塑合金21份、天然橡胶30份、蛛丝蛋白15份、4-戊基苯硼酸5份、磷酸脒基脲7份、硬脂酸3份、硬脂酸锌2份、纳米活性炭2份、防护剂1.5份、壳聚糖2份、纳米氮化硅1.3份、改性纳米铜纤维0.3份、防老剂0.3份、促进剂0.1份和硫化剂2.5份。
一种汽车发动机用O型密封圈，所述O型密封圈的制备方法具体包括以下步骤：
1).密炼：将废旧橡胶、橡胶合金和天然橡胶先投入到密炼机内部加热至融化，加入4-戊基苯硼酸、磷酸脒基脲、硬脂酸、硬脂酸锌、纳米活性炭、防护剂、壳聚糖、纳米氮化硅和防老剂进行混炼30min，再降温至160℃，加入蛛丝蛋白进行搅拌均匀后加入改性纳米铜纤维，继续以400r/min的转速进行搅拌1.5h；
2).开炼：趁热将步骤1得到的物料转入到开炼机内部薄通混匀后进行开炼，开炼45min后将温度冷却至70℃后进行固化，固化时间控制为1.5h，固化后并停放2.5h；
3).注压：搭建密封圈模具内部的缓冲孔5、软金属网6和金属支撑芯7，再将融化好的塑料泡沫浇注到软金属网6和金属支撑芯7之间的空隙内部，将冷却固化的橡胶转入到橡胶注压机内，加入促进剂和硫化剂，进行注压成型并压出矩形凹槽，注压成型后转入到真空器内部进行真空急速冷却至10℃，再对成型后的密封圈进行修边、研磨后制得成品。
进一步地，所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤1中密炼在130℃下进行排胶。
进一步地，所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤2中开炼薄通次数为10次。
进一步地，所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤2中开炼混炼时前辊温度为155℃，后辊温度为165℃。
进一步地，所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤3中注压成型时，模具的温度设置为165℃，硫化时间为6min。
在本发明中，本发明提供的汽车发动机用O型密封圈，操作简单，成本低廉，制得的O型密封圈各项力学性能优异，并且耐腐蚀性能优异，极大地提升了密封件的品质；其中，本发明提供的添加剂4-戊基苯硼酸可增加橡胶母料之间的相容性，蛛丝蛋白、磷酸脒基脲提升高分子之间作用力的强度，提升网状分子结构的稳定性，进而有效的提升了密封圈的各项力学性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种汽车发动机用O型密封圈，其特征在于：所述O型密封圈(1)上设置有矩形凹槽(2)，所述O型密封圈(1)的主体结构设置为中空密封圈(3)，所述中空密封圈(3)内层设置有软金属网(6)，所述软金属网(6)内层设置有塑料泡沫层(4)，所述塑料泡沫层(4)的内层设置有金属支撑芯(7)，所述中空密封圈(3)上开设有缓冲孔(5)；
所述缓冲孔(5)在O型密封圈(1)内部设置为环状的圆管结构，缓冲孔(5)的壁面材质与金属支撑芯(7)的材质相同；
所述O型密封圈(1)具体包括以下重量份数的组成成分：废旧橡胶30～45份、橡塑合金15～21份、天然橡胶30～40份、蛛丝蛋白6～15份、4-戊基苯硼酸5～9份、磷酸脒基脲3～7份、硬脂酸3～4份、硬脂酸锌1～2份、纳米活性炭2～4份、防护剂1～1.5份、壳聚糖2～6份、纳米氮化硅0.8～1.3份、改性纳米铜纤维0.3～0.5份、防老剂0.1～0.3份、促进剂0.1～0.2份和硫化剂1.3～2.5份。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机用O型密封圈，其特征在于：所述O型密封圈(1)的制备方法具体包括以下步骤：
1).密炼：将废旧橡胶、橡胶合金和天然橡胶先投入到密炼机内部加热至融化，加入4-戊基苯硼酸、磷酸脒基脲、硬脂酸、硬脂酸锌、纳米活性炭、防护剂、壳聚糖、纳米氮化硅和防老剂进行混炼20～30min，再降温至150～180℃，加入蛛丝蛋白进行搅拌均匀后加入改性纳米铜纤维，继续以300～500r/min的转速进行搅拌1～2h；
2).开炼：趁热将步骤1得到的物料转入到开炼机内部薄通混匀后进行开炼，开炼30～45min后将温度冷却至40～80℃后进行固化，固化时间控制为1～1.5h，固化后并停放2～3h；
3).注压：搭建密封圈模具内部的缓冲孔(5)、软金属网(6)和金属支撑芯(7)，再将融化好的塑料泡沫浇注到软金属网(6)和金属支撑芯(7)之间的空隙内部，将冷却固化的橡胶转入到橡胶注压机内，加入促进剂和硫化剂，进行注压成型并压出矩形凹槽，注压成型后转入到真空器内部进行真空急速冷却至0～15℃，再对成型后的密封圈进行修边、研磨后制得成品。
3.根据权利要求2所述的一种汽车发动机用O型密封圈，其特征在于：所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤1中密炼在120～130℃下进行排胶。
4.根据权利要求2所述的一种汽车发动机用O型密封圈，其特征在于：所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤2中开炼薄通次数为10～15次。
5.根据权利要求2所述的一种汽车发动机用O型密封圈，其特征在于：所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤2中开炼混炼时前辊温度为150～155℃，后辊温度为160～165℃。
6.根据权利要求2所述的一种汽车发动机用O型密封圈，其特征在于：所述汽车发动机用O型密封圈的制备方法步骤3中注压成型时，模具的温度设置为165～175℃，硫化时间为4～6min。
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