CN109306090A - 一种耐油杀菌密封圈及其制备方法 - Google Patents

一种耐油杀菌密封圈及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐油杀菌密封圈及其制备方法。该密封圈包括以下按重量份数计的组分：丁腈橡胶100份、纳米碳2‑8份、钢纤维10‑18份、甘油脂肪酸酯8‑18份、环氧脂肪酸钙10‑16份、壳聚糖1‑7份、改性活性氧化锌1‑4份、高耐磨炭黑20‑40份、氮化硅5‑12份、硬质酸钠6‑14份、过氧化二异丙苯5‑18份、聚乙二醇10‑20份、硫酸镁1‑8份、蓖麻油1‑5份、五硼酸铵3‑8份、促进剂1‑3份、抗氧化剂1‑3份、稀土复合稳定剂1‑3份；所述改性活性氧化锌由活性氧化锌、多巴胺溶液和玻璃微珠混合而成。本发明耐油杀菌密封圈的硬度高，拉伸强度大，抗老化效果好，且本发明密封圈的抗菌抑菌效果好。

Description

一种耐油杀菌密封圈及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶复合材料加工领域，具体涉及一种耐油杀菌密封圈及其制备方法。
背景技术
密封圈分为O 型、三角型、矩型、D 型、橄榄型等。密封圈是由一个或几个零件组成的环形罩，固定在轴承的一个套圈或垫圈上，并与另一套圈
或垫圈接触或形成窄的迷宫间隙，防止润滑油漏出及外物侵入。现有技术中耐油密封圈的上述性能还没有达到很好的使用要求，需要进一步改进。丁腈橡胶是密封圈的常用材料，但是一般的丁腈橡胶就无法满足要求，只能选择耐温性能更好的丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、氢化丁腈橡胶等，但是这些橡胶的价格是丁腈橡胶的数倍。因此需要研发一种耐油杀菌等综合性能优良的丁腈橡胶满足人们使用。
申请号201610739081.6公开了一种耐热耐油橡胶密封圈及其制备方法。制备方法如下：（1）按重量份比例称取各原料，将丁腈橡胶、氧化锌、硬酸酯、硫磺、四硫化双五亚甲基秋兰姆、二甲基二硫代氨基甲酸锌、聚羟基异丙基对苯二胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氯化喹啉聚合物、硅烷偶联剂SG-Si996、偏苯三酸酯、海因环氧树脂、双马来酰亚胺改性环氧树脂、固化剂704投入密炼机中密炼；（2）将密炼好的胶料投入开炼机，然后按重量份比例加入炭黑、降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂、醇酸树脂下混炼成型；（3）将成型后的橡胶料放入到硫化设备中的模具内，进行硫化处理；（4）进行修边、检验、包装、入库。本发明的密封圈耐油，耐高温性能优异。虽然该密封圈耐热耐油性能强，但强度有待提高，压变高，不利于作为阀门使用。
申请号2015105220591公开了一种高强力低压变耐油阀门密封圈，组份和质量份数为：丁腈橡胶100份；高耐磨炭黑50-70份；半补强炭黑10-30份；酯类增塑剂5-15份；防老剂TMQ 1-2份；活性氧化锌3-5份；硬脂酸0-0.5份；古马隆3-5份；硫化剂1-3份；噻唑类促进剂1-2份；三烯丙基异氰脲酸酯1-3份；采用本发明的阀门密封圈，可以获得最佳的材料性能，硬度75±5，拉伸强度≥21.0MPa，伸长率处于200-350％之间，耐热性能长期达到100℃，压缩永久变形＜10％；相比于现有技术，本发明提供的密封圈的强力高、压变低、耐油性能好，能更好的满足耐油阀门密封圈耐油性、密封性的要求。虽然这能满足阀门对密封圈的要求，但用于食品级的餐具中，该密封圈的抗菌性有待进一步提高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐油杀菌密封圈及其制备方法，该密封圈力学性能强，高压高温下形变率低，且杀菌抑菌效果好，适合用于厨房用品的密封阀使用。
一种耐油杀菌密封圈，包括以下按重量份数计的组分：丁腈橡胶100份、纳米碳2-8份、钢纤维10-18份、甘油脂肪酸酯8-18份、环氧脂肪酸钙10-16份、壳聚糖1-7份、改性活性氧化锌1-4份、高耐磨炭黑20-40份、氮化硅5-12份、硬质酸钠6-14份、过氧化二异丙苯5-18份、聚乙二醇10-20份、硫酸镁1-8份、蓖麻油1-5份、五硼酸铵3-8份、促进剂1-3份、抗氧化剂1-3份、稀土复合稳定剂1-3份；所述改性活性氧化锌由活性氧化锌、多巴胺溶液和玻璃微珠混合而成。
作为改进的是，上述耐油杀菌密封圈，包括以下按重量份数计的组分：丁腈橡胶100份、纳米碳6份、钢纤维15份、甘油脂肪酸酯10份、环氧脂肪酸钙14份、壳聚糖5份、改性活性氧化锌3份、高耐磨炭黑30份、氮化硅8份、硬质酸钠12份、过氧化二异丙苯10份、聚乙二醇18份、硫酸镁7份、蓖麻油4份、五硼酸铵6份、促进剂2份、抗氧化剂2份、稀土复合稳定剂1份。
作为改进的是，所述改性活性氧化锌中活性氧化锌、多巴胺溶液和玻璃微珠的摩尔比为10-18:1：3-5。
作为改进的是，所述玻璃微珠的粒径为10-15μm。
上述耐油杀菌密封圈的制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取各组分；步骤2，将丁腈橡胶、纳米碳、钢纤维、环氧脂肪酸钙、改性活性氧化锌、氮化硅、硬质酸钠、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、硫酸镁、五硼酸铵混合，投入密炼机中真空环境下密炼20-30分钟得混合物A；步骤3，将混合物A转入开炼机中，再加入促进剂、抗氧化剂、稀土复合稳定剂、甘油脂肪酸酯、高耐磨炭黑、蓖麻油、壳聚糖，混炼成型；步骤4，将成型后的橡胶放入模具中进行硫化处理，最后修边、验收，包装，即得。
作为改进的是，步骤2中真空环境下密炼的温度为50-68℃。
作为改进的是，步骤4中硫化处理的温度为120-130℃，硫化时间为2-3分钟。
有益效果：
本发明耐油杀菌密封圈的硬度高，拉伸强度大，耐热性能长期使用温度达到110℃，抗老化效果好，且本发明密封圈的抗菌抑菌效果好，相比较现有产品而言，其性能有所改善，从而能更好地满足阀门密封系统的要求，延长阀门密封的使用寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
一种耐油杀菌密封圈，包括以下按重量份数计的组分：丁腈橡胶100份、纳米碳2-8份、钢纤维10-18份、甘油脂肪酸酯8-18份、环氧脂肪酸钙10-16份、壳聚糖1-7份、改性活性氧化锌1-4份、高耐磨炭黑20-40份、氮化硅5-12份、硬质酸钠6-14份、过氧化二异丙苯5-18份、聚乙二醇10-20份、硫酸镁1-8份、蓖麻油1-5份、五硼酸铵3-8份、促进剂1-3份、抗氧化剂1-3份、稀土复合稳定剂1-3份；所述改性活性氧化锌由活性氧化锌、多巴胺溶液和玻璃微珠混合而成，粒径为10μm。
其中，所述改性活性氧化锌中活性氧化锌、多巴胺溶液和玻璃微珠的摩尔比为10:1：3。
上述耐油杀菌密封圈的制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取各组分；步骤2，将丁腈橡胶、纳米碳、钢纤维、环氧脂肪酸钙、改性活性氧化锌、氮化硅、硬质酸钠、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、硫酸镁、五硼酸铵混合，投入密炼机中真空环境下50℃下密炼20分钟得混合物A；步骤3，将混合物A转入开炼机中，再加入促进剂、抗氧化剂、稀土复合稳定剂、甘油脂肪酸酯、高耐磨炭黑、蓖麻油、壳聚糖，混炼成型；步骤4，将成型后的橡胶放入模具中进行120℃下硫化处理2分钟，最后修边、验收，包装，即得。
对密封圈进行测试，邵氏硬度为70.5HA，拉伸强度为28MPa，拉伸伸长率380.5%，120℃下，老化70小时后，硬度减少了8HA，伸长率缩小了15.2%，杀菌率为92.5%，抑菌时间长达12小时。
实施例2
一种耐油杀菌密封圈，包括以下按重量份数计的组分：
丁腈橡胶100份、纳米碳6份、钢纤维15份、甘油脂肪酸酯10份、环氧脂肪酸钙14份、壳聚糖5份、改性活性氧化锌3份、高耐磨炭黑30份、氮化硅8份、硬质酸钠12份、过氧化二异丙苯10份、聚乙二醇18份、硫酸镁7份、蓖麻油4份、五硼酸铵6份、促进剂2份、抗氧化剂2份、稀土复合稳定剂1份。
其中，所述改性活性氧化锌中活性氧化锌、多巴胺溶液和玻璃微珠的摩尔比为15:1：4，玻璃微珠的粒径为13μm。
上述耐油杀菌密封圈的制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取各组分；步骤2，将丁腈橡胶、纳米碳、钢纤维、环氧脂肪酸钙、改性活性氧化锌、氮化硅、硬质酸钠、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、硫酸镁、五硼酸铵混合，投入密炼机中真空环境下55℃下密炼25分钟得混合物A；步骤3，将混合物A转入开炼机中，再加入促进剂、抗氧化剂、稀土复合稳定剂、甘油脂肪酸酯、高耐磨炭黑、蓖麻油、壳聚糖，混炼成型；步骤4，将成型后的橡胶放入模具中进行128℃硫化处理3分钟，最后修边、验收，包装，即得。
对密封圈进行测试，邵氏硬度为78.5HA，拉伸强度为32MPa，拉伸伸长率393.5%，120℃下，老化70小时后，硬度减少了5HA，伸长率缩小了12.5%，杀菌率为95.5%，抑菌时间长达13小时。
实施例3
一种耐油杀菌密封圈，包括以下按重量份数计的组分：丁腈橡胶100份、纳米碳8份、钢纤维8份、甘油脂肪酸酯8-18份、环氧脂肪酸钙10-16份、壳聚糖7份、改性活性氧化锌4份、高耐磨炭黑40份、氮化硅12份、硬质酸钠14份、过氧化二异丙苯18份、聚乙二醇20份、硫酸镁8份、蓖麻油1-5份、五硼酸铵8份、促进剂3份、抗氧化剂3份、稀土复合稳定剂3份；所述改性活性氧化锌由活性氧化锌、多巴胺溶液和玻璃微珠混合而成。
其中，所述改性活性氧化锌中活性氧化锌、多巴胺溶液和玻璃微珠的摩尔比为18:1： 5；
玻璃微珠的粒径为15μm。
上述耐油杀菌密封圈的制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取各组分；步骤2，将丁腈橡胶、纳米碳、钢纤维、环氧脂肪酸钙、改性活性氧化锌、氮化硅、硬质酸钠、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、硫酸镁、五硼酸铵混合，投入密炼机中真空环境下68℃下密炼30分钟得混合物A；步骤3，将混合物A转入开炼机中，再加入促进剂、抗氧化剂、稀土复合稳定剂、甘油脂肪酸酯、高耐磨炭黑、蓖麻油、壳聚糖，混炼成型；步骤4，将成型后的橡胶放入模具中进行130℃下硫化处理3分钟，最后修边、验收，包装，即得。
对密封圈进行测试，邵氏硬度为72.8HA，拉伸强度为25MPa，拉伸伸长率388.0%，120℃下，老化70小时后，硬度减少了10HA，伸长率缩小了19.7%，杀菌率为90.5%，抑菌时间长达10小时。
对比例1
除不含改性活性氧化锌更改为活性氧化锌外，其余同实施例2。
对密封圈进行测试，邵氏硬度为65.5HA，拉伸强度为21MPa，拉伸伸长率358.5%，120℃下，老化70小时后，硬度减少了22HA，伸长率缩小了28.2%，杀菌率为80.5%，抑菌时间长达8小时。
从上述结果中可以看出，本发明密封圈的密封效果好，耐油性强，力学性能好，杀菌抑菌效果强，尤其适合作为食物烹饪的工具使用。另外，通过玻璃微珠对活性氧化锌改性处理后，提高了所得密封圈的力学性能，具有良好的应用前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种耐油杀菌密封圈，其特征在于，包括以下按重量份数计的组分：丁腈橡胶100份、纳米碳2-8份、钢纤维10-18份、甘油脂肪酸酯8-18份、环氧脂肪酸钙10-16份、壳聚糖1-7份、改性活性氧化锌1-4份、高耐磨炭黑20-40份、氮化硅5-12份、硬质酸钠6-14份、过氧化二异丙苯5-18份、聚乙二醇10-20份、硫酸镁1-8份、蓖麻油1-5份、五硼酸铵3-8份、促进剂1-3份、抗氧化剂1-3份、稀土复合稳定剂1-3份；所述改性活性氧化锌由活性氧化锌、多巴胺溶液和玻璃微珠混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种耐油杀菌密封圈，其特征在于，包括以下按重量份数计的组分：丁腈橡胶100份、纳米碳6份、钢纤维15份、甘油脂肪酸酯10份、环氧脂肪酸钙14份、壳聚糖5份、改性活性氧化锌3份、高耐磨炭黑30份、氮化硅8份、硬质酸钠12份、过氧化二异丙苯10份、聚乙二醇18份、硫酸镁7份、蓖麻油4份、五硼酸铵6份、促进剂2份、抗氧化剂2份、稀土复合稳定剂1份。
3.根据权利要求1所述的一种耐油杀菌密封圈，其特征在于，所述改性活性氧化锌中活性氧化锌、多巴胺溶液和玻璃微珠的摩尔比为10-18:1：3-5。
4.根据权利要求1所述的一种耐油杀菌密封圈，其特征在于，所述玻璃微珠的粒径为10-15μm。
5.基于权利要求1所述的一种耐油杀菌密封圈的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，称取各组分；步骤2，将丁腈橡胶、纳米碳、钢纤维、环氧脂肪酸钙、改性活性氧化锌、氮化硅、硬质酸钠、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、硫酸镁、五硼酸铵混合，投入密炼机中真空环境下密炼20-30分钟得混合物A；步骤3，将混合物A转入开炼机中，再加入促进剂、抗氧化剂、稀土复合稳定剂、甘油脂肪酸酯、高耐磨炭黑、蓖麻油、壳聚糖，混炼成型；步骤4，将成型后的橡胶放入模具中进行硫化处理，最后修边、验收，包装，即得。
6.根据权利要求5所述的一种耐油杀菌密封圈的制备方法，其特征在于，步骤2中真空环境下密炼的温度为50-68℃。
7.根据权利要求5所述的一种耐油杀菌密封圈的制备方法，其特征在于，步骤4中硫化处理的温度为120-130℃，硫化时间为2-3分钟。
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Application publication date: 20190205