CN109337377A - 一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，所述抗老化橡胶密封圈材料由以下质量份数的原料制备而成：氟硅橡胶80～90份、丙烯酸酯橡胶15～20份、氯丁橡胶10～15份、聚氨酯橡胶10～15份、聚己内酯8～12份、填料12～20份、纳米二氧化硅5～8份、石英纤维6～10份、复合防老剂3～8份、硫化剂2～5份；所述抗老化橡胶密封圈材料的制备方法包括以下步骤：原材料的称取、原材料的预处理、预混料的制备、混炼胶的制备、硫化成型、修边处理。本发明中的密封圈加入了环保聚己内酯，聚己内酯与聚氨酯橡胶发生交联，形成的网状结构更紧密，并且使得材料具有一定的自修复功能，同时加入了纳米二氧化硅、石英纤维增强了密封圈材料的耐压变性能以及抗老化性能，提高了密封圈的使用寿命。

Description

一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及密封圈技术领域，尤其是一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法。
背景技术
密封圈是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界灰尘或水份等杂质侵入机器设备内部的零部件的材料或者零件，密封圈一般会在一定的压力和温度条件下工作，不同结构以及不同材质的密封圈在不同条件下的密封效果也不同，然而一旦密封圈的密封失效，将会直接影响设备的使用。目前，由于橡胶密封圈的抗老化性能较差，会缩短密封圈的使用时长，同时老化的密封圈会发生与金属粘结、力学性能变差、热稳定性急剧下降的现象，因此需要一种抗老化的橡胶密封圈材料及其制备方法。
发明内容
为了解决现有技术中橡胶密封圈的抗老化性能差，老化的密封圈易与金属件粘结、力学性能变差、热稳定性降低等问题，本发明提供一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，所述抗老化橡胶密封圈材料由以下质量份数的原料制备而成：
所述抗老化橡胶密封圈材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，原材料的称取：按照上述质量份数进行各原料组分的称量；
步骤二，原材料的预处理：将聚氨酯橡胶在开炼机上进行塑炼，当塑炼胶料厚度达到0.6～1.2mm后均匀加入聚己内酯，在65～85℃下混炼均匀，得到胶料待用；
步骤三，预混料的制备：先将氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯丁橡胶以及步骤二中所得的胶料在混炼机上混炼均匀，混炼温度为110～120℃，然后加入填料、纳米二氧化硅、石英纤维继续混炼15～30min，得到预混料；
步骤四，混炼胶的制备：向步骤三所得的预混料中加入复合防老剂，混炼2～3min，再加入硫化剂，再混炼40～50s，得到混炼胶，其中所述混炼温度为100～110℃；
步骤五，硫化成型：将步骤四所得混炼胶加入到硫化设备的模具内，硫化，其中硫化温度为188～193℃，硫化时间为6～10min，硫化压力10.5～11.5MPa；
步骤六，修边处理：将步骤五所得的橡胶密封圈经传送带输送至修边机处，经检测合格后，进行修边处理，即得到成品抗老化橡胶密封圈。
上述的一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，所述填料为白炭黑、碳酸钙和硅藻土的混合物。
上述的一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，所述纳米二氧化硅的粒径为40～100nm。
上述的一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，所述石英纤维的长度在1mm以内，石英纤维的丝径为8～15um。
上述的一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，所述复合防老剂为防老剂MB、防老剂4010、防老剂DNP、防老剂AP中的两种或两种以上的混合物。
上述的一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，所述硫化剂为过氧化二异丙苯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物，所述过氧化二异丙苯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为2:1～4:1。
本发明防滑高弹型硅胶垫片采用的上述技术方案与现有技术相比，具有以下有益性效果：
1.橡胶密封圈材料中加入了环保的聚己内酯，聚己内酯可与聚氨酯橡胶发生交联，形成的网状结构更紧密，并且使材料具有一定的自修复功能；
2.橡胶密封圈材料中加入了纳米二氧化硅、石英纤维增强了密封圈材料的耐压变性能以及抗老化性能，提高了密封圈的使用寿命；
3.制备方法科学合理，易于实施，可进行工业化的规模性生产。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
【实施例1】
一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，所述抗老化橡胶密封圈材料由以下质量份数的原料制备而成：
所述抗老化橡胶密封圈材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，原材料的称取：按照上述质量份数进行各原料组分的称量；
步骤二，原材料的预处理：将聚氨酯橡胶在开炼机上进行塑炼，当塑炼胶料厚度达到0.6mm后均匀加入聚己内酯，在65℃下混炼均匀，得到胶料待用；
步骤三，预混料的制备：先将氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯丁橡胶以及步骤二中所得的胶料在混炼机上混炼均匀，混炼温度为110℃，然后加入填料、纳米二氧化硅、石英纤维继续混炼30min，得到预混料；
步骤四，混炼胶的制备：向步骤三所得的预混料中加入复合防老剂，混炼2min，再加入硫化剂，再混炼40s，得到混炼胶，其中所述混炼温度为100℃；
步骤五，硫化成型：将步骤四所得混炼胶加入到硫化设备的模具内，硫化，其中硫化温度为188℃，硫化时间为10min，硫化压力11.5MPa；
步骤六，修边处理：将步骤五所得的橡胶密封圈经传送带输送至修边机处，经检测合格后，进行修边处理，即得到成品抗老化橡胶密封圈。
进一步的，所述填料为白炭黑、碳酸钙和硅藻土的混合物。
进一步的，所述纳米二氧化硅的粒径为40nm；所述石英纤维的长度在1mm以内，石英纤维的丝径为9um。
进一步的，所述复合防老剂为防老剂MB、防老剂4010、防老剂DNP的混合物。
进一步的，所述硫化剂为过氧化二异丙苯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物，所述过氧化二异丙苯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为2:1。
【实施例2】
一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，所述抗老化橡胶密封圈材料由以下质量份数的原料制备而成：
所述抗老化橡胶密封圈材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，原材料的称取：按照上述质量份数进行各原料组分的称量；
步骤二，原材料的预处理：将聚氨酯橡胶在开炼机上进行塑炼，当塑炼胶料厚度达到0.8mm后均匀加入聚己内酯，在75℃下混炼均匀，得到胶料待用；
步骤三，预混料的制备：先将氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯丁橡胶以及步骤二中所得的胶料在混炼机上混炼均匀，混炼温度为115℃，然后加入填料、纳米二氧化硅、石英纤维继续混炼20min，得到预混料；
步骤四，混炼胶的制备：向步骤三所得的预混料中加入复合防老剂，混炼3min，再加入硫化剂，再混炼45s，得到混炼胶，其中所述混炼温度为105℃；
步骤五，硫化成型：将步骤四所得混炼胶加入到硫化设备的模具内，硫化，其中硫化温度为190℃，硫化时间为8min，硫化压力11MPa；
步骤六，修边处理：将步骤五所得的橡胶密封圈经传送带输送至修边机处，经检测合格后，进行修边处理，即得到成品抗老化橡胶密封圈。
进一步的，所述填料为白炭黑、碳酸钙和硅藻土的混合物。
进一步的，所述纳米二氧化硅的粒径为80nm；所述石英纤维的长度在1mm以内，石英纤维的丝径为10um。
进一步的，所述复合防老剂为防老剂MB、防老剂DNP、防老剂AP的混合物。
进一步的，所述硫化剂为过氧化二异丙苯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物，所述过氧化二异丙苯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为3:1。
【实施例3】
一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，所述抗老化橡胶密封圈材料由以下质量份数的原料制备而成：
所述抗老化橡胶密封圈材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，原材料的称取：按照上述质量份数进行各原料组分的称量；
步骤二，原材料的预处理：将聚氨酯橡胶在开炼机上进行塑炼，当塑炼胶料厚度达到1.2mm后均匀加入聚己内酯，在85℃下混炼均匀，得到胶料待用；
步骤三，预混料的制备：先将氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯丁橡胶以及步骤二中所得的胶料在混炼机上混炼均匀，混炼温度为120℃，然后加入填料、纳米二氧化硅、石英纤维继续混炼15min，得到预混料；
步骤四，混炼胶的制备：向步骤三所得的预混料中加入复合防老剂，混炼3min，再加入硫化剂，再混炼50s，得到混炼胶，其中所述混炼温度为100℃；
步骤五，硫化成型：将步骤四所得混炼胶加入到硫化设备的模具内，硫化，其中硫化温度为193℃，硫化时间为6min，硫化压力11.5MPa；
步骤六，修边处理：将步骤五所得的橡胶密封圈经传送带输送至修边机处，经检测合格后，进行修边处理，即得到成品抗老化橡胶密封圈。
进一步的，所述填料为白炭黑、碳酸钙和硅藻土的混合物。
进一步的，所述纳米二氧化硅的粒径为100nm，所述石英纤维的长度在1mm以内，石英纤维的丝径为12um。
进一步的，所述复合防老剂为防老剂DNP、防老剂AP的混合物。
进一步的，所述硫化剂为过氧化二异丙苯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物，所述过氧化二异丙苯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为4:1。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，其特征在于：所述抗老化橡胶密封圈材料由以下质量份数的原料制备而成：
所述抗老化橡胶密封圈材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，原材料的称取：按照上述质量份数进行各原料组分的称量；
步骤二，原材料的预处理：将聚氨酯橡胶在开炼机上进行塑炼，当塑炼胶料厚度达到0.6～1.2mm后均匀加入聚己内酯，在65～85℃下混炼均匀，得到胶料待用；
步骤三，预混料的制备：先将氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯丁橡胶以及步骤二中所得的胶料在混炼机上混炼均匀，混炼温度为110～120℃，然后加入填料、纳米二氧化硅、石英纤维继续混炼15～30min，得到预混料；
步骤四，混炼胶的制备：向步骤三所得的预混料中加入复合防老剂，混炼2～3min，再加入硫化剂，再混炼40～50s，得到混炼胶，其中所述混炼温度为100～110℃；
步骤五，硫化成型：将步骤四所得混炼胶加入到硫化设备的模具内，硫化，其中硫化温度为188～193℃，硫化时间为6～10min，硫化压力10.5～11.5MPa；
步骤六，修边处理：将步骤五所得的橡胶密封圈经传送带输送至修边机处，经检测合格后，进行修边处理，即得到成品抗老化橡胶密封圈。
2.根据权利要求1所述的一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，其特征在于，所述填料为白炭黑、碳酸钙和硅藻土的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为40～100nm。
4.根据权利要求1所述的一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，其特征在于，所述复合防老剂为防老剂MB、防老剂4010、防老剂DNP、防老剂AP中的两种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，其特征在于，所述硫化剂为过氧化二异丙苯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物，所述过氧化二异丙苯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为2:1～4:1。
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