CN110951132B - 一种丁腈夹布橡胶密封圈及其制作方法 - Google Patents

一种丁腈夹布橡胶密封圈及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种丁腈夹布橡胶密封圈及其制作方法，涉及密封圈制作技术领域。其技术要点是：一种丁腈夹布橡胶密封圈，包括夹布层和丁腈橡胶胶浆，所述丁腈橡胶胶浆包括如下重量份数的组分：氢化丁腈橡胶：90‑110份；氧化锌：3‑8份；硬脂酸：0.2‑0.8份；填料：40‑60份；防老剂：0.1‑0.5份；硅烷偶联剂：1‑5份；硫化剂：5‑8份；间苯二酚：1‑3份；丙酮：150‑180份；乙酸乙酯：90‑180份；乙酸丁酯：45‑90份，通过采用上述配方和用量所得到的丁腈夹布橡胶密封圈具有抗高压性能好、耐磨性好的优点。

Description

一种丁腈夹布橡胶密封圈及其制作方法
技术领域
本发明涉及密封圈制作技术领域，更具体地说，它涉及一种丁腈夹布橡胶密封圈及其制作方法。
背景技术
V形密封圈的密封环常用材料有纯橡胶、夹布橡胶、塑料、皮革等。夹布橡胶结构可以切开装配，能承受较高的工作压力；纯橡胶结构不能切开装配，承压能力低。
丁腈夹布橡胶是制造V形组合密封圈的过程中应用最为普遍和广泛的材料，一般是由棉帆布浸渍丁腈橡胶胶浆，经溶剂挥发干燥制造而成。丁腈夹布橡胶经模压硫化获得单个V形密封圈。
申请号为“200710031582.X”的中国发明公开了一种氟橡胶夹布组合V形密封圈集及其制备方法，其具有良好的耐高温、耐高压即耐抗燃油液压液。而目前，丁腈夹布橡胶密封圈普遍还具有以下问题：1)硬度、刚性不足；2)耐磨性差。
因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种丁腈夹布橡胶密封圈，其具有抗高压性能好、耐磨性好的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种丁腈夹布橡胶密封圈，包括夹布层和丁腈橡胶胶浆，所述丁腈橡胶胶浆包括如下重量份数的组分：
氢化丁腈橡胶：90-110份；
氧化锌：3-8份；
硬脂酸：0.2-0.8份；
填料：40-60份；
防老剂：0.1-0.5份；
硅烷偶联剂：1-5份；
硫化剂：5-8份；
间苯二酚：1-3份；
丙酮：150-180份；
乙酸乙酯：90-180份；
乙酸丁酯：45-90份。
通过采用上述技术方案，通过加入填料来取代部分氢化丁腈橡胶，减少氢化丁腈橡胶的使用量，从而降低成本，且填料的加入可提高密封圈的硬度和密封强度；本发明采用乙酸乙酯和乙酸丁酯作为混合溶剂，采用一定比例混合使用，其溶解能力强，涂布过程中溶剂挥发速度适中，毒性较小，且采用最优的溶剂使用量，得到混炼胶与溶剂的合适用量比，浓度适中，使得其对夹布层充分润湿，提高硫化后制品的刚度和挺性。
进一步优选为，所述填料选自炭黑、白炭黑、滑石粉、硅酸钙和硅酸铝中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，填料的加入可大幅减少橡胶的使用量，从而增加硫化剂在橡胶中的有效含量，促进了橡胶的硫化，即减少成本，又可提升橡胶的硬度和拉断伸长率。
进一步优选为，所述填料采用白炭黑和硅酸铝的混合物。
通过采用上述技术方案，通过复合使用白炭黑与硅酸铝，两者与橡胶之间具有很强的相互作用，填料-橡胶的网络强度高，使得橡胶受到外力挤压时不易变形，从而具有很高的硬度，且在压缩环境工作下，混合填料橡胶在稳定之后，压缩环应力较大，密封效果好。
进一步优选为，所述硅烷偶联剂采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物或偶联剂A151。
通过采用上述技术方案，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物作为填料的偶联剂，能够保持硫化平衡以增加抗硫化返原性，使得橡胶具有良好的热老化性能，提高橡胶的耐磨性和耐压性等机械性能；硅烷偶联剂A151的分子式为CH2＝CHSi(OC2H5)3，兼有偶联剂和交联剂的作用，可改善填料在橡胶中的分散度，提高加工性能，制得橡胶密封圈获得良好的表面质量及机械性能。
进一步优选为，所述夹布层采用合成细帆布。
通过采用上述技术方案，夹布橡胶密封圈所用的夹布层一般情况下都会采用细棉帆布，其具有良好的机械性能和较高的粘结强度，但是细棉帆布的价格较高，导致夹布橡胶密封圈的制作成本较高，本发明采用合成细帆布来代替细棉帆布作为夹布层，可大大降低生产成本。
进一步优选为，所述合成细帆布采用细卡普隆布，所述细卡普隆布的表面密度为134g/m2,厚度为0.4-0.5mm。
通过采用上述技术方案，工业中已使用的合成布是用于生产大型橡胶工业制品(如运输船带)的，这些布的性能不能满足夹布橡胶密封圈用布的要求，本发明采用上述的细卡普隆布，其性能与生产夹布橡胶用的细棉帆布较为相近，经过测试，细卡普隆布的粘合强度为12.22N/cm，细帆布的粘合强度为12.20N/cm，得到的粘合强度基本相差无几，甚至细卡普隆的粘合强度还略优于细帆布的粘合强度。
本发明的目的二在于提供一种丁腈夹布橡胶密封圈的制备方法，采用该方法制备的丁腈夹布橡胶密封圈具有抗高压性能好、耐磨性好的优点。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种丁腈夹布橡胶密封圈的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氢化丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、填料、防老剂、硅烷偶联剂、硫化剂和间苯二酚混炼均匀，得到丁腈橡胶混炼胶；
(2)将丁腈橡胶混炼胶与丙酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯混合均匀，得到丁腈橡胶胶浆；
(3)将丁腈橡胶胶浆均匀涂覆于夹布层表面，干燥后得到丁腈夹布橡胶；
(4)将丁腈夹布橡胶经预成型后装入硫化模具中，于190-210℃下硫化10-30min，修剪飞边得到丁腈夹布橡胶密封圈。
进一步优选为，步骤(3)中，所述丁腈橡胶胶浆在夹布层上的附胶量为220-300g/m2。
通过采用上述技术方案，含胶量越高，硫化后夹布橡胶密封圈的硬度越低，伴随着硬度的降低，使用中所能承受的压力也随着下降，本发明采用最合适的附胶量，所得到的制品在高压下能够具有最好的硬度。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备出来的丁腈夹布橡胶密封圈，其中橡胶与夹布层之间的粘合强度较高，既延长了产品的使用寿命，也赋予产品更好的机械性能和耐候性能；
(2)本发明采用了最合适的两种填料以及其用量比，解决了胶浆制备时原料难溶解的问题，且得到的丁腈夹布橡胶密封圈具有更高的强度和硬度；
(3)本发明采用合成细帆布代替细棉帆布，具有更好的耐磨性、更高的强度，且制造成本大大降低。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。值得说明的是，其中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件下进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
其中，防老剂采用防老剂MB2，硫化剂采用硫化剂BIBP。
实施例1：一种丁腈夹布橡胶密封圈，包括夹布层和丁腈橡胶胶浆，丁腈橡胶胶浆中各组分及其相应的重量份数如表1所示，丁腈夹布橡胶密封圈通过如下步骤制备获得：
(1)将氢化丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、填料、防老剂、硅烷偶联剂、硫化剂和间苯二酚混炼均匀，得到丁腈橡胶混炼胶；
(2)将丁腈橡胶混炼胶与丙酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯混合均匀，得到丁腈橡胶胶浆；
(3)将丁腈橡胶胶浆均匀涂覆于夹布层表面，控制附胶量为220g/m2，干燥后得到丁腈夹布橡胶；
(4)将丁腈夹布橡胶经预成型后装入硫化模具中，于190℃下硫化30min，修剪飞边得到丁腈夹布橡胶密封圈。
其中夹布层采用细卡普隆布，其表面密度为134g/m2,厚度为0.4-0.5mm；填料采用重量比为2:1的白炭黑和硅酸铝的混合物；硅烷偶联剂采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物。
实施例2-6：一种丁腈夹布橡胶密封圈，与实施例1的不同之处在于，丁腈橡胶胶浆中各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-6中丁腈橡胶胶浆中各组分及其重量份数
Figure BDA0002292072420000041
Figure BDA0002292072420000051
实施例7：一种丁腈夹布橡胶密封圈，与实施例1的不同之处在于，填料采用炭黑。
实施例8：一种丁腈夹布橡胶密封圈，与实施例1的不同之处在于，填料采用重量比为1:1的滑石粉和硅酸钙的混合物。
实施例9：一种丁腈夹布橡胶密封圈，与实施例1的不同之处在于，偶联剂采用偶联剂A151。
实施例10：一种丁腈夹布橡胶密封圈，与实施例1的不同之处在于，步骤(3)中，丁腈橡胶胶浆在夹布层上的附胶量为300g/m2。
对比例1：与实施例1的不同之处在于，得到的丁腈夹布橡胶密封圈未采用填料。
对比例2：与实施例1的不同之处在于，夹布层采用细棉帆布。
性能测试
分别对实施例1-10和对比例1-2制得的丁腈夹布橡胶密封圈进行性能测试。
测试方法：
邵氏硬度：GB/T 2411-2008
拉伸强度/拉断伸长率：GB/T 528-2009
粘合强度：GB/T 532-2008
测试结果计入下列表2中。
测试结果：由表2中测试数据可知，添加填料，可明显提高密封圈的硬度和拉伸强度，且采用重量比为2:1的白炭黑和硅酸铝作为混合填料，得到的密封圈，其硬度和拉伸强度皆最优；且本发明采用合成细帆布代替细棉帆布作为夹布层，得到的密封圈具有较好的粘合强度。
表2性能测试结果
Figure BDA0002292072420000052
Figure BDA0002292072420000061
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种丁腈夹布橡胶密封圈，包括夹布层和丁腈橡胶胶浆，其特征在于，所述丁腈橡胶胶浆包括如下重量份数的组分：
氢化丁腈橡胶：90-110份；
氧化锌：3-8份；
硬脂酸：0.2-0.8份；
填料：40-60份；
防老剂MB2：0.1-0.5份；
硅烷偶联剂：1-5份；
硫化剂BIBP：5-8份；
间苯二酚：1-3份；
丙酮：150-180份；
乙酸乙酯：90-180份；
乙酸丁酯：45-90份；
所述填料采用白炭黑和硅酸铝的混合物，所述白炭黑与硅酸铝的重量比为2:1；
所述硅烷偶联剂采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物或偶联剂A151。
2.根据权利要求1所述的丁腈夹布橡胶密封圈，其特征在于，所述夹布层采用合成细帆布。
3.根据权利要求2所述的丁腈夹布橡胶密封圈，其特征在于，所述合成细帆布采用细卡普隆布，所述细卡普隆布的表面密度为134g/m2,厚度为0.4-0.5mm。
4.权利要求1-3任一项所述的一种丁腈夹布橡胶密封圈的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将氢化丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、填料、防老剂、硅烷偶联剂、硫化剂和间苯二酚混炼均匀，得到丁腈橡胶混炼胶；
（2）将丁腈橡胶混炼胶与丙酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯混合均匀，得到丁腈橡胶胶浆；
（3）将丁腈橡胶胶浆均匀涂覆于夹布层表面，干燥后得到丁腈夹布橡胶；
（4）将丁腈夹布橡胶经预成型后装入硫化模具中，于190-210℃下硫化10-30min，修剪飞边得到丁腈夹布橡胶密封圈。
5.根据权利要求4所述的丁腈夹布橡胶密封圈的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述丁腈橡胶胶浆在夹布层上的附胶量为220-300g/m2。
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