CN111981125A - 一种高强度高回弹性耐低温密封圈及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案公开了一种高强度高回弹性耐低温密封圈，包括橡胶顶圈、橡胶底圈、中间弹性层、内壁和外壁；中间弹性层夹紧在上侧的橡胶顶圈和下侧的橡胶底圈之间；橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈的内侧连接内壁，外侧连接外壁，形成H型结构，外壁和内壁分别向橡胶顶圈和橡胶底圈凸起形成梯形卡口结构；所述橡胶顶圈和橡胶底圈的材料，包括耐低温硅橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、聚丁二烯橡胶、补强剂、硫化剂、促进剂、乳化剂、防老剂、纳米氧化锌、二异氰酸甲苯酯、植酸钠。通过密封圈的结构及材料的组成，提高密封圈的力学性能和耐低温性能，且环保、操作简单。

Description

一种高强度高回弹性耐低温密封圈及其制备方法

技术领域

本发明涉及密封圈技术领域，具体涉及一种高强度高回弹性耐低温密封圈及其制备方法。

背景技术

密封圈是一种常用的机械零件，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。密封圈通常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，防止润滑油等漏出及外物侵入。目前，由于密封圈广泛应用于建筑、交通运输、电子仪器仪表及零部件的密封，应用的环境多种多样，当设备在气温很低的环境进行应用时，如在东北等非常寒冷的地域环境中进行应用，密封圈在低温环境下弹性下降，发生脆性损坏，甚至出现龟裂，导致漏气漏液等；此外，当密封圈的机械强度和回弹性不足时，密封圈的密封效果会显著下降，无法满足设备的密封要求，从而影响设备的性能和安全。

现有技术中通常采用改变密封圈的原料以改善密封圈的性能，专利CN 110804226A公开了一种顺丁橡胶耐寒密封胶及其制备方法，包括顺丁橡胶、聚乙二醇、硬脂酸锌、微晶蜡、高耐磨炭黑、纳米硅藻土、三氧化二铁、活性白土、抗氧剂、分散剂、阻燃剂，增强密封胶的耐磨性、耐寒性，但是制备的是密封胶而不是密封圈；专利CN 111019199A公开了一种密封圈及制备方法，配方体系中采用天然橡胶、高苯乙烯橡胶和顺丁橡胶并用体系，提高密封圈的机械强度等，且弹性优异，但是不耐低温。因此，需要制备一种具备高强度、高回弹性、耐低温的密封圈，以进一步扩大密封圈的适用范围。

发明内容

为了解决现有的技术问题，本发明提供了一种高强度高回弹性耐低温密封圈及其制备方法，通过密封圈的结构及材料的组成，提高密封圈的力学性能和耐低温性能，环保、操作简单。

本发明的技术方案是：一种高强度高回弹性耐低温密封圈，包括橡胶顶圈、橡胶底圈、中间弹性层、内壁和外壁；橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈分别围成相同半径的圆环状结构，中间弹性层夹紧在上侧的橡胶顶圈和下侧的橡胶底圈之间；橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈的内侧连接内壁，外侧连接外壁，形成H型结构，内壁和外壁的高度相同，且外壁和内壁分别向橡胶顶圈和橡胶底圈凸起形成梯形卡口结构；

所述橡胶顶圈和橡胶底圈的材料，按照质量份数计，包括耐低温硅橡胶25～35份、天然橡胶45～55份、顺丁橡胶10～20份、聚丁二烯橡胶10～20份、补强剂30～45份、硫化剂4～8份、促进剂1～2份、乳化剂3～6份、防老剂2～5份、纳米氧化锌2～4份、二异氰酸甲苯酯0.05～0.1份、植酸钠7～9份；

所述中间弹性层为聚酰胺材料；

所述内壁和外壁为耐低温硅橡胶材料；

所述补强剂，按照质量份数计，包括炭黑12～16份、白炭黑10～13份、贝壳粉2～5份、粉煤灰5～8份和硅藻土1～3份。

所述炭黑包括炭黑N550、炭黑N990和炉法炭黑，质量比为1:2:1。

所述硫化剂为硫磺。

所述乳化剂为硬脂酸、硬脂酸钙、聚氧丙烯甘油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、琥珀辛酯磺酸钠、乙烯基磺酸钠中的至少一种。

所述促进剂为苯并噻唑次磺酰胺促进剂或秋兰姆促进剂。

所述苯并噻唑次磺酰胺促进剂包括N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N'-二环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种；所述秋兰姆促进剂的实例包括一硫化秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四苄基秋兰姆促进剂中的一种。

述防老剂选自N-苯基-α-苯胺、N-苯基-β-萘胺、N-苯基-N’-环己基对苯二胺、N-苯基-N’-异丙基-对苯二胺、N-N’-二苯基-对苯二胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种。

所述中间弹性层为聚酰胺保持架。聚酰胺保持架对橡胶顶圈、橡胶底圈、内壁和外壁起到支撑作用，且韧性和回弹性好，从而使得密封圈具有良好的力学性能。

耐低温硅橡胶是指工作温度在-100℃的硅橡胶是在甲基乙烯基硅橡胶的分子链中引入甲基苯基硅氧链节或二苯基硅氧链节而得的，不会在一些寒冷恶劣的环境中出现低温冷冻后会变硬变脆、甚至龟裂的现象，始终保持其良好的密封性能。天然橡胶，是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡胶烃(顺-1，4-聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质，具有良好的回弹性。天然橡胶中的蛋白质有防止老化作用，还可分解放出氨基酸促进橡胶硫化。

顺丁橡胶，又名顺式-1,4-聚丁二烯橡胶(简称BR)，CAS号为9003-17-2，由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，具有良好的耐磨性、耐寒性。聚丁二烯橡胶，具有良好的弹性和耐低温性，可在零下100摄氏度下使用，起到防寒作用。

所述炭黑为炭黑N990和炉法炭黑的混合物，其中炭黑N990与炉法炭黑的质量比为2:1；炭黑N990粒径大，结构度低，单个粒子或者数个粒子组成一个聚集体，对橡胶的补强能力弱，但填充量大，对橡胶的弹性和曲挠性有显著的提高，炉法炭黑的碳含量较低，活性较高，表面含有一定量羧基、酚基、酸酐基、内酯基、醌基等基团，补强能力强，与橡胶之间的相互作用较强。

炭黑和白炭黑可吸附于耐低温硅橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和聚丁二烯橡胶的大分子链上，限制了体系内分子链的移动，并形成牢固的网络结构，在受到外力冲击或磨损时，体系内各分子链也不易滑动和疲劳剥落，耐磨性能得到显著提升。炭黑N550粒子表面光滑，结构高，补强性能好。炭黑N990粒径大，结构度低，单个粒子或者数个粒子组成一个聚集体，对橡胶的补强能力弱，但填充量大，对橡胶的弹性和曲挠性有显著的提高。炉法炭黑的碳含量较低，活性较高，表面含有一定量羧基、酚基、酸酐基、内酯基、醌基等基团，补强能力强，与橡胶之间的相互作用较强。

贝壳粉中富含碳酸钙、甲壳素，还有少量的氨基酸和多糖位置；粉煤灰主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铁；硅藻土主要成分为二氧化硅，还含有少量的氧化铝、氧化铁、氧化镁和有机质；贝壳粉、粉煤灰和硅藻土可以增强橡胶的力学性能，且可以促进炭黑、白炭黑与橡胶形成的网络结果的稳定，有利于橡胶力学性能的显著提高和稳定。此外，贝壳粉、硅藻土来源广泛、成本低，粉煤灰是工业废物的重新利用，有利于废弃资源的重新利用，保护环境。此外，贝壳粉、粉煤灰和硅藻土与炭黑、白炭黑混合，使得补强的效果更好，更稳定，且促进硫化作用。

促进剂是一种加入橡胶中能促使体系发生硫化，达到缩短硫化时间和降低硫化温度效果的试剂。

乳化剂，是一种加入橡胶体系后，使得两种或两种以上互不相溶的组分的混合液体形成稳定物料的一类化合物。

防老剂，是一种加入橡胶中延缓高分子化合老化的物质，能显著提高橡胶的抗臭氧老化、抗热氧老化和抗疲劳老化的能力。

纳米氧化锌是一种白色或微带黄色的细微粉末，易分散在橡胶中，具有补强剂、活性剂及硫化剂的作用，能使橡胶具有良好的耐磨性、耐撕裂性和弹性。

二异氰酸甲苯酯中的异氰酸基团可与其他组分中的活性基团如羟基、羧基等，发生反应，产生交联，降低产品中的小分子残留，还可提高橡胶产品的回弹性能，降低压缩永久变形率，提升产品的耐老化性能。

植酸钠能促进橡胶中交联网络的形成，提高了密封圈的力学性能和耐低温性能等综合性能，延长了使用寿命。

一种高强度高回弹性耐低温密封圈的制备方法，包括如下步骤：

S1、密炼：将耐低温硅橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和聚丁二烯橡胶先投入到密炼机内部加热至融化，加入补强剂、乳化剂、防老剂、纳米氧化锌、二异氰酸甲苯酯和植酸钠进行混炼30～40min，然后降温至120～130℃，以300～500r/min的转速进行搅拌1～1.5h，在120～130℃下进行排胶；

S2、开炼：趁热将S1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，薄通次数为10～15次，开炼混炼时前辊温度为150～155℃，后辊温度为160～165℃；

S3、注压：将中间弹性层放置在橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈的成型模具内，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，并压出卡口结构相对应的形状，模具的温度设置为165～175℃，硫化时间为4～6min，注压成型后转入到真空器内部进行真空急速冷却至10℃；

S4、注射成型：将注压成型后的橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈放入注射成型模具内，再进行合模，采用耐低温硅橡胶原料，将其混炼后注入成型模具型腔内，之后进行加压硫化形成卡口结构、内壁和外壁，注射成型的温度设置为220-230℃，成型后保温20-40min，然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。

采用上述技术方案，本发明实现的有益效果如下：

(1)本发明通过耐低温硅橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、聚丁二烯橡胶、补强剂、硫化剂、促进剂、乳化剂、防老剂、纳米氧化锌、二异氰酸甲苯酯和植酸钠，制备得到高强度、高回弹性、耐低温的橡胶顶圈和橡胶底圈，且通过与中间弹性层的聚酰胺材料，内壁和外壁的耐低温硅胶材料相互配合，最终实现密封圈的高强度、高回弹性和耐低温的性能，且补强剂中贝壳粉、粉煤灰、硅藻土与炭黑、被炭黑相互配合，炭黑中各种成分的质量配比，既显著提高了橡胶的强度，又维持橡胶性能的稳定，且实现废弃资源的再利用，绿色环保。

(2)本发明的密封圈通过橡胶顶圈、橡胶底圈、中间弹性层、内壁和外壁的良好配合，在低温恶劣环境下保持高强度、高回弹性，不出现空隙，实现良好的密封效果；卡扣结构有利于内壁、外壁、橡胶顶圈和橡胶底圈结构的稳定，防止出现位置移动。中间弹性层可以进行一定的收缩或膨胀，具有一定的形变能力，以配合复杂环境。

(3)本发明的原料来源简单易得，且绿色环保，成本较低，制备方法简单，容易操作。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为本发明的剖视结构示意图。

图中，橡胶顶圈1、橡胶底圈2、中间弹性层3、内壁4、外壁5、卡口结构6。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

参照图1-2所示，一种高强度高回弹性耐低温密封圈，包括橡胶顶圈1、橡胶底圈2、中间弹性层3、内壁4和外壁5；橡胶顶圈1、中间弹性层3和橡胶底圈2分别围成相同半径的圆环状结构，中间弹性层3夹紧在上侧的橡胶顶圈1和下侧的橡胶底圈2之间；橡胶顶圈1、中间弹性层3和橡胶底圈2的内侧连接内壁4，外侧连接外壁5，形成H型结构，内壁4和外壁5的高度相同，且外壁5和内壁4分别向橡胶顶圈1和橡胶底圈2凸起形成梯形卡口结构6；

所述橡胶顶圈和橡胶底圈的材料，包括耐低温硅橡胶25g、天然橡胶45g、顺丁橡胶10g、聚丁二烯橡胶20g、补强剂30g、硫化剂4g、促进剂1g、乳化剂3g、防老剂2g、纳米氧化锌2g、二异氰酸甲苯酯0.05g、植酸钠7g；

所述中间弹性层为聚酰胺材料；

所述内壁和外壁为耐低温硅橡胶材料；

所述补强剂，包括炭黑12g、白炭黑10g、贝壳粉2g、粉煤灰5g和硅藻土1g。

所述炭黑包括炭黑N550、炭黑N990和炉法炭黑，质量比为1:2:1。

所述硫化剂为硫磺。

所述乳化剂为硬脂酸。

所述促进剂为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺。

述防老剂为N-苯基-α-苯胺。

一种高强度高回弹性耐低温密封圈的制备方法，包括如下步骤：

S1、密炼：将耐低温硅橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和聚丁二烯橡胶先投入到密炼机内部加热至融化，加入炭黑、白炭黑、贝壳粉、粉煤灰、硅藻土、硬脂酸、N-苯基-α-苯胺、纳米氧化锌、二异氰酸甲苯酯和植酸钠进行混炼30min，然后降温至120℃，以300r/min的转速进行搅拌1h，在120℃下进行排胶；

S2、开炼：趁热将S1得到的物料转入到开炼机内部薄通混匀后进行开炼，开炼30min后将温度冷却至60℃后进行固化，固化时间控制为1h，固化后并停放2h，薄通次数为10次，开炼混炼时前辊温度为150℃，后辊温度为160℃；

S3、注压：将中间弹性层放置在橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈的成型模具内，将冷却固化的橡胶转入到橡胶注压机内，加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和硫磺，进行注压成型，并压出卡口结构相对应的形状，模具的温度设置为165℃，硫化时间为4min，注压成型后转入到真空器内部进行真空急速冷却至10℃；

S4、注射成型：将注压成型后的橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈放入注射成型模具内，再进行合模，采用耐低温硅橡胶原料，将其混炼后注入成型模具型腔内，之后进行加压硫化形成卡口结构、内壁和外壁，注射成型的温度设置为220℃，成型后保温20min，然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。

实施例2

参照图1-2所示，一种高强度高回弹性耐低温密封圈，包括橡胶顶圈1、橡胶底圈2、中间弹性层3、内壁4和外壁5；橡胶顶圈1、中间弹性层3和橡胶底圈2分别围成相同半径的圆环状结构，中间弹性层3夹紧在上侧的橡胶顶圈1和下侧的橡胶底圈2之间；橡胶顶圈1、中间弹性层3和橡胶底圈2的内侧连接内壁4，外侧连接外壁5，形成H型结构，内壁4和外壁5的高度相同，且外壁5和内壁4分别向橡胶顶圈1和橡胶底圈2凸起形成梯形卡口结构6；

所述橡胶顶圈和橡胶底圈的材料，包括耐低温硅橡胶25g、天然橡胶55g、顺丁橡胶10g、聚丁二烯橡胶10g、补强剂45g、硫化剂8g、促进剂2g、乳化剂6g、防老剂5g、纳米氧化锌4g、二异氰酸甲苯酯0.1g、植酸钠9g；

所述中间弹性层为聚酰胺保持架；

所述内壁和外壁为耐低温硅橡胶材料；

所述补强剂，包括炭黑16g、白炭黑13g、贝壳粉5g、粉煤灰8g和硅藻土3g。

所述炭黑包括炭黑N550、炭黑N990和炉法炭黑，质量比为1:2:1。

所述硫化剂为硫磺。

所述乳化剂为硬脂酸钙。

所述促进剂为一硫化秋兰姆。

述防老剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。

一种高强度高回弹性耐低温密封圈的制备方法，包括如下步骤：

S1、密炼：将耐低温硅橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和聚丁二烯橡胶先投入到密炼机内部加热至融化，加入炭黑、白炭黑、贝壳粉、粉煤灰、硅藻土、硬脂酸钙、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、纳米氧化锌、二异氰酸甲苯酯和植酸钠进行混炼40min，然后降温至130℃，以500r/min的转速进行搅拌1.5h，在130℃下进行排胶；

S2、开炼：趁热将S1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80℃后进行固化，固化时间控制为1.5h，固化后并停放3h，薄通次数为15次，开炼混炼时前辊温度为155℃，后辊温度为165℃；

S3、注压：将中间弹性层放置在橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈的成型模具内，将冷却固化的橡胶转入到橡胶注压机内，加入一硫化秋兰姆和硫磺，进行注压成型，并压出卡口结构相对应的形状，模具的温度设置为175℃，硫化时间为6min，注压成型后转入到真空器内部进行真空急速冷却至10℃；

S4、注射成型：将注压成型后的橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈放入注射成型模具内，再进行合模，采用耐低温硅橡胶原料，将其混炼后注入成型模具型腔内，之后进行加压硫化形成卡口结构、内壁和外壁，注射成型的温度设置为230℃，成型后保温40min，然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。

对比例1

与实施例1的区别在于，补强剂中删除贝壳粉、粉煤灰和硅藻土。

对比例2

与实施例1的区别在于，删除二异氰酸甲苯酯。

上述实施例1-2制备得到的密封圈及对比例1-2的密封圈的力学性能、耐低温性能按照如下测定方法进行测定：

低温压缩永久变形，按照GB/T7759标准进行测试；

低温回弹性，按照GB/T24498标准进行测试；

测试结果如表1所示。

表1密封圈的性能测试结果

从表1内容可以看出，不同温度的拉伸强度的对比可知，实施例1和实施例2在温度降低时，拉伸强度变化较小，而对比例1和对比例2的拉伸强度变化较大，说明本发明的密封圈在低温环境中可以保持良好的机械性能，耐低温性能好。

此外，实施例1、实施例2和对比例1、对比例2的试验数据可知，贝壳粉、粉煤灰和硅藻土的加入和量的限定，及二异氰酸甲苯酯的加入和量的限定，显著提高了密封圈的拉伸强度、断裂伸长率、硬度，耐低温压缩永久变形减小，且耐低脆性温度降低，即密封圈的强度、回弹性和耐低温性能提高。

Claims (10)

1.一种高强度高回弹性耐低温密封圈，其特征在于：包括橡胶顶圈(1)、橡胶底圈(2)、中间弹性层(3)、内壁(4)和外壁(5)；橡胶顶圈(1)、中间弹性层(3)和橡胶底圈(2)分别围成相同半径的圆环状结构，中间弹性层(3)夹紧在上侧的橡胶顶圈(1)和下侧的橡胶底圈(2)之间；橡胶顶圈(1)、中间弹性层(3)和橡胶底圈(2)的内侧连接内壁(4)，外侧连接外壁(5)，形成H型结构，内壁(4)和外壁(5)的高度相同，且外壁(5)和内壁(4)分别向橡胶顶圈(1)和橡胶底圈(2)凸起形成梯形卡口结构(6)；

所述橡胶顶圈和橡胶底圈的材料，按照质量份数计，包括耐低温硅橡胶25～35份、天然橡胶45～55份、顺丁橡胶10～20份、聚丁二烯橡胶10～20份、补强剂30～45份、硫化剂4～8份、促进剂1～2份、乳化剂3～6份、防老剂2～5份、纳米氧化锌2～4份、二异氰酸甲苯酯0.05～0.1份、植酸钠7～9份；

所述中间弹性层为聚酰胺材料；

所述内壁和外壁为耐低温硅橡胶材料。

2.如权利要求1所述的一种高强度高回弹性耐低温密封圈，其特征在于：所述补强剂，按照质量份数计，包括炭黑12～16份、白炭黑10～13份、贝壳粉2～5份、粉煤灰5～8份和硅藻土1～3份。

3.如权利要求2所述的一种高强度高回弹性耐低温密封圈，其特征在于：所述炭黑包括炭黑N550、炭黑N990和炉法炭黑，质量比为1:2:1。

4.如权利要求1所述的一种高强度高回弹性耐低温密封圈，其特征在于：所述硫化剂为硫磺。

5.如权利要求1所述的一种高强度高回弹性耐低温密封圈，其特征在于：所述乳化剂为硬脂酸、硬脂酸钙、聚氧丙烯甘油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、琥珀辛酯磺酸钠、乙烯基磺酸钠中的至少一种。

6.如权利要求1所述的一种高强度高回弹性耐低温密封圈，其特征在于：所述促进剂为苯并噻唑次磺酰胺促进剂或秋兰姆促进剂。

7.如权利要求1所述的一种高强度高回弹性耐低温密封圈，其特征在于：所述苯并噻唑次磺酰胺促进剂包括N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N'-二环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种；所述秋兰姆促进剂的实例包括一硫化秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四苄基秋兰姆促进剂中的一种。

8.如权利要求1所述的一种高强度高回弹性耐低温密封圈，其特征在于：述防老剂选自N-苯基-α-苯胺、N-苯基-β-萘胺、N-苯基-N’-环己基对苯二胺、N-苯基-N’-异丙基-对苯二胺、N-N’-二苯基-对苯二胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种。

9.如权利要求1所述的一种高强度高回弹性耐低温密封圈，其特征在于：所述中间弹性层为聚酰胺保持架。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种高强度高回弹性耐低温密封圈的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、密炼：将耐低温硅橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和聚丁二烯橡胶先投入到密炼机内部加热至融化，加入补强剂、乳化剂、防老剂、纳米氧化锌、二异氰酸甲苯酯和植酸钠进行混炼30～40min，然后降温至120～130℃，以300～500r/min的转速进行搅拌1～1.5h，在120～130℃下进行排胶；

S2、开炼：趁热将S1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，薄通次数为10～15次，开炼混炼时前辊温度为150～155℃，后辊温度为160～165℃；

S3、注压：将中间弹性层放置在橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈的成型模具内，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，并压出卡口结构相对应的形状，模具的温度设置为165～175℃，硫化时间为4～6min，注压成型后转入到真空器内部进行真空急速冷却至10℃；

S4、注射成型：将注压成型后的橡胶顶圈、中间弹性层和橡胶底圈放入注射成型模具内，再进行合模，采用耐低温硅橡胶原料，将其混炼后注入成型模具型腔内，之后进行加压硫化形成卡口结构、内壁和外壁，注射成型的温度设置为220-230℃，成型后保温20-40min，然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。

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