CN113308116A - 一种橡胶密封圈及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡胶密封圈技术领域，具体涉及一种橡胶密封圈及其制备方法，该橡胶密封圈材料配方按质量份数计包括如下组分：硅橡胶90至100份；聚四氟乙烯0至5份；氟硅橡胶0至10份；硫化剂0.5至2份；防老剂0.4至1份；偶联剂1至3份；炭黑2至7份。硅橡胶具有优异的耐热性，但高温摩擦稳定性差，添加氟硅橡胶制作复合橡胶材料，可以增加复合材料的高温耐磨性，聚四氟乙烯可以增加硅橡胶和氟硅橡胶之间的相容性，从而在不牺牲橡胶件的机械性能，从而提高了橡胶件的高温耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶密封圈技术领域，具体涉及一种橡胶密封圈及其制备方法。
背景技术
橡胶密封件广泛应用于石油化工、汽车和建筑领域的流体机械设备中。橡胶密封件和匹配轴的表面上的往复摩擦会产生大量的热量，摩擦热的积累会引起摩擦界面的局部发热，从而滑动部件的密封性能和使用寿命，因此，本发明设计了一种高耐磨的橡胶密封圈。
发明内容
本申请中为了解决上述技术问题，本发明提供了一种橡胶密封圈及其制备方法。
本发明提供了如下的技术方案：
一种橡胶密封圈，该橡胶密封圈材料配方按质量份数计包括如下组分：
硅橡胶 90至100份
聚四氟乙烯 0至5份
氟硅橡胶 0至10份
硫化剂 0.5至2份
防老剂 0.4至1份
偶联剂 1至3份
炭黑 2至7份。
基于所述的橡胶密封圈的制备方法，包括如下步骤：
S1.称取硅橡胶组分投入至开炼机中加热至30至50℃，塑炼10至20min，然后经排胶、压片、下片、冷却到室温并停放4至8h得到塑炼胶；
S2.将氟硅橡胶组分于塑炼胶混合投入至密炼机内升温至110至150℃，密炼5至15min后经排胶、冷却到室温并停放8至15小时得到混炼胶A；
S3.将聚四氟乙烯组分与混炼胶在开练前混合均匀，在80至100℃混炼5 至10min,在开练机上挤压出料得到混炼胶B；
S4.称取硫化剂、防老剂、偶联剂以及炭黑加入开练机中，混炼温度控制在 140至150℃，混炼时间为10至20min，得到母胶；
S5.将母胶置于硫化机中硫化，硫化温度为150至160℃，压力范围在20 至30Mpa，硫化时间20min。
优选的，所述开炼机的辊距为2至3mm。
优选的，硫化试样前，先用无转子硫化仪测定母胶的硫化特性，测试温度为170℃。
本发明涉及一种橡胶密封圈及其制备方法，其有益效果在于:硅橡胶具有优异的耐热性，但高温摩擦稳定性差，添加氟硅橡胶制作复合橡胶材料，可以增加复合材料的高温耐磨性，聚四氟乙烯可以增加硅橡胶和氟硅橡胶之间的相容性，从而在不牺牲橡胶件的机械性能，从而提高了橡胶件的高温耐磨性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
硫化特性按照GB/T16584进行测试，试样采用约2mm厚的圆形胶片，注意必须保证胶料充满行腔。测试温度为170℃，测试时间为30min，测试结束后，记录焦烧时间Tc10、正硫化时间Tc90、最低转矩ML、最高转矩MH等参数。
橡胶试样的硬度按照GB/T531.1-2008进行测试，试样采用6.5mm厚的硬度试块；拉伸强度按照GB/T528-2009进行测试，试样采用“1”型试样，为2mm 厚的哑铃型试样；撕裂强度按照GB/T529-2008进行测试，试样采用2mm厚的直角试样；CFT-1多功能材料表面综合测试仪用于测试橡胶表面的耐磨性，在 25℃、100℃以及200℃条件下，测试负载为5N，电机转速为300r/min，每次摩擦实验前后，用氮气吹扫样品表面，并使用电子天平称量橡胶样品的质量，并计算橡胶样品的磨损量。
实施例1：
S1.称取90份硅橡胶组分投入至开炼机中加热至30℃，塑炼10min，然后经排胶、压片、下片、冷却到室温并停放4h得到塑炼胶；
S2.将5份氟硅橡胶组分于塑炼胶混合投入至密炼机内升温至110℃，密炼 5min后经排胶、冷却到室温并停放8小时得到混炼胶A；
S3.将5份聚四氟乙烯组分与混炼胶在开练前混合均匀，在80℃混炼5min, 在开练机上挤压出料得到混炼胶B；
S4.称取0.5份硫化剂、0.4份防老剂、1份偶联剂以及2份炭黑加入开练机中，混炼温度控制在140℃，混炼时间为10min，得到母胶；
S5.将母胶置于硫化机中硫化，硫化温度为150℃，压力范围在20Mpa，硫化时间20min。
实施例2：
S1.称取95份硅橡胶组分投入至开炼机中加热至35℃，塑炼15min，然后经排胶、压片、下片、冷却到室温并停放6h得到塑炼胶；
S2.将2份氟硅橡胶组分于塑炼胶混合投入至密炼机内升温至120℃，密炼 8min后经排胶、冷却到室温并停放10小时得到混炼胶A；
S3.将3份聚四氟乙烯组分与混炼胶在开练前混合均匀，在90℃混炼7min，在开练机上挤压出料得到混炼胶B；
S4.称取0.8份硫化剂、0.5份防老剂、1.2份偶联剂以及3份炭黑加入开练机中，混炼温度控制在145℃，混炼时间为15min，得到母胶；
S5.将母胶置于硫化机中硫化，硫化温度为155℃，压力范围在25Mpa，硫化时间20min。
实施例3：
S1.称取96份硅橡胶组分投入至开炼机中加热至30℃，塑炼10min，然后经排胶、压片、下片、冷却到室温并停放4h得到塑炼胶；
S2.将4份氟硅橡胶组分于塑炼胶混合投入至密炼机内升温至110℃，密炼5min后经排胶、冷却到室温并停放8小时得到混炼胶A；
S3.将0份聚四氟乙烯组分与混炼胶在开练前混合均匀，在80℃混炼5min, 在开练机上挤压出料得到混炼胶B；
S4.称取0.5份硫化剂、0.4份防老剂、1份偶联剂以及2份炭黑加入开练机中，混炼温度控制在140℃，混炼时间为10min，得到母胶；
S5.将母胶置于硫化机中硫化，硫化温度为150℃，压力范围在200Mpa，硫化时间20min。
对比1：
S1.称取100份硅橡胶组分投入至开炼机中加热至30℃，塑炼10min，然后经排胶、压片、下片、冷却到室温并停放4h得到塑炼胶；
S2.将0份氟硅橡胶组分于塑炼胶混合投入至密炼机内升温至110℃，密炼 5min后经排胶、冷却到室温并停放8小时得到混炼胶A；
S3.将0份聚四氟乙烯组分与混炼胶在开练前混合均匀，在80℃混炼5min, 在开练机上挤压出料得到混炼胶B；
S4.称取0.5份硫化剂、0.4份防老剂、1份偶联剂以及2份炭黑加入开练机中，混炼温度控制在140℃，混炼时间为10min，得到母胶；
S5.将母胶置于硫化机中硫化，硫化温度为150℃，压力范围在200Mpa，硫化时间20min。
对比2：
S1.称取100份硅橡胶组分投入至开炼机中加热至30℃，塑炼10min，然后经排胶、压片、下片、冷却到室温并停放4h得到塑炼胶；
S2.将0份氟硅橡胶组分于塑炼胶混合投入至密炼机内升温至110℃，密炼 5min后经排胶、冷却到室温并停放8小时得到混炼胶A；
S3.将0份聚四氟乙烯组分与混炼胶在开练前混合均匀，在80℃混炼5min, 在开练机上挤压出料得到混炼胶B；
S4.称取0.5份硫化剂、0.4份防老剂、1份偶联剂以及2份炭黑加入开练机中，混炼温度控制在140℃，混炼时间为10min，得到母胶；
S5.将母胶置于硫化机中硫化，硫化温度为150℃，压力范围在200Mpa，硫化时间20min。
测试与表征：
表1不同的测试温度条件下橡胶材料的耐磨性能
| 测试条件 | 实施例1 | 对比1 |
| 25℃ | +++ | ++++ |
| 100℃ | ++ | +++++ |
| 200℃ | ++ | ++++++ |
注：表中“+”越多，表示磨损痕迹的宽度和深度越大
从表中可以分析得出，在硅橡胶中加入聚四氟乙烯和氟硅橡胶后，使其复合橡胶材料具有良好的耐磨性，并且在高温下具有出色的耐磨性，通过摩擦形成的熔融层可以防止空气与表面橡胶的直接接触，抑制橡胶表面高温氧化反应，从而减轻橡胶的热氧化老化问题。
表2为不同实施例的橡胶试样的机械性能
从上表对比可以发现，实施例1制备的试样的机械性能显著提高，聚四氟乙烯可以增加硅橡胶和氟硅橡胶之间的相容性，从而提高了橡胶试样的机械性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种橡胶密封圈，其特征在于，该橡胶密封圈材料配方按质量份数计包括如下组分：
硅橡胶 90至100份
聚四氟乙烯 0至5份
氟硅橡胶 0至10份
硫化剂 0.5至2份
防老剂 0.4至1份
偶联剂 1至3份
炭黑 2至7份。
2.基于权利要求1所述的橡胶密封圈的制备方法，包括如下步骤：
S1.称取硅橡胶组分投入至开炼机中加热至30至50℃，塑炼10至20min，然后经排胶、压片、下片、冷却到室温并停放4至8h得到塑炼胶；
S2.将氟硅橡胶组分于塑炼胶混合投入至密炼机内升温至110至150℃，密炼5至15min后经排胶、冷却到室温并停放8至15小时得到混炼胶A；
S3.将聚四氟乙烯组分与混炼胶在开练前混合均匀，在80至100℃混炼5至10min,在开练机上挤压出料得到混炼胶B；
S4.称取硫化剂、防老剂、偶联剂以及炭黑加入开练机中，混炼温度控制在140至150℃，混炼时间为10至20min，得到母胶；
S5.将母胶置于硫化机中硫化，硫化温度为150至160℃，压力范围在20至30Mpa，硫化时间20min。
3.根据权利要求2所述的橡胶密封圈的制备方法，其特征在于，所述开炼机的辊距为2至3mm。
4.根据权利要求2所述的橡胶密封圈的制备方法，其特征在于，硫化试样前，先用无转子硫化仪测定母胶的硫化特性，测试温度为170℃。
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2021
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