CN115304835A - 一种用于压缩机换热管路的耐老化密封圈 - Google Patents
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Abstract
本发明属于密封件技术领域，具体涉及一种用于压缩机换热管路的耐老化密封圈。本发明的密封圈按重量计包括以下组分：丁腈橡胶：1000份；丁苯橡胶：120‑250份；补强剂：350‑450份；复合抗老剂：25‑75份；硫化剂：12‑35份；硫化促进剂：30‑100份。与现有技术相比，本发明提供的耐老化密封圈，具有优异的耐老化性能，对烃类物质和氧化性活性物种具有优异的耐受性，并且具有耐热性好、气密性好、耐磨性佳、粘结力强等优点，尤其适于用作压缩机换热管路的密封圈。
Description
技术领域
本发明属于密封件技术领域，具体涉及一种用于压缩机换热管路的耐老化密封圈。
背景技术
压缩机是空调器系统的动力核心，用于控制热交换介质的相变过程和驱动热交换介质在管路中循环运动，达到热量转移的目的，从而达到制冷或制热效果。以制冷过程为例，压缩机从蒸发器中吸取制冷剂蒸气，提高压力，将低压低温的制冷剂蒸气压缩成为高压高温的过热蒸气输送至冷凝器，使得制冷剂在较高温度下冷凝。制冷剂在循环流动以及反复相变的过程中，将蒸发器处的热量转移至冷凝器处，从而在蒸发器处获得制冷效果。
密封圈是压缩机管路系统的重要组成部分，用于阻止制冷剂从管路中溢出。压缩机的独特工况决定着密封圈需要耐受比较恶劣的工作环境，包括需要耐受高温或低温的工作环境，需要耐受在寿命周期内温度的反复波动变化，需要耐受制冷剂流(主要为挥发性有机物)的长期物理和化学侵蚀。
一直以来，提高密封圈在上述恶劣环境中的抗老化性能，提高密封圈的使用寿命，是一项十分具有挑战性的课题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于压缩机换热管路的耐老化密封圈。
本发明提供发的用于压缩机换热管路的耐老化密封圈为复合橡胶密封圈，该复合橡胶密封圈的原料按重量计包括以下组分：
丁腈橡胶：1000份；
丁苯橡胶：120-250份；
补强剂：350-450份；
复合抗老剂：25-75份；
硫化剂：12-35份；
硫化促进剂：30-100份；
所述复合抗老剂按重量百分比计包括以下组分：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：5-8％；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：10-20％；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：15-25％；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：15-30％；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量。
进一步地，上述耐老化密封圈中的复合抗老剂优选为以下组合中的一种：
组合一：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：6％；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：13％；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：18％；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：20％；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量；
组合二：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：7％；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：15％；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：20％；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：22％；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量；
组合三：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：7％；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：17％；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：22％；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：25％；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量。
进一步地，上述耐老化密封圈中的补强剂为高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的混合物。
进一步地，上述耐老化密封圈中的补强剂中，高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的重量比为100:(45-80):(8-12)。
进一步地，上述耐老化密封圈中使用的补强剂中，高耐磨炭黑N375和白炭黑Z-115在使用前均经过干燥且过300目筛。
进一步地，上述耐老化密封圈中的硫化剂优选为硫磺。
进一步地，上述耐老化密封圈中的硫化促进剂为2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物。
进一步地，上述耐老化密封圈中的硫化促进剂中，2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的质量比优选为1:(1.2-1.6)。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，以丁腈橡胶和丁苯橡胶为主体，其中，丁晴橡胶为丁二烯和丙烯晴的共聚体，对烃类物质和氧化性活性物种具有优异的耐受性，并且具有耐热性好、气密性好、耐磨性佳、粘结力强等优点，丁苯橡胶性能接近天然橡胶，在耐磨性、耐老化和耐热性方面性能突出，且质地均匀，有利于提高气密性。此外，本发明提供的耐老化密封圈添加有自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯、自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物、抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚、抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、钙锌复合稳定剂CZ-2按一定主次复配而成的具有多重抗老化功能的抗老剂，从而提高密封圈对高低温变化以及制冷剂高速流环境的耐受性，延长密封圈的使用寿命。此外，本发明采用高耐磨炭黑N375和白炭黑Z-115作为补强剂并配合偶联剂，提高补强剂与橡胶本体的结合性，改善密封圈的耐磨性和强度。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步阐明本发明，这些实施例是示例性的，旨在说明问题和解释本发明，并不是一种限制。
实施例1
本实施例提供一种用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，按重量计包括以下组分：
丁腈橡胶：1000份；
丁苯橡胶：120份；
补强剂：350份；
复合抗老剂：25份；
硫化剂：12份；
硫化促进剂：30份；
其中，复合抗老剂按重量百分比计包括以下组分：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：5％；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：10％；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：15％；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：15％；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量。
本实施中，补强剂为高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的混合物。其中高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的重量比为100:45:8。
本实施的补强剂中，高耐磨炭黑N375和白炭黑Z-115在使用前均置于150℃的烘箱中干燥至恒重，并且过300目筛。
本实施中的硫化剂为硫磺。
本实施中，硫化促进剂为2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物。其中，2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的质量比为1:1.2。
实施例2
本实施例提供一种用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，按重量计包括以下组分：
丁腈橡胶：1000份；
丁苯橡胶：150份；
补强剂：380份；
复合抗老剂：35份；
硫化剂：18份；
硫化促进剂：50份；
其中，复合抗老剂按重量百分比计包括以下组分：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：6％；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：13％；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：18％；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：20％；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量。
本实施中，补强剂为高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的混合物。其中高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的重量比为100:55:9。
本实施的补强剂中，高耐磨炭黑N375和白炭黑Z-115在使用前均置于150℃的烘箱中干燥至恒重，并且过300目筛。
本实施中的硫化剂为硫磺。
本实施中，硫化促进剂为2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物。其中，2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的质量比为1:1.3。
实施例3
本实施例提供一种用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，按重量计包括以下组分：
丁腈橡胶：1000份；
丁苯橡胶：180份；
补强剂：400份；
复合抗老剂：50份；
硫化剂：24份；
硫化促进剂：65份；
其中，复合抗老剂按重量百分比计包括以下组分：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：7％；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：15％；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：20％；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：22％；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量。
本实施中，补强剂为高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的混合物。其中高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的重量比为100:63:10。
本实施的补强剂中，高耐磨炭黑N375和白炭黑Z-115在使用前均置于150℃的烘箱中干燥至恒重，并且过300目筛。
本实施中的硫化剂为硫磺。
本实施中，硫化促进剂为2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物。其中，2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的质量比为1:1.4。
实施例4
本实施例提供一种用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，按重量计包括以下组分：
丁腈橡胶：1000份；
丁苯橡胶：220份；
补强剂：420份；
复合抗老剂：60份；
硫化剂：30份；
硫化促进剂：80份；
其中，复合抗老剂按重量百分比计包括以下组分：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：7％；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：17％；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：22％；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：25％；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量。
本实施中，补强剂为高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的混合物。其中高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的重量比为100:73:11。
本实施的补强剂中，高耐磨炭黑N375和白炭黑Z-115在使用前均置于150℃的烘箱中干燥至恒重，并且过300目筛。
本实施中的硫化剂为硫磺。
本实施中，硫化促进剂为2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物。其中，2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的质量比为1:1.5。
实施例5
本实施例提供一种用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，按重量计包括以下组分：
丁腈橡胶：1000份；
丁苯橡胶：250份；
补强剂：450份；
复合抗老剂：75份；
硫化剂：35份；
硫化促进剂：100份；
其中，复合抗老剂按重量百分比计包括以下组分：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：8％；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：20％；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：25％；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：30％；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量。
本实施中，补强剂为高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的混合物。其中高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的重量比为100:80:12。
本实施的补强剂中，高耐磨炭黑N375和白炭黑Z-115在使用前均置于150℃的烘箱中干燥至恒重，并且过300目筛。
本实施中的硫化剂为硫磺。
本实施中，硫化促进剂为2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物。其中，2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的质量比为1:1.6。
耐老化密封圈的制备
首先，将丁腈橡胶、丁苯橡胶装入密炼机中，控制温度在110-125℃范围内，混炼过程中，加入补强剂和硫化促进剂，在密炼机中共混60-90min，得到初级混炼料。
然后，将初级混炼料转移至开炼机上进行开炼，开炼过程中先加入复合抗老剂，再加入硫化剂，共混均匀后将物料转移至成型模具中，控制模具温度在120-125℃范围内，保温30-45min后脱模取出成品。
性能测试
将待测样品裁切成标准的哑铃状试件，按照国家标准
GB/T528-92在万能材料试验机上对试件进行拉伸性能测试，拉伸速度为500mm/min，得到拉伸强度和断裂伸长率，每种试样测试五组，求取平均值。另外平行取一组试件，将试件放在150℃的热空气老化箱中老化处理120h。然后按照同样的方案再次测试拉伸强度和断裂伸长率。
表1性能测试结果
以上实施方式是示例性的，其目的是说明本发明的技术构思及特点，以便熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，其特征在于：按重量计包括以下组分：
丁腈橡胶：1000份；
丁苯橡胶：120-250份；
补强剂：350-450份；
复合抗老剂：25-75份；
硫化剂：12-35份；
硫化促进剂：30-100份；
所述复合抗老剂按重量百分比计包括以下组分：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：5-8%；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：10-20%；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：15-25%；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：15-30%；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量。
2.根据权利要求1所述的用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，其特征在于：所述复合抗老剂选自以下组合中的一种：
组合一：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：6%；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：13%；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：18%；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：20%；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量；
组合二：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：7%；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：15%；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：20%；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：22%；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量；
组合三：
自由基捕获剂1,1-二苯基乙烯：7%；
自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物：17%；
抗氧剂2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚：22%；
抗氧剂2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)：25%；
钙锌复合稳定剂CZ-2：余量。
3.根据权利要求1所述的用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，其特征在于：所述补强剂为高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的混合物。
4.根据权利要求3所述的用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，其特征在于：所述补强剂中，高耐磨炭黑N375、白炭黑Z-115、偶联剂Si-69的重量比为100:(45-80):(8-12)。
5.根据权利要求3所述的用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，其特征在于：所述补强剂中，高耐磨炭黑N375和白炭黑Z-115在使用前均经过干燥且过300目筛。
6.根据权利要求1所述的用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，其特征在于：所述硫化剂为硫磺。
7.根据权利要求6所述的用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，其特征在于：所述硫化促进剂为2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物。
8.根据权利要求6所述的用于压缩机换热管路的耐老化密封圈，其特征在于：所述硫化促进剂中，2,2'-二硫代二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的质量比为1:(1.2-1.6)。
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