CN115594926B - 一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶及其制备方法，按质量份数由以下材料组成：过氧氟橡胶：100份；硅藻土：15‑30份；氧化铁红:5‑10份；炭黑:2‑6份；氧化镁:5‑10份；硫化剂：0.3‑1份；三烯丙基异氰脲酸酯：1‑3份；制备方法包括以下步骤：S1、将过氧氟橡胶、硅藻土和氧化镁混炼；S2、向S1材料中加入炭黑与氧化铁红后继续混炼；S3、将S2中的材料排胶至开炼机，薄通翻炼后下片并停放16h；S4、将S3的混合物投入密炼机并加入硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯混炼；S5、将S4混合好的材料排胶至开炼机，薄通翻炼后下片；本方案制备的橡胶，综合物理性能好，满足油封耐油的要求，又具有优异的耐磨性和低应力松弛性，解决了电机油封在高转速下耐磨性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶及其制备方法。
背景技术
油封由于具有结构简单，需要装配空间小、安装简便、价格低廉、密封可靠性高等诸多优点而得到了广泛应用，随着车辆上用电器的增加，对电机的发电量需求增大，发电机的转速也在逐渐提高，这就对电机油封用橡胶材料的要求越来越高。
目前油封材料多采用普通的丁腈橡胶和丙烯酸酯橡胶，但是丁腈橡胶和丙烯酸酯橡胶的耐高温性能较差，耐磨性不好，因此高品质的氟橡胶油封开始大量使用，由于氟橡胶高分子链中氟原子具有极高的电负性并且原子半径约相当于C-C键长的一半，能够紧密的排列在碳原子周围，对C-C键起到很好的屏蔽作用，从而保证了C-C键具有很高的热稳定性和化学惰性，使得氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学品腐蚀的特性，但氟橡胶油封的耐磨性仍然满足更高的需求；此外，市场上多数油封均为带弹簧油封，弹簧的应用导致油封的径向力变大，在高转速下油封的磨损量较大；而普通的无簧油封在长时间使用后应力松弛衰减较大，密封效果不好；因此，如何改进电机油封用氟橡胶材料，提高其耐磨性及低应力松弛性已成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中油封橡胶材料磨损量大且长时间使用后应力松弛衰减较大导致密封效果差的问题，提出了一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶及其制备方法，能够满足油封耐油的要求，同时又具有优异的耐磨性和低应力松弛性，解决了电机油封在高转速下耐磨性差的问题。
本发明的技术方案是：
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶，其特征在于，按质量份数由以下材料组成：
过氧氟橡胶：100份；
硅藻土：15-30份；
氧化铁红:5-10份；
炭黑:2-6份；
氧化镁:5-10份；
硫化剂：0.3-1份；
三烯丙基异三聚氰酸酯：1-3份。
优选的，按质量份数由以下材料组成：
过氧氟橡胶：100份；
硅藻土：25份；
氧化铁红:6份；
炭黑:6份；
氧化镁:5份；
硫化剂：0.8份；
三烯丙基异三聚氰酸酯：2.5份。
优选的，所述过氧氟橡胶中的氟含量为63-67。
优选的，所述氧化铁红选用上海一品颜料有限公司的氧化铁红S-130。
优选的，所述炭黑选用加拿大肯卡博公司的炭黑N990。
优选的，所述氧化镁选用神岛化学工业株式会社的氧化镁-150。
优选的，所述硫化剂选用硫化剂双二五。
本发明提供的一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、先将过氧氟橡胶投入密炼机，在转速为30rpm的条件下混炼60-90s，随后投入硅藻土和氧化镁-150，在同样的转速下继续混炼180-240s，直至表面无白色粉末；
S2、向步骤S1中混合好的材料中加入炭黑N990与氧化铁红S-130，随后继续在转速为30rpm条件下混合60-120s至颜色均匀；
S3、将步骤S2中混合好的材料排胶至开炼机，薄通5次后待胶料表面无明显色差下片，停放16h；
S4、将步骤S3中得到的混合物再次投入密炼机中，并向其中加入硫化剂双二五和三烯丙基异氰脲酸酯，在转速为25rpm条件下混炼60-90s；
S5、将步骤S4中混合好的材料排胶至开炼机，薄通7次后下片。
本发明的有益效果：
硅藻土是一种具有天然特殊多孔构造的材料，橡胶中的大分子在混炼过程中通过剪切力的作用会变为分子量较小的聚合物分子被挤压进硅藻土的空洞中，经过硫化后分子量相对较小的聚合物分子会再次交联形成立体网状结构，使得硅藻土分子融合在橡胶的基体中，从而提高橡胶材料的物理性能及耐磨性；且过氧氟橡胶采用有机过氧化物双二五作为硫化剂，三烯丙基异氰脲酸酯作为活性助剂进行硫化，交联点C-C键的稳定性较好，使得橡胶材料的弹性及压缩应力松弛性能较好；本发明制备的橡胶，综合物理性能好，满足油封耐油的要求，同时又具有优异的耐磨性和低应力松弛性，解决了电机油封在高转速下耐磨性差的问题，适用于高转速电机油封等对耐磨及弹性要求较高的橡胶制品。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶，按质量份数由以下材料组成：
过氧氟橡胶：100份；
硅藻土：15-30份；
氧化铁红:5-10份；
炭黑:2-6份；
氧化镁:5-10份；
硫化剂：0.3-1份；
三烯丙基异氰脲酸酯：1-3份。
需要说明的是，过氧氟橡胶中的氟含量为63-67；氧化铁红选用氧化铁红S-130；炭黑选用炭黑N990；氧化镁选用氧化镁-150；硫化剂选用硫化剂双二五。
本发明提供一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、先将过氧氟橡胶投入密炼机在转速为30rpm条件下混炼60-90s，随后投入硅藻土和氧化镁-150在同样转速下继续混炼180-240s，直至表面无白色粉末；
S2、向步骤S1中混合好的材料中加入炭黑N990与氧化铁红S-130后继续在转速为30rpm条件下混合60-120s至颜色均匀；
S3、将步骤S2中混合好的材料排胶至开炼机，薄通5次后待胶料表面无明显色差下片，停放16h；
S4、将步骤S3中得到的混合物再次投入密炼机中，并向其中加入硫化剂双二五和三烯丙基异氰脲酸酯，在转速为25rpm条件下混炼60-90s；
S5、将步骤S4中混合好的材料排胶至开炼机，薄通7次后下片。
下面结合具体实施例对本发明的内容进行具体说明：
实施例1
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶，按质量份数由以下材料组成：
过氧氟橡胶：100份；
硅藻土：20份；
氧化铁红S-130:6份；
炭黑N990:6份；
氧化镁-150:5份；
硫化剂双二五：0.6份；
三烯丙基异氰脲酸酯：2份。
本发明实施例提供该橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、先将过氧氟橡胶投入密炼机，在转速为30rpm的条件下混炼60-90s，随后投入硅藻土和氧化镁-150，在同样转速下继续混炼180-240s，直至表面无白色粉末；
S2、向步骤S1中混合好的材料中加入炭黑N990与氧化铁红S-130后继续在转速为30rpm条件下混合60-120s至颜色均匀；
S3、将步骤S2中混合好的材料排胶至开炼机，薄通5次后待胶料表面无明显色差下片，停放16h；
S4、将步骤S3中得到的混合物再次投入密炼机中，并向其中加入硫化剂双二五和三烯丙基异氰脲酸酯TAIC，在转速为25rpm条件下混炼60-90s；
S5、将步骤S4中混合好的材料排胶至开炼机，薄通7次后下片。
实施例2
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶，按质量份数由以下材料组成：
过氧氟橡胶：100份；
硅藻土：20份；
氧化铁红S-130:6份；
炭黑N990:6份；
氧化镁-150:5份；
硫化剂双二五：0.8份；
三烯丙基异氰脲酸酯：2份。
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、先将过氧氟橡胶投入密炼机，在转速为30rpm的条件下混炼60-90s，随后投入硅藻土和氧化镁-150，在同样转速下继续混炼180-240s，直至表面无白色粉末；
S2、向步骤S1中混合好的材料中加入炭黑N990与氧化铁红S-130后继续在转速为30rpm条件下混合60-120s至颜色均匀；
S3、将步骤S2中混合好的材料排胶至开炼机，薄通5次后待胶料表面无明显色差下片，停放16h；
S4、将步骤S3中得到的混合物再次投入密炼机中，并向其中加入硫化剂双二五和三烯丙基异氰脲酸酯TAIC，在转速为25rpm条件下混炼60-90s；
S5、将步骤S4中混合好的材料排胶至开炼机，薄通7次后下片。
实施例3
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶，按质量份数由以下材料组成：
过氧氟橡胶：100份；
硅藻土：20份；
氧化铁红S-130:6份；
炭黑N990:6份；
氧化镁-150:5份；
硫化剂双二五：0.8份；
三烯丙基异氰脲酸酯：2.5份。
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、先将过氧氟橡胶投入密炼机，在转速为30rpm的条件下混炼60-90s，随后投入硅藻土和氧化镁-150，在同样转速下继续混炼180-240s，直至表面无白色粉末；
S2、向步骤S1中混合好的材料中加入炭黑N990与氧化铁红S-130后继续在转速为30rpm条件下混合60-120s至颜色均匀；
S3、将步骤S2中混合好的材料排胶至开炼机，薄通5次后待胶料表面无明显色差下片，停放16h；
S4、将步骤S3中得到的混合物再次投入密炼机中，并向其中加入硫化剂双二五和三烯丙基异氰脲酸酯TAIC，在转速为25rpm条件下混炼60-90s；
S5、将步骤S4中混合好的材料排胶至开炼机，薄通7次后下片。
实施例4
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶，按质量份数由以下材料组成：
过氧氟橡胶：100份；
硅藻土：25份；
氧化铁红S-130:6份；
炭黑N990:6份；
氧化镁-150:5份；
硫化剂双二五：0.8份；
三烯丙基异氰脲酸酯：2.5份。
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、先将过氧氟橡胶投入密炼机，在转速为30rpm的条件下混炼60-90s，随后投入硅藻土和氧化镁-150，在同样转速下继续混炼180-240s，直至表面无白色粉末；
S2、向步骤S1中混合好的材料中加入炭黑N990与氧化铁红S-130后继续在转速为30rpm条件下混合60-120s至颜色均匀；
S3、将步骤S2中混合好的材料排胶至开炼机，薄通5次后待胶料表面无明显色差下片，停放16h；
S4、将步骤S3中得到的混合物再次投入密炼机中，并向其中加入硫化剂双二五和三烯丙基异氰脲酸酯TAIC，在转速为25rpm条件下混炼60-90s；
S5、将步骤S4中混合好的材料排胶至开炼机，薄通7次后下片。
实施例5
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶，按质量份数由以下材料组成：
过氧氟橡胶：100份；
硅藻土：25份；
氧化铁红S-130:6份；
炭黑N990:6份；
氧化镁-150:5份；
硫化剂双二五：0.8份；
三烯丙基异氰脲酸酯：3份。
一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、先将过氧氟橡胶投入密炼机，在转速为30rpm的条件下混炼60-90s，随后投入硅藻土和氧化镁-150，在同样转速下继续混炼180-240s，直至表面无白色粉末；
S2、向步骤S1中混合好的材料中加入炭黑N990与氧化铁红S-130后继续在转速为30rpm条件下混合60-120s至颜色均匀；
S3、将步骤S2中混合好的材料排胶至开炼机，薄通5次后待胶料表面无明显色差下片，停放16h；
S4、将步骤S3中得到的混合物再次投入密炼机中，并向其中加入硫化剂双二五和三烯丙基异氰脲酸酯TAIC，在转速为25rpm条件下混炼60-90s；
S5、将步骤S4中混合好的材料排胶至开炼机，薄通7次后下片。
对比例1
一种电机油封橡胶，按质量份数由以下材料组成；
普通氟橡胶：100份；
硅藻土：25份；
氧化铁红S-130：6份；
炭黑N990：6份；
氧化镁-150:5份；
氢氧化钙：6份；
双酚AF：1.0；
苄基三苯基氯化磷:0.3；
所述普通氟橡胶指代未采用过氧化物进行硫化的氟橡胶。
一种电机油封用橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、先将普通氟橡胶投入密炼机，在转速为30rpm的条件下混炼60-90s，随后投入硅藻土、氧化镁-150和氢氧化钙，在同样转速下继续混炼180-240s，直至表面无白色粉末；
S2、向步骤S1中混合好的材料中加入炭黑N990与氧化铁红S-130后继续在转速为30rpm条件下混合60-120s至颜色均匀；
S3、将步骤S2中混合好的材料排胶至开炼机，薄通5次后待胶料表面无明显色差下片，停放16h；
S4、将步骤S3中得到的混合物再次投入密炼机中，并向其中加入硫化剂双酚AF和苄基三苯基氯化磷，在转速为25rpm条件下混炼60-90s；
S5、将步骤S4中混合好的材料排胶至开炼机，薄通7次后下片。
对比例2
一种电机油封橡胶，按质量份数由一下材料组成：
过氧氟橡胶：100份；
硅酸钙：25份；
氧化铁红S-130：6份；
炭黑N990：6份；
氧化镁-150:5份；
硫化剂双二五：0.8份；
三烯丙基异氰脲酸酯：2.5份。
一种电机油封橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、先将过氧氟橡胶投入密炼机，在转速为30rpm的条件下混炼60-90s，随后投入硅酸钙和氧化镁-150，在同样转速下继续混炼180-240s，直至表面无白色粉末；
S2、向步骤S1中混合好的材料中加入炭黑N990与氧化铁红S-130后继续在转速为30rpm条件下混合60-120s至颜色均匀；
S3、将步骤S2中混合好的材料排胶至开炼机，薄通5次后待胶料表面无明显色差下片，停放16h；
S4、将步骤S3中得到的混合物再次投入密炼机中，并向其中加入硫化剂双二五和三烯丙基异氰脲酸酯，在转速为25rpm条件下混炼60-90s；
S5、将步骤S4中混合好的材料排胶至开炼机，薄通7次后下片。
根据上述7种实施方案中所得实验数据以表格形式列出，如下表所示：
| 检测项目 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 |
| 硬度 | 邵A | 68 | 69 | 69 | 72 | 73 | 72 | 72 |
| 拉伸强度 | Mpa | 18.32 | 19.03 | 19.74 | 21.56 | 21.87 | 13.41 | 18.37 |
| 拉断伸长率 | ％ | 349 | 333 | 342 | 317 | 325 | 276 | 304 |
| 阿克隆磨耗 | cm3 | 0.78 | 0.69 | 0.64 | 0.42 | 0.57 | 0.53 | 0.96 |
| 应力松弛 | ％ | 18.6 | 17.5 | 15.3 | 15.4 | 15.1 | 27.3 | 15.5 |
根据以上7种实施方案进行对比能够看出，实施例4中所得制品的整体性能最为优异；通过提高硅藻土的用量，橡胶在机械剪切力作用下被挤压进硅藻土孔洞中的较小聚合物分子链含量也随之增大，使得橡胶与硅藻土的结合更加牢固，提高胶料的物理性能及耐磨性；通过提高双二五及三烯丙基异氰脲酸酯的用量，交联点会随之增多，稳定性较好，使得胶料的弹性提高，应力松弛减小。
以上参考了优选实施例对本发明进行了描述，但本发明的保护范围并不限制于此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本发明的保护范围内。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。
Claims (2)
1.一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶，其特征在于，按质量份数由以下材料组成：
过氧氟橡胶：100份；
硅藻土：25份；
氧化铁红:6份；
炭黑:6份；
氧化镁:5份；
硫化剂：0.8份；
三烯丙基异三聚氰酸酯：2.5份；
所述过氧氟橡胶中的氟含量为63-67%；
所述硫化剂选用硫化剂双二五。
2.根据权利要求1所述的一种高转速电机油封用耐磨低应力松弛橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、先将过氧氟橡胶投入密炼机，在转速为30rpm的条件下混炼60-90s，随后投入硅藻土和氧化镁-150，在同样的转速下继续混炼180-240s，直至表面无白色粉末；
S2、向步骤S1中混合好的材料中加入炭黑N990与氧化铁红S-130，随后继续在转速为30rpm条件下混合60-120s至颜色均匀；
S3、将步骤S2中混合好的材料排胶至开炼机，薄通5次后待胶料表面无明显色差下片，停放16h；
S4、将步骤S3中得到的混合物再次投入密炼机中，并向其中加入硫化剂双二五和三烯丙基异三聚氰酸酯，在转速为25rpm条件下混炼60-90s；
S5、将步骤S4中混合好的材料排胶至开炼机，薄通7次后下片。
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| CN107446278A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-08 | 陕西奉航橡胶密封件有限责任公司 | 一种耐磨油封用彩色氟橡胶及其制备方法 |
| CN110922686A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-03-27 | 青岛海力威新材料科技股份有限公司 | 一种新型止水带橡胶材料以及制备方法 |
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