CN1492021A - 橡胶密封圈及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种由硬度80－100度的骨架部分和硬度48－62度的密封部分构成的橡胶密封圈及其制造方法，这种密封圈的骨架部分和密封部分之间不需要使用粘合剂，结合性良好，使用寿命长。

Description

橡胶密封圈及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶密封国及其制造方法，更具体地说，涉及一种用于液体管道静密封领域、特别是聚氯乙烯水管静密封的全橡胶密封圈及其制造方法。

技术背景

纯橡胶的密封圈，由于没有挺性，在一些有着特殊要求的地方，很难达到所需的效果。例如在液体管道静密封领域，如果使用纯橡胶的密封圈，由于橡胶圈太软，无法在管道中安装。所以，传统上，在这些领域使用的密封圈是以金属材料作为骨架材料。由于金属材料和橡胶材料的不同属性，两者的结合必须依靠金属表面的处理，如酸洗、镀铜、磷化等，同时还要在金属材料上涂抹粘合剂。另外，金属材料在加工过程中，半成品不能在空气中长期置放，否则会因氧化反应导致与橡胶结合不好。由于制造过程要求严格，用金属材料作骨架的密封圈，在实际使用过程中，橡胶和金属材料的结合易于变弱，从而使得寿命下降。

发明内容

鉴于金属材料作骨架的橡胶密封圈存在的上述问题，本发明人进行了大量深入细致的研究，希望找到一种制造工艺简单、骨架部分与密封部分结合性强、使用寿命长的密封圈，从而代替现有密封圈。结果发现，采用橡胶材料替代金属材料作为骨架可以制得一种全橡胶的密封圈。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于液体管道静密封的全橡胶密封圈，由硬度不同的橡胶骨架部分和橡胶密封部分构成，由于两种橡胶部分是同一材质，结合性良好，不需要使用粘合剂。

本发明的另一个目的是提供一种橡胶密封圈的制造方法，该方法由于省去了涂布粘合剂的步骤，工艺简单，生产成本低。

更具体地讲，本发明提供了一种全橡胶密封圈，其由作为密封圈骨架部分的硬度80-100度的橡胶和作为密封圈密封部分的硬度48-62度的橡胶构成。

本发明还提供了一种全橡胶密封圈的制造方法，包括如下步骤：

(1)将橡胶骨架材料部分硫化，然后置于模具内；

(2)向所述模具内注入橡胶密封材料，与已部分硫化的橡胶骨架材料一起完全硫化，得到所述橡胶密封圈。

下面详细描述本发明。

本发明中，术语“高苯乙烯橡胶”，指苯乙烯含量在45％以上的高苯乙烯(即丁二烯与苯乙烯的共聚物)。

术语“完全硫化”是指：橡胶在加温加压下通过硫化剂的作用，分子之间达到完全交联。本发明中，”正硫化”与“完全硫化”可以通用。

术语：“部队分硫化”是指：橡胶在加温加压的条件下，分子间未达到完全交联，即部分交联。本发明中，“部分硫化”与“半硫化”可以通用。

术语“硬度”是指邵尔硬度。

适用于本发明的橡胶骨架材料是能够提高橡胶硬度并且能够与橡胶共混的材料，具体可以列举天然橡胶、异戊橡胶、低压聚乙烯、中压聚乙烯、高苯乙烯橡胶等。只要加工后能够得到适合本发明的硬度，则没有特别限制。可以只使用一种橡胶材料，也可以使用两种以上橡胶材料的共混物。

从有效提高硬度的观点来看，优选使用高密度苯乙烯、低密度苯乙烯或高苯乙烯橡胶和丁苯橡胶的混炼产物，更优选使用高苯乙烯橡胶和丁苯橡胶的混炼产物。

适用于本发明的橡胶密封材料是指具有一定硬度并具有弹性的材料，具体可以列举丁苯橡胶、天然橡胶、异戊橡胶等。只要能够符合本发明要求的密封性能以及变形恢复性，没有特别的限制。

其中，从经济和饮用水要求的角度考虑，优选使用充油丁苯橡胶、充碳黑丁苯橡胶、低温丁苯橡胶等，更优选低温丁苯橡胶，最优选1502丁苯橡胶。

用于本发明橡胶密封圈的骨架材料以及密封材料均可以根据需要含有橡胶中常规使用的各种助剂和添加剂。

本发明橡胶密封国产品中，正硫化后的橡胶骨架部分的硬度为80-100度，优选97-99度，最优选98度；正硫化后的橡胶密封部分的硬度为48-62度，优选50-60度，最优选54-57度。

本发明中的橡胶密封圈的骨架部分与密封部分的重量比可以根据不同规格的密封圈进行调整。

适用于本发明的橡胶骨架材料的高苯乙烯橡胶中的苯乙烯含量为50-60％，适用于本发明的橡胶密封材料的丁苯橡胶中的苯乙烯含量为23.5％。

适用于本发明的橡胶材料是本领域公知的，可以按照本领域公知的方法制备或者市购。作为骨架材料，例如有高苯乙烯橡胶，其可列举的商品有购自韩国大宇公司的KHS48，日本Zeon公司的HS860等。作为密封材料，例如有丁苯橡胶，其可列举的商品有购自吉化的1502丁苯橡胶，齐鲁石化的1502丁苯橡胶等。

本发明的橡胶密封圈可以采用本领域公知的方法制造。例如，可以举出下面的一种方法。将橡胶密封圈的骨架材料在混炼机中混炼，得到混炼胶，经热压模半硫化，成为预期硬度的半成品骨架部分，置于射出机模具中。将密封材料在混炼机中混炼，得到混炼胶，将所述混炼胶加入螺杆机塑化后注入上述射出机模具内，经高温高压共同硫化后，得到正硫化的密封圈产品。本发明中，只要是包括“半硫化”和“共同硫化”两个步骤，则本发明的橡胶密封圈可以用各种方法制造，不限于上述所例举的方法。

本发明的橡胶密封圈制造方法中的半硫化以及正硫化工艺的具体条件，可以由本领域的普通技术人员根据原料及实际需要确定。

根据本发明制造方法的一个优选实施方案，通过对骨架材料和密封材料使用不同的硫化促进剂，同时利用硫变仪将骨架材料的半硫化点控制在T80-T90，即，以完全硫化为100％计，半硫化度为80-90％，从而使骨架材料半硫化，并且使得到的半硫化品和密封材料一起达到正硫化。

由于骨架材料与密封材料成分相似，所以正硫化后，两者在结构上具有一定的类似性，能够紧密结合。

下面通过实施例对本发明的密封圈及其制造方法进行更为详尽的说明。应当指出，这些实施例仅是用来解释本发明，绝不构成对本发明的任何限制。

本发明中的所有“％”和“份”均是基于重量计。

实施例

下面实施例中的硬度是采用化学工业标准汇编GB/T531-1999的方法测定的。

实施例1

将80份高苯乙烯橡胶(日本Zeon公司制，HS860)和20份丁苯橡胶(齐鲁石化公司制，1502丁苯橡胶)在密炼机中进行混炼，排胶温度为160℃，排胶后在开炼机中加入1份4，4-二硫代二吗啉和0.5份硫磺作为硫化剂，然后冷却得到混炼胶，将得到的混炼胶用热压模进行半硫化，半硫化温度为170℃，时间为180秒，制得半成品骨架部分，放入射出机(德国制，型号DESMA964)的模具内。

将100份丁苯橡胶(齐鲁石化公司制，1502丁苯橡胶)在密炼机中混炼，排胶温度为140℃，制得母胶，母胶冷却后，再次加入密炼机，并加入1份4，4’-二硫代二吗啉和0.5份硫磺作为硫化剂，排胶温度为105℃，得到密封胶，经塑化后，将其注入上述射出机模具内。在温度180℃下共同硫化200秒，制得密封圈产品。

经测定，所得密封圈的骨架部分硬度是98度，密封部分硬度是55度。

本发明采用硬质橡胶作为骨架材料取代金属材料的方法，与采用金属材料的密封圈相比，省去了金属之锻造、电焊、喷砂、酸洗、脱脂、干燥、粘合剂涂布等步骤，具有工艺简单、成本低、不会污染环境的优点，所以，在液体密封用途，特别是静密封用途中有广泛的应用。

Claims (8)

1.一种橡胶密封圈，由橡胶骨架部分和橡胶密封部分构成，其中的骨架部分是硬度80-100度的橡胶材料，密封部分是硬度48-62度的橡胶材料。

2.权利要求1的橡胶密封圈，其中的橡胶骨架部分含有高苯乙烯橡胶和丁苯橡胶。

3.权利要求1的橡胶密封圈，其中的橡胶密封部分含有丁苯橡胶。

4.权利要求2的橡胶密封圈，其中的高苯乙烯橡胶中的苯乙烯含量为50-60重量％。

5.权利要求1-4中任一项的密封圈，其中的橡胶骨架部分的硬度是97-99度。

6.权利要求1-4中任一项的密封圈，其中的橡胶密封部分的硬度是50-60度。

7.一种制造权利要求1-6中任一项的橡胶密封圈的方法，包括如下步骤：

(1)将橡胶骨架材料部分硫化，然后置于模具内；

(2)向所述模具内注入橡胶密封材料，与已部分硫化的橡胶骨架材料一起完全硫化，得到所述橡胶密封圈。

8.权利要求7的方法，其中，在步骤(2)中，所述橡胶骨架材料的硫化点控制在T80-T90。