CN108410106A - 一种耐老化密封胶垫及其制备方法 - Google Patents

一种耐老化密封胶垫及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐老化密封胶垫，包括丙烯酸酯橡胶、丁腈橡胶、炭黑N550、炭黑N110、硅酸钙、油酸丁酯、高活性、ZnO、HAV‑2、防老体系、DCP/TCY硫化体系。该耐老化密封胶垫的制备方法：（1）丁腈橡胶塑练；（2）将塑练后的丁腈橡胶与其余组份均投入开炼机内混炼；（3）混炼后的胶料投入开炼机返炼；（4）将冷却后的返炼胶挤成胶条，然后入模成型，将成型后的胶垫在平板硫化机上硫化，获得密封胶垫。该耐老化密封胶垫具有成本低、使用寿命长、耐受温度高的优点，其中，密封胶垫的长期耐受温度范围为250~350℃；该耐老化密封胶垫在制备过程中，使用的生胶成本低、制备过程简单、组份配方合理。

Description

一种耐老化密封胶垫及其制备方法
技术领域
本发明涉及密封胶垫技术领域，具体为一种耐老化密封胶垫及其制备方法。
背景技术
密封胶垫是机械设备中重要的密封元件，直接关系到机械设备的质量，在机械设备的使用过程中，各器械元件的摩擦使元件之间的温度升高、发动机机舱内的摩擦使机舱内的温度升高，这些温度的改变会直接影响到密封胶垫的密封效果，甚至在温度高的条件下或者在久置的条件下，密封胶垫会发生老化，造成器械元件之间的密封松懈，甚至会严重影响机械设备的正常运行，因此，提供一种在高温下耐老化的密封胶垫尤为重要。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种耐老化密封胶垫及其制备方法，该耐老化密封胶垫具有成本低、使用寿命长、耐受温度高的优点，其中，密封胶垫的长期耐受温度范围为250～350℃；该耐老化密封胶垫在制备过程中，使用的生胶成本低、制备过程简单、组份配方合理。
在现有技术的基础上，本发明提供了一种耐老化密封胶垫，包括下述重量份数的组份：丙烯酸酯橡胶60～80份、丁腈橡胶20～40份、炭黑N550 12～15份、炭黑N110 20～30份、硅酸钙5～10份、油酸丁酯8～12份、高活性MgO 1～3份、ZnO 6～8份、HAV-2 2.5～3.5份、防老体系2.5～3.5份、DCP/TCY硫化体系3～7份。。
优选的，上述耐老化密封胶垫包括下述重量份数的组份：丙烯酸酯橡胶70、丁腈橡胶30、炭黑N550 13份、炭黑N110 25份、硅酸钙8份、油酸丁酯10份、高活性MgO 2份、ZnO 7份、HAV-2 3份、防老体系3份、DCP/TCY硫化体系5份。
上述耐老化密封胶垫中，每一份防老体系包括防老剂NBC0.3～0.7份、防老剂RD1.0～2.0份、防老剂双酚F 1.0～2.0份。
优选的，每一份防老体系包括防老剂NBC 0.5份、防老剂RD 1.5份、防老剂双酚F1.5份。。
上述耐老化密封胶垫的制备方法，步骤如下：
(1)将丁腈橡胶切块，投入密炼机塑练，塑练温度为130～150℃，塑练后，停放24～32h，冷却，备用；优选的，丁腈橡胶塑练胶的停放时间为28h；
(2)将丙烯酸酯橡胶与步骤(1)塑练后的丁腈橡胶投入开炼机中，经4～5min的辊压、翻炼后，获得包辊胶层；向其中依次加入炭黑N550、炭黑N110、硅酸钙、油酸丁酯、高活性MgO、ZnO、HAV-2、防老剂NBC、防老剂RD和防老剂双酚F，继续进行混炼，获得混炼胶，混炼胶在开炼机上翻胶下片冷却后，停放24～32h，备用；优选的，混炼胶翻胶下片后的停放时间为28h；
(3)将冷却后的混炼胶投入开炼机内，向其中加入DCP/TCY硫化体系，对混炼胶返炼，获得返炼胶，然后翻胶下片冷却，停放12～24小时后，备用；优选的，返炼胶翻胶下片后的停放时间为18h；
(4)将冷却后的返炼胶投入挤出机内挤成胶条，然后将挤出的胶条入模成型，将成型后的胶垫在平板硫化机上硫化，获得密封胶垫。
DCP/TCY硫化体系为：DCP 1.5份、TCY 1份、硫磺0.5份、促进剂DM 0.5份。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、使用丙烯酸酯橡胶和丁腈橡胶的作为原料制备的耐老化密封胶垫具有节约成本的优点且通过本发明提供的制备方法，具有获得的密封胶垫耐受温度高的优点其中，密封胶垫的耐受温度范围为250～350℃。
2、使用炭黑N550、炭黑N110和硅酸钙作为填充剂能够有效提高丙烯酸酯橡胶和丁腈橡胶的加工性能和硬度，使混炼过程可控且能够顺利进行。
3、使用油酸丁酯、高活性MgO、ZnO和HAV-2作为促进剂，能够有效提高制备过程中老化剂、硫化剂和填充剂的充分分散，使制备的胶料品质均匀，耐老化强度高。
4、防老剂NBC、防老剂RD和防老剂双酚F的使用，可以有效防止密封垫在放置过程中***、变脆，且可使密封胶垫具有较大的扯断伸长率和耐热老化性能；另外，防老剂的配合使用，可减少密封胶垫制备过程中的毒性，使制备过程更加安全。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下，可以对本发明的技术方案细节进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围。
实施例1：
一种耐老化密封胶垫包括下述重量份数的组份：丙烯酸酯橡胶70、丁腈橡胶30、炭黑N550 13份、炭黑N110 25份、硅酸钙8份、油酸丁酯10份、高活性MgO 2份、ZnO 7份、HAV-23份、防老体系3份、DCP/TCY硫化体系5份。
其中，每一份防老体系包括防老剂NBC 0.5份、防老剂RD 1.5份、防老剂双酚F 1.5份。
上述耐老化密封胶垫的制备方法，步骤如下：
(1)将丁腈橡胶切块，投入密炼机塑练，塑练温度为140℃，塑练后，停放28h，冷却，备用；
(2)将丙烯酸酯橡胶与步骤(1)塑练后的丁腈橡胶投入开炼机中，经4～5min的辊压、翻炼后，获得包辊胶层；向其中依次加入炭黑N550、炭黑N110、硅酸钙、油酸丁酯、高活性MgO、ZnO、HAV-2、防老剂NBC、防老剂RD和防老剂双酚F，继续进行混炼，获得混炼胶，混炼胶在开炼机上翻胶下片冷却后，停放28h，备用；
(3)将冷却后的混炼胶投入开炼机内，向其中加入DCP/TCY硫化体系，对混炼胶返炼，获得返炼胶，然后翻胶下片冷却，停放18小时后，备用；
(4)将冷却后的返炼胶投入挤出机内挤成胶条，然后将挤出的胶条入模成型，将成型后的胶垫在平板硫化机上硫化，获得密封胶垫。对比例1：
一种密封胶垫包括下述重量份数的组份：丙烯酸酯橡胶70、丁腈橡胶30、炭黑N55013份、炭黑N110 25份、硅酸钙8份、油酸丁酯10份、高活性MgO 2份、ZnO 7份、HAV-2 3份、防老剂RD 1.5份、硫磺5份。
上述密封胶垫的制备方法同实施例1。
实施例2：
一种耐老化密封胶垫，包括下述重量份数的组份：丙烯酸酯橡胶60、丁腈橡胶40份、炭黑N550 12份、炭黑N110 20份、硅酸钙5份、油酸丁酯8份、高活性MgO 1份、ZnO 6份、HAV-2 2.5份、防老体系2.5份、DCP/TCY硫化体系3份。
其中，每一份防老体系包括防老剂NBC 0.3份、防老剂RD 1.0份、防老剂双酚F 1.0份。
上述耐老化密封胶垫的制备方法，步骤如下：
(1)将丁腈橡胶切块，投入密炼机塑练，塑练温度为130℃，塑练后，停放24h，冷却，备用；
(2)将丙烯酸酯橡胶与步骤(1)塑练后的丁腈橡胶投入开炼机中，经4～5min的辊压、翻炼后，获得包辊胶层；向其中依次加入炭黑N550、炭黑N110、硅酸钙、油酸丁酯、高活性MgO、ZnO、HAV-2、防老剂NBC、防老剂RD和防老剂双酚F，继续进行混炼，获得混炼胶，混炼胶在开炼机上翻胶下片冷却后，停放24，备用；
(3)将冷却后的混炼胶投入开炼机内，向其中加入DCP/TCY硫化体系，对混炼胶返炼，获得返炼胶，然后翻胶下片冷却，停放12小时后，备用；
(4)将冷却后的返炼胶投入挤出机内挤成胶条，然后将挤出的胶条入模成型，将成型后的胶垫在平板硫化机上硫化，获得密封胶垫。
实施例3：
一种耐老化密封胶垫，包括下述重量份数的组份：丙烯酸酯橡胶80份、丁腈橡胶20份、炭黑N550 15份、炭黑N110 30份、硅酸钙10份、油酸丁酯12份、高活性MgO 3份、ZnO 8份、HAV-2 3.5份、防老体系3.5份、DCP/TCY硫化体系7份。
在耐老化密封胶垫中，每一份防老体系包括防老剂NBC 0.7份、防老剂RD 2.0份、防老剂双酚F 2.0份。
上述耐老化密封胶垫的制备方法，步骤如下：
(1)将丁腈橡胶切块，投入密炼机塑练，塑练温度为150℃，塑练后，停放32h，冷却，备用；
(2)将丙烯酸酯橡胶与步骤(1)塑练后的丁腈橡胶投入开炼机中，经4～5min的辊压、翻炼后，获得包辊胶层；向其中依次加入炭黑N550、炭黑N110、硅酸钙、油酸丁酯、高活性MgO、ZnO、HAV-2、防老剂NBC、防老剂RD和防老剂双酚F，继续进行混炼，获得混炼胶，混炼胶在开炼机上翻胶下片冷却后，停放32h，备用；
(3)将冷却后的混炼胶投入开炼机内，向其中加入DCP/TCY硫化体系，对混炼胶返炼，获得返炼胶，然后翻胶下片冷却，停放24小时后，备用；
(4)将冷却后的返炼胶投入挤出机内挤成胶条，然后将挤出的胶条入模成型，将成型后的胶垫在平板硫化机上硫化，获得密封胶垫。
将上述实施例1～3及对比例1获得的密封胶垫进行未老化和老化后的邵氏A硬度测定和拉伸强度测定，其中，老化条件为：300℃条件下，老化96h，
测定结果如下：
在实施例1～实施例3中，密封胶垫的硬度、拉伸强度和耐热老化性能良好，这表明，DCP/TCY硫化体系的使用，能够有效提高密封胶垫的耐老化性、拉伸强度，对比例1的数据可以明显看出，仅使用硫磺作为硫化剂，导致密封胶垫的拉伸强度变差且硬度变化大，说明老化后，密封胶垫的性能差，而本发明获得的密封胶垫在老化前及老化后的性能变化少，因此，本发明提供的密封胶垫具有良好的耐老化性能。

Claims (8)

1.一种耐老化密封胶垫，其特征在于，包括下述重量份数的组份：丙烯酸酯橡胶60~80份、丁腈橡胶20~40份、炭黑N550 12~15份、炭黑N110 20~30份、硅酸钙5~10份、油酸丁酯8~12份、高活性MgO 1~3份、ZnO 6~8份、HAV-2 2.5~3.5份、防老体系2.5~3.5份、DCP/TCY硫化体系 3~7份。
2.如权利要求1所述的耐老化密封胶垫，其特征在于，包括下述重量份数的组份：丙烯酸酯橡胶70、丁腈橡胶30、炭黑N550 13份、炭黑N110 25份、硅酸钙8份、油酸丁酯10份、高活性MgO 2份、ZnO 7份、HAV-2 3份、防老体系3份、DCP/TCY硫化体系 5份。
3.如权利要求1或2所述的耐老化密封胶垫，其特征在于，每一份防老体系包括防老剂NBC 0.3~0.7份、防老剂RD 1.0~2.0份、防老剂双酚F 1.0~2.0份。
4.如权利要求3所述的耐老化密封胶垫，其特征在于，每一份防老体系包括防老剂NBC0.5份、防老剂RD 1.5份、防老剂双酚F 1.5份。
5.如权利要求1或2或4所述的耐老化密封胶垫的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）将丁腈橡胶切块，投入密炼机塑练，塑练温度为130~150℃，塑练后，停放24~32h，冷却，备用；
（2）将丙烯酸酯橡胶与步骤（1）塑练后的丁腈橡胶投入开炼机中，经4~5min的辊压、翻炼后，获得包辊胶层；向其中依次加入炭黑N550、炭黑N110、硅酸钙、油酸丁酯、高活性MgO、ZnO、HAV-2、防老剂NBC、防老剂RD和防老剂双酚F，继续进行混炼，获得混炼胶，混炼胶在开炼机上翻胶下片冷却后，停放24~32h，备用；
（3）将冷却后的混炼胶投入开炼机内，向其中加入DCP/TCY硫化体系，对混炼胶返炼，获得返炼胶，然后翻胶下片冷却，停放12~24小时后，备用；
（4）将冷却后的返炼胶投入挤出机内挤成胶条，然后将挤出的胶条入模成型，将成型后的胶垫在平板硫化机上硫化，获得密封胶垫。
6.如权利要求5所述的耐老化密封胶垫的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，丁腈橡胶塑练胶的停放时间为28h。
7.如权利要求5所述的耐老化密封胶垫的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，混炼胶翻胶下片后的停放时间为28h。
8.如权利要求5所述的耐老化密封胶垫的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，返炼胶翻胶下片后的停放时间为18h。
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