CN108752666A - 一种丁晴橡胶耐磨密封件及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种丁晴橡胶耐磨密封件及其制备工艺,其原料组成为:丁晴橡胶、补强剂、硫化剂、氧化锌、防老剂、阻燃剂、纳米α‑Fe2O3·SiO2磁性粒子和硬脂酸;本发明原料中纳米α‑Fe2O3·SiO2磁性粒子不仅能在密封件稳定地保持单个颗粒存在而不发生团聚,还能与丁腈橡胶基体的亲和性增强,从而均匀地分散在丁腈橡胶基体内,而且每个颗粒仍能保持很高的表面能与表面活性,因而其有利于加强丁腈橡胶在摩擦副表面上形成物理吸附膜,该物理吸附膜在摩擦表面具有自修复功能,从而起到了耐磨减摩作用,同时使丁腈橡胶基体具有磁力吸引作用,所加工的密封件可通过磁力作用与机械凹槽紧密结合,具有更好的密封效果。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种丁晴橡胶耐磨密封件及其制备工艺。
背景技术
丁腈橡胶是一种非常重要且用量很大的工业材料,其具有优良的耐油、耐热和耐腐蚀性。丁腈橡胶密封件广泛应用于机械、电子、交通、石油化工、冶金、航空等领域。在高速、高低温、强腐蚀等恶劣工况下,性能不断提高的各种机械电子设备对橡胶密封件的性能要求也日益严格。为了提高密封件的工作能力,除了要考虑密封材料必须的力学性能、弹性和耐油性外,还必须最大限度地提高材料的抗磨、减摩性能,掌握橡胶密封制品的贮存寿命和使用寿命,以及了解密封用橡胶材料的评价指标,从而进行不同密封用橡胶材料之间或同一种密封用橡胶材料不同性能之间的发展程度的比较,最终选择出最适合使用条件的橡胶材料。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明原料中纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子有利于加强丁腈橡胶在摩擦副表面上形成物理吸附膜,该物理吸附膜在摩擦表面具有自修复功能,从而起到了耐磨减摩作用;本发明原料中阻燃剂由聚磷酸铵和蒙脱土混合而成,它们均不含卤素以及其他有害物质,燃烧过程中也不会产生有毒害气体造成二次污染。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种丁晴橡胶耐磨密封件,其原料由按重量份计:丁晴橡胶80-120份、补强剂40-60份、硫化剂1.5-2.5份、氧化锌3.2-3.7份、防老剂2.8-3.2份、阻燃剂1.1-1.4份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子0.9-1.1份和硬脂酸1.2-1.5份。
优先的,一种丁晴橡胶耐磨密封件,其制备方法包括以下步骤:
a、先将丁晴橡胶置于开炼机塑练50min;
b、再加入上述质量份的补强剂、硫化剂、氧化锌、防老剂、阻燃剂、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子和硬脂酸进行混炼,过滤并成型得到成型件;
c、将步骤b中的成型件置于模具中进行第一次硫化,其第一次硫化的时间为4-5min;
d、将步骤c中第一次硫化后的成型件置于烘箱中在160℃温度下进行第二次硫化,其第二次硫化时间为1-2h;
e、再对成型件进行冲切去边,即可得到丁晴橡胶耐磨密封件。
优先的,所述补强剂为炭黑,所述硫化剂由硫磺与微硅粉按3:1质量比例混合而成,所述防老剂为石。
优先的,所述阻燃剂由聚磷酸铵和蒙脱土按1:4质量比例混合而成。
优先的,一种丁晴橡胶耐磨密封件,其原料由按重量份计:丁晴橡胶100-120份、补强剂50-60份、硫化剂1.5-2份、氧化锌3.2-3.5份、防老剂2.8-3份、阻燃剂1.3-1.4份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子0.9-1份和硬脂酸1.2-1.4份。
优先的,一种丁晴橡胶耐磨密封件,其原料由按重量份计:丁晴橡胶90份、补强剂50份、硫化剂2份、氧化锌3.3份、防老剂3份、阻燃剂1.3份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子1份和硬脂酸1.3份。
(三)有益效果
1、本发明原料中纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子不仅能在密封件稳定地保持单个颗粒存在而不发生团聚,还能与丁腈橡胶基体的亲和性增强,从而均匀地分散在丁腈橡胶基体内,而且每个颗粒仍能保持很高的表面能与表面活性,因而其有利于加强丁腈橡胶在摩擦副表面上形成物理吸附膜,该物理吸附膜在摩擦表面具有自修复功能,从而起到了耐磨减摩作用,同时使丁腈橡胶基体具有磁力吸引作用,所加工的密封件可通过磁力作用与机械凹槽紧密结合,具有更好的密封效果。
2、本发明原料中阻燃剂由聚磷酸铵和蒙脱土混合而成,蒙脱土能使聚磷酸铵在丁腈橡胶基分散均匀,只需少量聚磷酸铵就能显著提高密封件的阻燃性能,因此两者具有很好的协同作用,它们均不含卤素以及其他有害物质,燃烧过程中也不会产生有毒害气体造成二次污染,另外蒙脱土还能使密封件的机械性得以提高,提高了密封件的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,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,本领域普通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。
实施例1:
一种丁晴橡胶耐磨密封件,其原料由按重量份计:丁晴橡胶80份、补强剂40份、硫化剂1.5份、氧化锌3.3份、防老剂2.8份、阻燃剂1.2份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子0.9份和硬脂酸1.3份。
其制备方法包括以下步骤:
a、先将丁晴橡胶置于开炼机塑练50min;
b、再加入上述质量份的补强剂、硫化剂、氧化锌、防老剂、阻燃剂、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子和硬脂酸进行混炼,过滤并成型得到成型件;
c、将步骤b中的成型件置于模具中进行第一次硫化,其第一次硫化的时间为4min;
d、将步骤c中第一次硫化后的成型件置于烘箱中在160℃温度下进行第二次硫化,其第二次硫化时间为1h;
e、再对成型件进行冲切去边,即可得到丁晴橡胶耐磨密封件。
实施例2:
一种丁晴橡胶耐磨密封件,其原料由按重量份计:丁晴橡胶90份、补强剂50份、硫化剂1.75份、氧化锌3.3份、防老剂2.9份、阻燃剂1.1份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子0.9份和硬脂酸1.3份。
其制备方法包括以下步骤:
a、先将丁晴橡胶置于开炼机塑练50min;
b、再加入上述质量份的补强剂、硫化剂、氧化锌、防老剂、阻燃剂、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子和硬脂酸进行混炼,过滤并成型得到成型件;
c、将步骤b中的成型件置于模具中进行第一次硫化,其第一次硫化的时间为4min;
d、将步骤c中第一次硫化后的成型件置于烘箱中在160℃温度下进行第二次硫化,其第二次硫化时间为1.5h;
e、再对成型件进行冲切去边,即可得到丁晴橡胶耐磨密封件。
实施例3:
一种丁晴橡胶耐磨密封件,其原料由按重量份计:丁晴橡胶90份、补强剂60份、硫化剂1.8份、氧化锌3.4份、防老剂2.9份、阻燃剂1.3份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子1份和硬脂酸1.2份。
其制备方法包括以下步骤:
a、先将丁晴橡胶置于开炼机塑练50min;
b、再加入上述质量份的补强剂、硫化剂、氧化锌、防老剂、阻燃剂、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子和硬脂酸进行混炼,过滤并成型得到成型件;
c、将步骤b中的成型件置于模具中进行第一次硫化,其第一次硫化的时间为4min;
d、将步骤c中第一次硫化后的成型件置于烘箱中在160℃温度下进行第二次硫化,其第二次硫化时间为2h;
e、再对成型件进行冲切去边,即可得到丁晴橡胶耐磨密封件。
实施例4:
一种丁晴橡胶耐磨密封件,其原料由按重量份计:丁晴橡胶80-120份、补强剂50份、硫化剂2.2份、氧化锌3.6份、防老剂3.1份、阻燃剂1.2份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子1.1份和硬脂酸1.5份。
其制备方法包括以下步骤:
a、先将丁晴橡胶置于开炼机塑练50min;
b、再加入上述质量份的补强剂、硫化剂、氧化锌、防老剂、阻燃剂、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子和硬脂酸进行混炼,过滤并成型得到成型件;
c、将步骤b中的成型件置于模具中进行第一次硫化,其第一次硫化的时间为5min;
d、将步骤c中第一次硫化后的成型件置于烘箱中在160℃温度下进行第二次硫化,其第二次硫化时间为2h;
e、再对成型件进行冲切去边,即可得到丁晴橡胶耐磨密封件。
实施例5:
一种丁晴橡胶耐磨密封件,其原料由按重量份计:丁晴橡胶120份、补强剂60份、硫化剂2.4份、氧化锌3.7份、防老剂3.2份、阻燃剂1.3份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子1.1份和硬脂酸1.5份。
其制备方法包括以下步骤:
a、先将丁晴橡胶置于开炼机塑练50min;
b、再加入上述质量份的补强剂、硫化剂、氧化锌、防老剂、阻燃剂、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子和硬脂酸进行混炼,过滤并成型得到成型件;
c、将步骤b中的成型件置于模具中进行第一次硫化,其第一次硫化的时间为5min;
d、将步骤c中第一次硫化后的成型件置于烘箱中在160℃温度下进行第二次硫化,其第二次硫化时间为1h;
e、再对成型件进行冲切去边,即可得到丁晴橡胶耐磨密封件。
实施例6:
一种丁晴橡胶耐磨密封件,其原料由按重量份计:丁晴橡胶90份、补强剂50份、硫化剂2份、氧化锌3.3份、防老剂3份、阻燃剂1.3份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子1份和硬脂酸1.3份。
其制备方法包括以下步骤:
a、先将丁晴橡胶置于开炼机塑练50min;
b、再加入上述质量份的补强剂、硫化剂、氧化锌、防老剂、阻燃剂、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子和硬脂酸进行混炼,过滤并成型得到成型件;
c、将步骤b中的成型件置于模具中进行第一次硫化,其第一次硫化的时间为5min;
d、将步骤c中第一次硫化后的成型件置于烘箱中在160℃温度下进行第二次硫化,其第二次硫化时间为1.5h;
e、再对成型件进行冲切去边,即可得到丁晴橡胶耐磨密封件。
综上,将现有的密封件及其制备方法作为对照组,采用本发明一种丁晴橡胶耐磨密封件及其制备工艺作为实验组,将对照组与本发明实施例1-6的丁晴橡胶耐磨密封件。耐磨性能测试为使用磨损试验机,测试密封件单位磨损量,在相同的条件下,得到各项的指标数据如下表:
由数据可知,本发明实施例1-6的所制备的丁晴橡胶耐磨密封件耐磨性得到了提高,其中实施例6的效果最为明显。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: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;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种丁晴橡胶耐磨密封件,其特征在于,其原料由按重量份计:丁晴橡胶80-120份、补强剂40-60份、硫化剂1.5-2.5份、氧化锌3.2-3.7份、防老剂2.8-3.2份、阻燃剂1.1-1.4份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子0.9-1.1份和硬脂酸1.2-1.5份。
2.如权利要求1所述的一种丁晴橡胶耐磨密封件,其特征在于,其制备方法包括以下步骤:
a、先将丁晴橡胶置于开炼机塑练50min;
b、再加入上述质量份的补强剂、硫化剂、氧化锌、防老剂、阻燃剂、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子和硬脂酸进行混炼,过滤并成型得到成型件;
c、将步骤b中的成型件置于模具中进行第一次硫化,其第一次硫化的时间为4-5min;
d、将步骤c中第一次硫化后的成型件置于烘箱中在160℃温度下进行第二次硫化,其第二次硫化时间为1-2h;
e、再对成型件进行冲切去边,即可得到丁晴橡胶耐磨密封件。
3.如权利要求1所述的一种丁晴橡胶耐磨密封件,其特征在于:所述补强剂为炭黑,所述硫化剂由硫磺与微硅粉按3:1质量比例混合而成,所述防老剂为石蜡。
4.如权利要求1所述的一种丁晴橡胶耐磨密封件,其特征在于:所述阻燃剂由聚磷酸铵和蒙脱土按1:4质量比例混合而成。
5.如权利要求1所述的一种丁晴橡胶耐磨密封件,其特征在于,其原料由按重量份计:丁晴橡胶100-120份、补强剂50-60份、硫化剂1.5-2份、氧化锌3.2-3.5份、防老剂2.8-3份、阻燃剂1.3-1.4份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子0.9-1份和硬脂酸1.2-1.4份。
6.如权利要求1所述的一种丁晴橡胶耐磨密封件,其特征在于,其原料由按重量份计:丁晴橡胶90份、补强剂50份、硫化剂2份、氧化锌3.3份、防老剂3份、阻燃剂1.3份、纳米α-Fe2O3·SiO2磁性粒子1份和硬脂酸1.3份。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181106 |