一种耐低温橡胶密封圈及其制备方法与流程

1.本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种耐低温橡胶密封圈及其制备方法。


背景技术：

2.随着国家产业转型升级步伐的加快，自动化设备和智能化设备出现井喷式增长，对高精度、长使用寿命的气动元器件和液压元器件的需求增长十分迅速。其中安装于液压和气动元器件或相关机械设备上的往复运动密封件在一定温度、压力及不同液体和气体中，可于静止或运动状态下起到密封作用，防止液体或气体泄漏。因此，作为液压和启动元器件的核心配件，往复运动密封件不仅需要有良好的弹性和密封性，对耐磨损、耐高温、耐腐蚀、耐油、抗老化、耐疲劳等性能也有较高要求。然而，现有的往复运动密封件因耐磨性能差、动态生热高、易产生老化变硬等缺陷，导致元器件密封失效而泄漏时有发生，产品使用寿命短，仅能承受大约10～100万次的往复运动，设备维修频次高，无法满足液压和气动元器件或其他密封机械设备高往复运动的使用要求。
3.常用用于制作密封圈的材料有由氟橡胶、氢化丁腈橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶等材料，这类常见材料具有一定的弹性和密封性。
4.但是，目前所使用的橡胶密封圈还存在以下问题：
5.1、耐低温性能差；
6.2、耐磨，耐曲折，耐油，密封性能等综合性能差。
7.基于上述情况，本发明提出了一种耐低温橡胶密封圈及其制备方法，可有效解决以上问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种耐低温橡胶密封圈及其制备方法。本发明的耐低温橡胶密封圈通过精选原料组成，采用了天然橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶热塑性聚氨酯弹性体橡胶、增强纤维、补强剂、填料、加工助剂、防老剂、纳米活性氧化锌、硬脂酸锌、硫化剂、促进剂作为原料，制得的耐低温橡胶密封圈耐低温性能好；耐磨性能好，耐曲折性能好，耐油，密封性能等综合性能优良，具有广阔的市场应用前景。
9.为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
10.一种耐低温橡胶密封圈，由包括以下重量份的原料制成：
11.天然橡胶42～52份、
12.顺丁橡胶20～28份、
13.丁腈橡胶12～16份、
14.三元乙丙橡胶5～7份
15.热塑性聚氨酯弹性体橡胶10～15份、
16.增强纤维3～4份、
17.补强剂3～4份、
18.填料2～3份、
19.加工助剂3～4份、
20.防老剂2.5～4份、
21.纳米活性氧化锌1.8～2.5份、
22.硬脂酸锌2～4份、
23.硫化剂2～3份、
24.促进剂1.2～1.8份。
25.本发明的耐低温橡胶密封圈通过精选原料组成，采用了天然橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶热塑性聚氨酯弹性体橡胶、增强纤维、补强剂、填料、加工助剂、防老剂、纳米活性氧化锌、硬脂酸锌、硫化剂、促进剂作为原料，制得的耐低温橡胶密封圈耐低温性能好；耐磨性能好，耐曲折性能好，耐油，密封性能等综合性能优良，具有广阔的市场应用前景。
26.优选的，所述耐低温橡胶密封圈由包括以下重量份的原料制成：
27.天然橡胶47份、
28.顺丁橡胶24份、
29.丁腈橡胶14份、
30.三元乙丙橡胶6份
31.热塑性聚氨酯弹性体橡胶12.5份、
32.增强纤维3.5份、
33.补强剂3.5份、
34.填料2.5份、
35.加工助剂3.5份、
36.防老剂3.2份、
37.纳米活性氧化锌2.2份、
38.硬脂酸锌3份、
39.硫化剂2.5份、
40.促进剂1.5份。
41.优选的，所述增强纤维为聚丙烯腈短纤维。
42.优选的，所述补强剂为高耐磨白炭黑。
43.优选的，所述填料为质量之比为1：0.95～1.05的硅酸钙和云母粉。
44.优选的，所述加工助剂为环氧大豆油。
45.优选的，所述防老剂为防老剂4010na。
46.优选的，所述硫化剂为硫磺粉。
47.优选的，所述促进剂为促进剂tmtd。
48.在本实施例中，所述的耐低温橡胶密封圈的制备方法，包括下列步骤：
49.a、分别称取各原料；
50.b、将天然橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶热塑性聚氨酯弹性体橡胶投入至开炼机中加热至90～100℃，开炼20～30min，冷却到室温并放置12小时以上，得到开炼胶；
51.c、将所述开炼胶与增强纤维、补强剂、填料、加工助剂、防老剂、纳米活性氧化锌、硬脂酸锌混合后投入至密炼机内升温至115～125℃，密炼10～14min，冷却到室温并放置4小时以上，得到混炼胶；
52.d、将硫化剂、促进剂与所述混炼胶在开炼机混合均匀，并在开炼机上挤压出料得到母料；
53.e、然后采用送入硫化模具，模压成型得到所述的耐低温橡胶密封圈。
54.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
55.本发明的耐低温橡胶密封圈通过精选原料组成，采用了天然橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶热塑性聚氨酯弹性体橡胶、增强纤维、补强剂、填料、加工助剂、防老剂、纳米活性氧化锌、硬脂酸锌、硫化剂、促进剂作为原料，制得的耐低温橡胶密封圈耐低温性能好；耐磨性能好，耐曲折性能好，耐油，密封性能等综合性能优良，具有广阔的市场应用前景。
具体实施方式
56.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
57.下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
58.实施例1：
59.一种耐低温橡胶密封圈，由包括以下重量份的原料制成：
60.天然橡胶42～52份、
61.顺丁橡胶20～28份、
62.丁腈橡胶12～16份、
63.三元乙丙橡胶5～7份
64.热塑性聚氨酯弹性体橡胶10～15份、
65.增强纤维3～4份、
66.补强剂3～4份、
67.填料2～3份、
68.加工助剂3～4份、
69.防老剂2.5～4份、
70.纳米活性氧化锌1.8～2.5份、
71.硬脂酸锌2～4份、
72.硫化剂2～3份、
73.促进剂1.2～1.8份。
74.优选的，所述耐低温橡胶密封圈由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶47份、
75.顺丁橡胶24份、
76.丁腈橡胶14份、
77.三元乙丙橡胶6份
78.热塑性聚氨酯弹性体橡胶12.5份、
79.增强纤维3.5份、
80.补强剂3.5份、
81.填料2.5份、
82.加工助剂3.5份、
83.防老剂3.2份、
84.纳米活性氧化锌2.2份、
85.硬脂酸锌3份、
86.硫化剂2.5份、
87.促进剂1.5份。
88.优选的，所述增强纤维为聚丙烯腈短纤维。
89.优选的，所述补强剂为高耐磨白炭黑。
90.优选的，所述填料为质量之比为1：0.95～1.05的硅酸钙和云母粉。
91.优选的，所述加工助剂为环氧大豆油。
92.优选的，所述防老剂为防老剂4010na。
93.优选的，所述硫化剂为硫磺粉。
94.优选的，所述促进剂为促进剂tmtd。
95.在本实施例中，所述的耐低温橡胶密封圈的制备方法，包括下列步骤：
96.a、分别称取各原料；
97.b、将天然橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶热塑性聚氨酯弹性体橡胶投入至开炼机中加热至90～100℃，开炼20～30min，冷却到室温并放置12小时以上，得到开炼胶；
98.c、将所述开炼胶与增强纤维、补强剂、填料、加工助剂、防老剂、纳米活性氧化锌、硬脂酸锌混合后投入至密炼机内升温至115～125℃，密炼10～14min，冷却到室温并放置4小时以上，得到混炼胶；
99.d、将硫化剂、促进剂与所述混炼胶在开炼机混合均匀，并在开炼机上挤压出料得到母料；
100.e、然后采用送入硫化模具，模压成型得到所述的耐低温橡胶密封圈。
101.实施例2：
102.一种耐低温橡胶密封圈，由包括以下重量份的原料制成：
103.天然橡胶42份、
104.顺丁橡胶20份、
105.丁腈橡胶12份、
106.三元乙丙橡胶5份
107.热塑性聚氨酯弹性体橡胶10份、
108.增强纤维3份、
109.补强剂3份、
110.填料2份、
111.加工助剂3份、
112.防老剂2.5份、
113.纳米活性氧化锌1.8份、
114.硬脂酸锌2份、
115.硫化剂2份、
116.促进剂1.2份。
117.所述增强纤维为聚丙烯腈短纤维。
118.所述补强剂为高耐磨白炭黑。
119.所述填料为质量之比为1：0.95的硅酸钙和云母粉。
120.所述加工助剂为环氧大豆油。
121.所述防老剂为防老剂4010na。
122.所述硫化剂为硫磺粉。
123.所述促进剂为促进剂tmtd。
124.所述的耐低温橡胶密封圈的制备方法，包括下列步骤：
125.a、分别称取各原料；
126.b、将天然橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶热塑性聚氨酯弹性体橡胶投入至开炼机中加热至90℃，开炼30min，冷却到室温并放置12小时以上，得到开炼胶；
127.c、将所述开炼胶与增强纤维、补强剂、填料、加工助剂、防老剂、纳米活性氧化锌、硬脂酸锌混合后投入至密炼机内升温至115℃，密炼14min，冷却到室温并放置4小时以上，得到混炼胶；
128.d、将硫化剂、促进剂与所述混炼胶在开炼机混合均匀，并在开炼机上挤压出料得到母料；
129.e、然后采用送入硫化模具，模压成型得到所述的耐低温橡胶密封圈。
130.实施例3：
131.一种耐低温橡胶密封圈，由包括以下重量份的原料制成：
132.天然橡胶52份、
133.顺丁橡胶28份、
134.丁腈橡胶16份、
135.三元乙丙橡胶7份
136.热塑性聚氨酯弹性体橡胶15份、
137.增强纤维4份、
138.补强剂4份、
139.填料3份、
140.加工助剂4份、
141.防老剂4份、
142.纳米活性氧化锌2.5份、
143.硬脂酸锌4份、
144.硫化剂3份、
145.促进剂1.8份。
146.所述增强纤维为聚丙烯腈短纤维。
147.所述补强剂为高耐磨白炭黑。
148.所述填料为质量之比为1：1.05的硅酸钙和云母粉。
149.所述加工助剂为环氧大豆油。
150.所述防老剂为防老剂4010na。
151.所述硫化剂为硫磺粉。
152.所述促进剂为促进剂tmtd。
153.所述的耐低温橡胶密封圈的制备方法，包括下列步骤：
154.a、分别称取各原料；
155.b、将天然橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶热塑性聚氨酯弹性体橡胶投入至开炼机中加热至100℃，开炼20min，冷却到室温并放置12小时以上，得到开炼胶；
156.c、将所述开炼胶与增强纤维、补强剂、填料、加工助剂、防老剂、纳米活性氧化锌、硬脂酸锌混合后投入至密炼机内升温至125℃，密炼10min，冷却到室温并放置4小时以上，得到混炼胶；
157.d、将硫化剂、促进剂与所述混炼胶在开炼机混合均匀，并在开炼机上挤压出料得到母料；
158.e、然后采用送入硫化模具，模压成型得到所述的耐低温橡胶密封圈。
159.实施例4：
160.一种耐低温橡胶密封圈，由包括以下重量份的原料制成：
161.天然橡胶47份、
162.顺丁橡胶24份、
163.丁腈橡胶14份、
164.三元乙丙橡胶6份
165.热塑性聚氨酯弹性体橡胶12.5份、
166.增强纤维3.5份、
167.补强剂3.5份、
168.填料2.5份、
169.加工助剂3.5份、
170.防老剂3.2份、
171.纳米活性氧化锌2.2份、
172.硬脂酸锌3份、
173.硫化剂2.5份、
174.促进剂1.5份。
175.所述增强纤维为聚丙烯腈短纤维。
176.所述补强剂为高耐磨白炭黑。
177.所述填料为质量之比为1：1的硅酸钙和云母粉。
178.所述加工助剂为环氧大豆油。
179.所述防老剂为防老剂4010na。
180.所述硫化剂为硫磺粉。
181.所述促进剂为促进剂tmtd。
182.所述的耐低温橡胶密封圈的制备方法，包括下列步骤：
183.a、分别称取各原料；
184.b、将天然橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶热塑性聚氨酯弹性体橡胶投入至开炼机中加热至95℃，开炼25min，冷却到室温并放置12小时以上，得到开炼胶；
185.c、将所述开炼胶与增强纤维、补强剂、填料、加工助剂、防老剂、纳米活性氧化锌、硬脂酸锌混合后投入至密炼机内升温至120℃，密炼12min，冷却到室温并放置4小时以上，得到混炼胶；
186.d、将硫化剂、促进剂与所述混炼胶在开炼机混合均匀，并在开炼机上挤压出料得到母料；
187.e、然后采用送入硫化模具，模压成型得到所述的耐低温橡胶密封圈。
188.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。