一种复合材料密封圈及其制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种复合材料密封圈及其制作工艺，属于橡胶材料的密封圈制作领域。本发明专利技术的一种复合材料密封圈，组成原料有：天然橡胶10～100份，丁苯橡胶10～100份，高苯乙烯树脂10～100份，氧化锌2～10份，硬脂酸1～3份，促进剂DM0.5～2份，促进剂CBS0.5～2份，防老剂RD1～3份，防老剂4010NA1～3份，石油树脂2～10份，高耐磨炭黑20～100份，通用炭黑20～100份，硫磺0.5～4份，维纶短纤维母炼胶3～20份。本发明专利技术的制作工艺，创新式的先制作维纶短纤维母炼胶，另外在挤出成型时使用短纤维在胶料中定向排列，使工作面上具有更高的抗撕强度，硫化工艺上采用分段硫化使硫化程度均匀一致。使用本发明专利技术制作的密封圈有压缩永久变形低、弹性好、硬度高，还兼有抗撕裂性能好、密封效果好的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及橡胶材料的密封圈制作领域，尤其涉及一种复合材料密封圈及其制作工艺。
技术介绍
国内球墨铸铁管企业在进行出厂检验时，需要对每根铸管进行水压试验，铸管承插口两端需用密封圈进行密封，往铸管内部注水并达到规定公称压力保持一段时间。铸管插口端的接触面积很小，因而需承受很大的机械剪切力。目前使用的密封圈产品不能满足此类生产操作的需要，往往在使用很短时间内就会出现撕裂、变形等现象从而失去使用价值，主要原因一是配方设计不合理：原产品橡胶配方设计一般采用普通橡胶，硬度较低，抗撕裂性能差，压缩永久变形大，不耐老化；二是硫化工艺不合理，半成品在硫化过程中会因为内外硫化程度不一致造成产品内外性能的差异从而影响最终产品的使用寿命。中国专利公开号：102731865A，公开日：2012年10月17日的专利文献公开了一种丁腈橡胶与环氧化天然橡胶的橡胶组合物，该专利技术是由丁腈橡胶3345，环氧化天然橡胶，防老剂RD，防老剂MB，硬脂酸，硫磺粉，微晶蜡，氧化锌，加工助剂WB212，白炭黑，碳黑N330，柠檬酸三乙酯，促进剂TMTD，促进剂CZ，促进剂DM，纳米重晶石，轻质碳酸钙，白垩，高苯乙烯树脂，苯甲酸等制成。该专利技术的橡胶组合物压缩永久变形低、弹性好、硬度高，用于制作密封圈等橡胶制品，可节约成本，但该专利技术由于过高的追求好的弹性，使用了大量的柠檬酸三乙酯，造成制作的密封圈抗撕裂性能较差，不能应用于水压试验用橡胶密封圈的制作。>
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题针对现有技术中存在的水压试验用橡胶密封圈抗撕裂性能差、硬度较低、压缩永久变形大和不耐老化等问题，本专利技术提供了一种复合材料密封圈及其制作工艺。它可以实现制作的复合材料橡胶密封圈压缩永久变形低、弹性好、硬度高，尤其是抗撕裂性能好、密封效果好。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种复合材料密封圈，由下列重量份的原料组成：天然橡胶10～100份，丁苯橡胶10～100份，高苯乙烯树脂10～100份，氧化锌2～10份，硬脂酸1～3份，促进剂DM0.5～2份，促进剂CBS0.5～2份，防老剂RD1～3份，防老剂4010NA1～3份，石油树脂2～10份，高耐磨炭黑20～100份，通用炭黑20～100份，硫磺0.5～4份，维纶短纤维母炼胶3～20份。优选地，由下列重量份的原料组成：天然橡胶30份，丁苯橡胶40份，高苯乙烯树脂30份，氧化锌5份，硬脂酸1.5份，促进剂DM1份，促进剂CBS1.2份，防老剂RD1.5份，防老剂4010NA1.5份，石油树脂3份，高耐磨炭黑60份，通用炭黑30份，硫磺2份，维纶短纤维母炼胶10份。一种根据权利要求书1或2所述的复合材料密封圈的制作工艺，其步骤为：1)首先制作维纶短纤维母炼胶：将部分天然橡胶在开炼机上0.5-2mm薄通后加入维纶帆布和部分硬脂酸，混炼均匀后，待用；2)再将部分天然橡胶在开炼机上塑炼，塑炼门尼粘度ML(1+4)100℃控制在60±5；3)然后将剩余天然橡胶、丁苯橡胶、高苯乙烯树脂和步骤1)制作的维纶短纤维母炼胶投入密炼机，再依次加入高耐磨炭黑、通用炭黑、氧化锌、步骤1)后剩余的硬脂酸、促进剂DM、促进剂CBS、防老剂RD、防老剂4010NA和石油树脂，混炼2～3分钟，提起上顶栓将硫磺加入，再混炼30～60秒后排胶，经开炼机翻炼后下片、冷却；门尼粘度ML(1+4)100℃控制在70±5；4)将步骤3)冷却后的胶料经压延机压延，使维纶短纤维母炼胶中的维纶短纤维按压延方向顺向排列，再按规定的重量进行成型；5)将成型好的半成品放入60～80℃烘箱中预热；6)将预热好的胶料投入模腔按其延压方向均匀径向排列，推入平板硫化机进行硫化：A、硫化初期将硫化温度控制在130～140℃，平板硫化机合模油压控制在14～16Mpa，硫化时间10分钟；B、硫化中期将硫化温度控制在150～160℃，平板硫化机合模油压控制在12～14Mpa，硫化时间10～20分钟；C、硫化后期将硫化温度控制在130～140℃，平板硫化机合模油压控制在10～12Mpa，硫化时间10分钟；7)硫化后经修整、检验后复合材料密封圈制作完成。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的一种复合材料密封圈，使用了天然橡胶、高苯乙烯树脂和维纶短纤维母炼胶的组合，且三种组分的协同作用体现在，该三种组分的组合使用大大提高了密封圈抗撕裂和强度性能，硬度和抗撕裂强度较未添加提高10～15％，其性能远远优于只添加高苯乙烯树脂所提高的密封圈的硬度或只添加维纶短纤维母炼胶增加的密封圈的抗撕裂强度。经过反复的试验和记录分析，本专利技术确定了该三种组分的最佳重量配比，避免了添加高苯乙烯树脂减少密封圈的抗撕裂强度和添加维纶短纤维母炼胶降低密封圈的硬度的技术问题，使得密封圈的抗撕裂和强度性能均处于最佳，生产的复合材料橡胶密封圈抗撕裂性能好、密封效果好；(2)本专利技术的一种复合材料密封圈，确定了各原料优选的重量配比：天然橡胶30份，丁苯橡胶40份，高苯乙烯树脂30份，氧化锌5份，硬脂酸1.5份，促进剂DM1份，促进剂CBS1.2份，防老剂RD1.5份，防老剂4010NA1.5份，石油树脂3份，高耐磨炭黑60份，通用炭黑30份，硫磺2份，维纶短纤维母炼胶10份。用其制作的硫化胶，具有很好的压缩永久变形性能和抗撕裂性能，抗撕裂强度可达80～120KN/m；(3)本专利技术的一种复合材料密封圈的制作工艺，对于需要添加维纶短纤维，创新式的首先制作维纶短纤维母炼胶，而不是直接添加维纶短纤维，这样加入的维纶短纤维混合均匀，分散度较直接添加上升一个级别，从而使拉伸性能较直接添加提高10％；(4)本专利技术的一种复合材料密封圈及其制作工艺，生产的复合材料密封圈由于具有很好的压缩永久变形性能和抗撕裂性能，非常适用于水压试验用密封圈，便于推广使用。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，结合实施例对本专利技术作详细描述。实施例1本实施例的一种复合材料密封圈，由下列重量份的原料组成：天然橡胶10份，丁苯橡胶100份，高苯乙烯树脂10份，氧化锌10份，硬脂酸1份，促进剂DM2份，促进剂CBS0.5份，防老剂RD3份，防老剂4010NA1份，石油树脂10份，高耐磨炭黑20份，通用炭黑100份，硫磺0.5份，维纶短纤维母炼胶20份。本实施例的一种复合材料密封圈的制作工艺，其步骤为：1)首先制作维纶短纤维母炼胶：将4份天然橡胶在开炼机上0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料密封圈，由下列重量份的原料组成：天然橡胶10～100份，丁苯橡胶10～100份，高苯乙烯树脂10～100份，氧化锌2～10份，硬脂酸1～3份，促进剂DM0.5～2份，促进剂CBS0.5～2份，防老剂RD1～3份，防老剂4010NA1～3份，石油树脂2～10份，高耐磨炭黑20～100份，通用炭黑20～100份，硫磺0.5～4份，维纶短纤维母炼胶3～20份。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料密封圈，由下列重量份的原料组成：
天然橡胶10～100份，丁苯橡胶10～100份，高苯乙烯树脂10～100份，氧化锌2～10份，
硬脂酸1～3份，促进剂DM0.5～2份，促进剂CBS0.5～2份，防老剂RD1～3份，防老剂4010NA1～3
份，石油树脂2～10份，高耐磨炭黑20～100份，通用炭黑20～100份，硫磺0.5～4份，维纶短
纤维母炼胶3～20份。
2.根据权利要求书1所述的一种复合材料密封圈，其特征在于：由下列重量份的原料组
成：
天然橡胶30份，丁苯橡胶40份，高苯乙烯树脂30份，氧化锌5份，硬脂酸1.5份，促
进剂DM1份，促进剂CBS1.2份，防老剂RD1.5份，防老剂4010NA1.5份，石油树脂3份，
高耐磨炭黑60份，通用炭黑30份，硫磺2份，维纶短纤维母炼胶10份。
3.一种权利要求书1或2所述的复合材料密封圈的制作工艺，其步骤为：
1)首先制作维纶短纤维母炼胶：将部分天然橡胶在开炼机上0.5-2mm薄通后加入维纶帆
布和部分硬脂酸，混炼均匀后，待用；
2)再将部分天然橡胶在开炼机上塑炼，塑炼门尼粘度ML(1+4)100℃控制在60±5；
3)然后将...

【专利技术属性】
技术研发人员：高法训，常勤辉，刘明保，吴茂楠，高虹，
申请(专利权)人：马鞍山宏力橡胶制品有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34