一种长寿命管道橡胶密封件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长寿命管道橡胶密封件及其制备方法。其组份以重量份计，包括三元乙丙橡胶40‑60份；充油三元乙丙橡胶40‑60份；聚烯烃弹性体10‑20份；活性剂5‑10份；硫化剂3‑6份；次磺酰胺类促进剂0.3‑0.6份；填充补强剂50‑70份；增塑剂14‑26份。本发明专利技术选用第三单体含量低的三元乙丙橡胶与第三单体含量中等的充油三元乙丙橡胶作为基料，同时加入特定量的POE改善耐老化性，并配合硫化体系的改进，使得硫化产品的性能得到极大的提高，有良好的机械性能、耐老化性能和极低压缩永久变形性能，同时也改善了胶料的加工工艺性能，降低制造成本，并能产出较好的经济效益，同时使用寿命可以达到100年。

Long life pipeline rubber sealing piece and preparation method thereof

The invention discloses a long-life pipeline rubber seal and a preparation method thereof. The components by weight, including three EPDM 40 60; three 40 oil filled EPDM 60; polyolefin elastomer 10 20; 5 10 active agent; curing agent 3 6; sulphenamides accelerator 0.3 0.6; reinforcing agent 50 70 copies; 14 plasticizer 26. The invention selects third monomer content as low as three EPDM and third monomer content in secondary oil filled three EPDM as the base material, improve the aging resistance while adding a certain amount of POE, and with the improvement of curing system, curing performance of the products has been improved greatly and has good mechanical properties, the aging resistance performance and low compression permanent deformation performance, and the processibility has improved, reduce manufacturing cost, and can produce good economic benefits, at the same time, the service life can reach 100 years.

【技术实现步骤摘要】
一种长寿命管道橡胶密封件及其制备方法
本专利技术涉及管道密封件领域，特别是涉及一种用于输送水介质的球墨铸铁管道橡胶密封件。
技术介绍
国务院印发的“水十条”明确提出：“提高用水效率”、“抓好工业节水”、“加强城镇节水”，“到2017年，全国公共供水管网漏损率控制在12％以内；到2020年，控制在10％以内。”目前，在给排水管道行业中，长期存在重视管道及管道配件，但是对用于管道密封的橡胶配件不够重视的现象。殊不知在整个管线中，橡胶密封件起画龙点睛的作用，虽然在一条管线中，密封件成本极小，但是一旦密封件出现问题，就会影响整条管线的质量，漏水、返工等一系列问题会对整个工程造成极大的影响和经济损失，因此，需要尽快提高橡胶密封件质量与寿命，防止漏水，达到“节水”和“提高用水效率”的目的。同时，国务院推进的地下综合管廊结构设计使用年限为100年，因此，安装于管廊内的各种输水管线(包含管、管件、橡胶密封圈)的寿命都应该能达到100年才能满足要求，否则漏水事故会影响管廊寿命。目前，铸铁管及铸铁管件本身寿命能达到100年是行业共识，然而，用于连接铸铁管的橡胶密封件一般使用年限为50年左右，只有管材寿命的一半，即管道安装后50年左右时间橡胶密封件失去密封作用，丧失使用性能，而使管道输送介质发生泄漏，此时整个管线便需要重新铺设，造成极大的工程浪费，这是远远不能满足地下综合管廊寿命要求的，因此，必须尽快提高橡胶密封件性能和使用寿命。在球墨铸铁管的静密封使用中，橡胶密封件受到铸管承口和插口的压力，以及流水的压力，从而产生压缩变形，因此，影响橡胶密封件使用寿命最关键的性能指标就是压缩永久变形。压缩永久变形越大，其回弹性越差，橡胶密封件在受到压缩后变形越容易，形变后橡胶密封件对承口和插口的张力越小，因此在一定压力下容易产生渗漏，导致橡胶密封件使用寿命越短，反之，压缩永久形变越小，橡胶密封件的寿命则越长。影响橡胶密封件压缩永久变形的主要因素是橡胶配方设计和加工工艺。现有橡胶密封件最早使用的配方是单独采用三元乙丙橡胶作为基料，虽然在炼胶、出型等工艺上较为容易，但是为了达到要求的硬度等级，且在保证产品成本的前提下，需要添加填充剂，同时需要增加软化剂用量。软化剂用量较多，如环烷烃油等，作为低分子物质，在压缩变形的条件下，容易在硫化橡胶中析出，低分子物质析出后，橡胶压缩变形便不可恢复，导致在一定时间内失去使用性能。CN102030949A采用两种不同的三元乙丙橡胶复合制备橡胶制品，但是这两种橡胶的门尼粘度差别大，而且加工工艺性能差，并未很好改善加工性和耐老化性，选用ENB含量配合的EPDM主胶不能够达到极低的压缩永久变形，虽然能够在较高温度下使用，但是使用寿命仍达不到预期；CN103319792A中采用EPDM和POE弹性体连用制备橡胶复合材料，也没有改善压缩永久变形；EP0495791B1虽然改善了硫化体系，但是选用的共混橡胶复合也未改善压缩永久变形。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种长寿命管道橡胶密封件及其制备方法。为克服上述现有技术中存在的缺陷，提高橡胶密封件的耐老化性能和压缩永久变形性能，从而提高橡胶密封件的寿命，本专利技术选用第三单体含量低的三元乙丙橡胶与第三单体含量中等的充油三元乙丙橡胶作为基料，同时加入特定量的POE改善耐老化性，并配合硫化体系的改进，使得硫化产品的性能得到极大的提高，有良好的机械性能、耐老化性能和极低压缩永久变形性能，同时也改善了胶料的加工工艺性能，降低制造成本，并能产出较好的经济效益，同时使用寿命可以达到100年。一种长寿命管道橡胶密封件，其组份以重量份计，包括以下组份：本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，所述三元乙丙橡胶中乙烯含量为50-60％，第三单体ENB的含量为0.5-2.5％，门尼粘度为40-50；所述充油三元乙丙橡胶中乙烯含量为60-70％，第三单体ENB的含量为4-5％，门尼粘度为40-50，每百份橡胶充石蜡油75份；所述聚烯烃弹性体的门尼粘度为50-70，熔融指数为0.5-5；所述硫化剂为硫磺和过氧化物。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，所述活性剂为金属氧化物和硬脂酸中的至少一种。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，所述活性剂包括4-6份金属氧化物、1-4份硬脂酸。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，所述硫化剂包括0.3-0.6份硫磺、2-5份无味过氧化二异丙苯。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，所述次磺酰胺类促进剂为N-氧二亚乙基硫代氨基甲酰-N'-氧二亚乙基次磺酰胺。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，所述填充补强剂为炭黑和煅烧陶土。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，所述填充补强剂为40-60份炭黑和5-10份煅烧陶土。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，所述增塑剂为石蜡油和烷基酚醛树脂。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，所述增塑剂为10-20份石蜡油和4-6份烷基酚醛树脂。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，其组分还包括1-2份微晶蜡。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件，其中，其组分还包括0.2-0.4份防老剂。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件的制备方法，其步骤包括炼胶、返炼、硫化、二段硫化、本专利技术的长寿命管道橡胶密封件的制备方法，其中，所述炼胶通过使用三元乙丙橡胶40-60份和充油三元乙丙橡胶40-60份在开炼机进行并炼，再加入聚烯烃弹性体10-20份，薄通4-6次，辊距1mm；再加入填充补强剂和增塑剂，最后加入其它组分，混炼时间10-15min，辊距3mm，开炼机温度控制60-80℃，出片停放24小时。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件的制备方法，其中，所述返炼指将停放24小时后的混炼胶进行返炼，薄通次数4-6次，辊距1mm，开炼机温度40-60℃，然后出片，片厚3-5mm。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件的制备方法，其中，所述硫化使用平板硫化机模压硫化，温度160-170℃，时间60-80min。本专利技术所述的长寿命管道橡胶密封件的制备方法，其中，所述二段硫化是在硫化完成后进行二段硫化，在循环热空气老化箱中进行，温度150-170℃，时间100-140min。同现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果在于：(1)本专利技术通过优化配方设计，改进加工工艺，造出极低压缩永久变形的硫化橡胶制品，用于球墨铸铁管道之间的柔性连接，达到输送介质在管道内的密封。(2)经过权威机构检测，并且经过模拟验证，试验方法采用《GBT27800-2011静密封橡胶制品使用寿命的快速预测方法》，该橡胶密封件使用寿命可达到100年。相对于目前输水管道密封件50年的使用寿命提高了一倍，完全减少输水管线重复建设周期，节约成本。(3)新专利技术产品不改变现有产品外观结构，尺寸、结构等与现有产品完全相符，与现有管道完美配合，与现有施工方法一致，不增加任何工作量。下面结合具体实施例对本专利技术的长寿命管道橡胶密封件及其制备方法作进一步说明。具体实施方式实施例1长寿命管道橡胶密封件，其组份以重量份计，包括以下组份：其中，三元乙丙橡胶，乙烯含量50-60％，第三单体ENB含量0.5-2.5％，门尼粘度40-50；充油三元乙丙橡胶，乙烯含量60-70％，第三单体ENB含量4-5％，门本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长寿命管道橡胶密封件，其特征在于：其组份以重量份计，包括以下组份：

【技术特征摘要】
1.一种长寿命管道橡胶密封件，其特征在于：其组份以重量份计，包括以下组份：2.根据权利要求1所述的长寿命管道橡胶密封件，其特征在于：所述三元乙丙橡胶中乙烯含量为50-60％，第三单体ENB的含量为0.5-2.5％，门尼粘度为40-50；所述充油三元乙丙橡胶中乙烯含量为60-70％，第三单体ENB的含量为4-5％，门尼粘度为40-50，每百份橡胶充石蜡油75份；所述聚烯烃弹性体的门尼粘度为50-70，熔融指数为0.5-5；所述硫化剂为硫磺和过氧化物。3.根据权利要求2所述的长寿命管道橡胶密封件，其特征在于：所述活性剂为金属氧化物和硬脂酸中的至少一种。4.根据权利要求3所述的长寿命管道橡胶密封件，其特征在于：所述活性剂包括4-6份金属氧化物、1-4份硬脂酸。5.根据权利要求2所述的长寿命管道橡胶密封件，其特征在于：所述硫化剂包括0.3-0.6份硫磺、2-5份无味过氧化二异丙苯。6.根据权利要求2所述的长寿命管道橡胶密封件，其特征在于：所述次磺酰胺类促进剂为N-氧二亚乙基硫代氨基甲酰-N'-氧二亚乙基次磺酰胺。7.根据权利要求2所述的长寿命管道橡胶密封件，其特征在于：所述填充补强剂为炭黑和煅烧陶土。8.根据权利要求7所述的长寿命管道橡胶密封件，其特征在于：所述填充补强剂为40-60份炭黑和5-10份煅烧陶土。9.根据权利要求2所述的长寿命管道橡胶密封件，其特征在于：所述增塑剂为石蜡油和烷基酚醛树脂。10.根据权利要求9所述的长寿命管道橡...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成章，蒋琦云，李军，肖伟，王恩清，申勇，梅燕娜，杨晋娜，张小建，
申请(专利权)人：新兴铸管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13