一种高韧性橡胶密封圈制造技术

本发明专利技术公开了一种高韧性橡胶密封圈，属于橡胶复合材料加工领域。本发明专利技术采用水合肼还原氧化石墨烯为还原氧化石墨烯，并以此为分散介质添加到橡胶成分中，可除去大部分含氧官能团并保留氧化石墨烯的片层结构，避免了应力的集中，提高整体的韧性，所添加的芒硝、正硅酸乙酯复配，可在橡胶基体发泡过程中，形成具有均匀孔径的微孔结构，提高内部的力学性能的作用；本发明专利技术对硅藻岩和坡缕石混物进行改性，经酸化、超声处理提高表面活性，硅烷偶联剂与其表面的羟基作用，同时与橡胶分子链接枝形成多元的交联网络，也能使橡胶硫化后的力学性能得到有效改善。本发明专利技术解决了目前常用橡胶密封圈的韧性及力学性能不佳的问题。

A High Toughness Rubber Seal Ring

The invention discloses a high toughness rubber sealing ring, which belongs to the field of rubber composite material processing. The present invention uses hydrazine hydrate to reduce graphene oxide to reduce graphene oxide, and adds it as a dispersing medium to rubber components. It can remove most of the oxygen-containing functional groups and retain the lamellar structure of graphene oxide, avoid stress concentration and improve overall toughness. The compound of mirabilite and ethyl orthosilicate added can form uniform in the foaming process of rubber matrix. The microporous structure of the pore size improves the function of the internal mechanical properties; the modified diatomite and palygorskite mixture by acidification and ultrasonic treatment improves the surface activity, the interaction between silane coupling agent and hydroxyl groups on the surface, and the formation of multiple cross-linking networks with rubber molecular linking branches can also effectively improve the mechanical properties of vulcanized rubber. The invention solves the problems of poor toughness and mechanical properties of commonly used rubber sealing rings at present.

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性橡胶密封圈
本专利技术属于橡胶复合材料加工领域，具体涉及一种高韧性橡胶密封圈。
技术介绍
密封圈是橡胶成品的重要组成元素，目前在汽车、电器和电子、办公器械三大领域应用外，还大量用于建筑、医疗、食品工业和航空、航天等高科技领域，不同领域的橡胶材料需要具有不同的性质。密封圈应回弹性高、硬度适中，并压缩永久变形小；具有较好的力学性能：如拉伸强度、定拉伸强度、断裂伸长率达到一定的标准；具有耐磨性，抗撕裂性强；具有化学性质稳定，适应工作介质能力强，不容易产生溶胀、分解、硬化；具有一定的耐候性。密封圈，是由一个或几个零件组成的环形罩，固定在轴承的一个套圈或垫圈上并与另一套圈或垫圈接触或形成窄的迷宫间隙，防止润滑油漏出及外物侵入。密封圈是一种截面为圆形的橡胶圈，因其截面为O型，故称其为O型密封圈。橡胶具有良好的综合性能，与金属粘结性、力学性能、疲劳性能、耐老化、生热低等性能都较高。橡胶密封圈被应用于各行各业中，丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强，一般最高使用温度为120℃。随着汽车行业的发展，人们对车辆安全性、舒适性也要求更高，因此对汽车零部件的使用温度及使用寿命也越来越高，如汽车发动机及周边涉及到橡胶零部件耐温要求提高到150℃。橡胶密封圈是由一个或几个零件组成的环形罩，固定在间隙内形成弹性的阻隔，起到阻隔和密封作用。分为液密封和气密封，液密封中以油的密封较为复杂。例如在车发动机上的气缸、活塞等部件上使用的橡胶密封圈，其不仅要实现阻隔密封作用，同时因为所密封的介质是燃油或者润滑油，所以橡胶密封圈必须要耐油、耐高温、防火的特性，目前的橡胶密封圈常常遇到耐热、耐油、耐臭氧、抗拉强度低等不良问题，在机械部件中安装使用寿命短。因此需开发一种韧性力学性能佳的高韧性橡胶密封圈。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前常用橡胶密封圈的韧性及力学性能不佳的问题，提供一种高韧性橡胶密封圈。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种高韧性橡胶密封圈，包括如下组分：6~10份无水硫酸钙、15~25份氟橡胶、12~20份丁腈橡胶、2~5份助剂，还包括：15~30份复合辅料、12~25份复合改性石料。所述复合辅料的制备方法，包括如下步骤：（1）于28~40℃，取氧化石墨烯按质量比1：25~40加入水混合，超声波振荡，加入氧化石墨烯质量8~14%的水合肼、氧化石墨烯质量2~5%的氨水混合搅拌，升温至80~95℃，保温，抽滤，取滤渣用无水乙醇洗涤，干燥，得预处理石墨烯；（2）按质量份数计，依次取20~40份预处理石墨烯、3~7份偶联剂KH-560、6~10份正硅酸乙酯、4~8份芒硝、10~15份丙烯酸锌、6~10份表面活性剂、2~5份填料、50~70份试剂A，于30~45℃，先取正硅酸乙酯、芒硝、丙烯酸锌、表面活性剂、试剂A混合搅拌，升温至55~70℃，加入偶联剂、预处理石墨烯、填料混合，剪切分散，得分散物，取分散物旋转蒸发，即得复合辅料。所述步骤（2）中的表面活性剂：按质量比8：1~3取十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠混合，即得表面活性剂。所述步骤（2）中的填料：按质量比4~8：1取聚乙烯吡咯烷酮、微晶石蜡混合，即得填料。所述步骤（2）中的试剂A：按质量比3：10~16取盐酸多巴胺、PBS缓冲液混合，即得试剂A。所述复合改性石料的制备方法，包括如下步骤：S1.按质量比5：1~3取硅藻岩、坡缕石粉碎过筛，取过筛颗粒按质量比1：20~30加入硫酸溶液混合，超声波处理，室温静置，抽滤，取滤渣于400~450℃热处理，加入滤渣质量2~5%的Span-80、滤渣质量3~7%的硅烷偶联剂KH-550、滤渣质量4~8倍的甲苯混合搅拌，于60~80℃回流反应7~10h，冷却，抽滤，得滤饼，取滤饼用乙醇溶液清洗，干燥，得改性石料；S2.取改性石料按质量比1：25~35加入试剂B混合搅拌，于60~80℃回流20~24h，加入石料质量30~50%的硫脲混合，保温，加入石料质量60~80%的硫脲、石料质量15~30倍的NaOH溶液混合，保温，过滤，取滤渣用水洗，冷冻干燥，即得复合改性石料。所述步骤S2中的试剂B：按质量比1：12~18取环氧氯乙烷、丙酮混合，即得试剂B。所述促进剂：促进剂TMTD、促进剂M、促进剂ZDMC中的任意一种。所述防老化剂：防老剂4020、防老剂RD、防老剂NBC中的任意一种。所述助剂：按质量比1：3~6：1取氧化镁、季戊四醇、氧化锌混合，即得助剂。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术采用水合肼还原氧化石墨烯为还原氧化石墨烯，并以此为分散介质添加到橡胶成分中，可除去大部分含氧官能团并保留氧化石墨烯的片层结构，使得本专利技术内部的韧性得以提高，分散良好的还原氧化石墨烯对橡胶体具有良好的补强作用，其片层尺寸与橡胶分子成分结合，在界面处产生一种玻璃体层，拉伸时玻璃体层内的分子链很容易沿着填料表面发生重新取向，从而避免了应力的集中，提高整体的韧性，所添加的芒硝、正硅酸乙酯复配，可在橡胶基体发泡过程中，形成具有均匀孔径的微孔结构，既有良好的弹性，同时又可对本体系的孔壁进行补强，使其具有足够的硬度，微孔结构的存在，可有效起到分散应力、缓和冲击摩擦、提高内部的力学性能的作用；（2）本专利技术对硅藻岩和坡缕石混物进行改性，经酸化、超声处理提高表面活性，硅烷偶联剂与其表面的羟基作用，接着，以硫脲修饰提高与金属离子的络合关联，提高内部的相互作用力，在后续橡胶硫化过程中，丙烯酸锌可配合复合改性石料提高其交联效率和交联密度，同时与橡胶分子链接枝形成多元的交联网络，也能使橡胶硫化后的力学性能得到有效改善。具体实施方式促进剂：促进剂TMTD、促进剂M、促进剂ZDMC中的任意一种。防老化剂：防老剂4020、防老剂RD、防老剂NBC中的任意一种。填料：按质量比4~8：1取聚乙烯吡咯烷酮、微晶石蜡混合，即得填料。试剂A：按质量比3：10~16取盐酸多巴胺、pH为6.5~6.8的PBS缓冲液混合，即得试剂A。试剂B：按质量比1：12~18取环氧氯乙烷、丙酮混合，即得试剂B。表面活性剂：按质量比8：1~3取十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠混合，即得表面活性剂。助剂：按质量比1：3~6：1取氧化镁、季戊四醇、氧化锌混合，即得助剂。复合辅料的制备方法，包括如下步骤：（1）于28~40℃，取氧化石墨烯按质量比1：25~40加入水混合，移至超声波振荡仪以45~55kHz频率超声波振荡15~25min，加入氧化石墨烯质量8~14%的水合肼、氧化石墨烯质量2~5%的浓度1mol/L的氨水于反应釜混合，以450~800r/min磁力搅拌30~50min，升温至80~95℃，保温1~3h，抽滤，取滤渣用无水乙醇洗涤2~4次后，于65~80℃真空干燥箱干燥20~24h，得预处理石墨烯；（2）按质量份数计，依次取20~40份预处理石墨烯、3~7份偶联剂、6~10份正硅酸乙酯、4~8份芒硝、10~15份丙烯酸锌、6~10份表面活性剂、2~5份填料、50~70份试剂A，于30~45℃，先取正硅酸乙酯、芒硝、丙烯酸锌、表面活性剂、试剂A于反应釜混合，以450~700r/min磁力搅拌35~60m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性橡胶密封圈，按质量份数计，包括如下组分：6~10份无水硫酸钙、15~25份氟橡胶、12~20份丁腈橡胶、2~5份助剂，其特征在于，还包括：15~30份复合辅料、12~25份复合改性石料。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性橡胶密封圈，按质量份数计，包括如下组分：6~10份无水硫酸钙、15~25份氟橡胶、12~20份丁腈橡胶、2~5份助剂，其特征在于，还包括：15~30份复合辅料、12~25份复合改性石料。2.根据权利要求1所述一种高韧性橡胶密封圈，其特征在于，所述复合辅料的制备方法，包括如下步骤：（1）于28~40℃，取氧化石墨烯按质量比1：25~40加入水混合，超声波振荡，加入氧化石墨烯质量8~14%的水合肼、氧化石墨烯质量2~5%的氨水混合搅拌，升温至80~95℃，保温，抽滤，取滤渣用无水乙醇洗涤，干燥，得预处理石墨烯；（2）按质量份数计，依次取20~40份预处理石墨烯、3~7份偶联剂KH-560、6~10份正硅酸乙酯、4~8份芒硝、10~15份丙烯酸锌、6~10份表面活性剂、2~5份填料、50~70份试剂A，于30~45℃，先取正硅酸乙酯、芒硝、丙烯酸锌、表面活性剂、试剂A混合搅拌，升温至55~70℃，加入偶联剂、预处理石墨烯、填料混合，剪切分散，得分散物，取分散物旋转蒸发，即得复合辅料。3.根据权利要求2所述一种高韧性橡胶密封圈，其特征在于，所述步骤（2）中的表面活性剂：按质量比8：1~3取十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠混合，即得表面活性剂。4.根据权利要求2所述一种高韧性橡胶密封圈，其特征在于，所述步骤（2）中的填料：按质量比4~8：1取聚乙烯吡咯烷酮、微晶石蜡混合，即得填料。5.根据权利要求2所述一种高韧性橡胶密封圈，其特征在于，所述步骤（2）中的试剂A：按质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷春生，陈建春，庞成荣，
申请(专利权)人：雷春生，
类型：发明
国别省市：江苏,32