一种耐油橡胶垫片、制备方法及高强度耐油橡胶膨胀节技术

本发明专利技术涉及膨胀节技术领域，具体涉及一种橡胶膨胀节用的耐油橡胶垫片，包括以下重量份的各组分：丁腈橡胶100份、炭黑774≤50份、炭黑550≤50份、炭黑330≤50份、C9树脂≤20份、邻苯二甲酸二丁酯10～100份、氧化锌≤5份、硬脂酸≤5份、石蜡5～10份、防老剂1～5份、硫磺≤1份、硫化促进剂≤3份。所提供的耐油橡胶垫片以丁腈橡胶为基料，通过合理、科学复配炭黑770、炭黑330和炭黑550，构建增强体系，具有较好的弹性、耐热性和耐油性、硬度，能满足橡胶膨胀节在活节齿轮轴中的应用。活节齿轮轴中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种耐油橡胶垫片、制备方法及高强度耐油橡胶膨胀节


[0001]本专利技术涉及膨胀节
，具体涉及一种橡胶膨胀节用的耐油橡胶垫片、制备方法及高强度耐油橡胶膨胀节。

技术介绍

[0002]膨胀节即波纹膨胀管、波纹补偿器等，由一个或几个波纹管及构件组成，利用波纹管的伸缩变形吸收管道系统因热胀冷缩、机械位移等原因产生的尺寸变化，是现代动力管网和设备的重要部件，具有位移补偿、减振降噪和密封的功能，广泛应用于石油、化工、冶金、机车、船舶、城市燃气等领域。按照材质，膨胀节可分为金属波纹膨胀节和非金属膨胀节，常用的非金属膨胀节为橡胶膨胀节，具有优异的弹性变形、致密性高等特点，如在高速转动的活节齿轮轴中即使用橡胶膨胀节，流通的介质为润滑油，这就要求橡胶膨胀节有优异的耐油性能、耐磨性能，以防止橡胶膨胀节的泄漏。橡胶膨胀节通过法兰和密封垫片与管路连接，密封垫片所具备的耐油性、弹性变形能力和耐磨性，对于防止橡胶膨胀节外泄有重要作用。
[0003]膨胀节常用的垫片有石棉、聚四氟乙烯、石墨垫片、金属平行垫片等，其中石棉因安全环保原因逐渐被淘汰，聚四氟乙烯的弹性欠佳，而石墨垫片、金属平行垫片的耐磨性尚待提升。丁腈橡胶是理想的密封材料，具有良好的耐油性、耐热性、气密性等优点，广泛用于制作密封件。但是丁腈橡胶长期在油性高温环境下的工作性能不如氟橡胶，同时丁腈橡胶的性能与丙烯腈的含量有密切关系，丙烯腈含量增加，耐油性、耐热性、气密性等得到提升，但是弹性、耐寒性下降，如何平衡这些性能的关系对于丁腈橡胶的品质至关重要。

技术实现思路
r/>[0004]本专利技术的目的在于提供一种以丁腈橡胶为密封材质的耐油橡胶垫片，具有良好的耐油性、耐热性和弹性，满足橡胶膨胀节在高速转动的活节齿轮轴中的应用。
[0005]本专利技术提供如下的技术方案：一种橡胶垫片，包括以下重量份的各组分：丁腈橡胶100份、炭黑774≤50份、炭黑550≤50份、炭黑330≤50份、C9树脂≤20份、邻苯二甲酸二丁酯10～100份、氧化锌≤5份、硬脂酸≤5份、石蜡5～10份、防老剂1～5份、硫磺≤1份、硫化促进剂≤3份。
[0006]丁腈橡胶具有良好的耐油性、耐热性，但是丁腈橡胶的性能与丙烯腈的含量密切相关，丙烯腈含量增加，耐油性、耐热性、气密性等得到提升，但是弹性等则下降。专利技术人在研究中通过尝试，以丙烯腈含量为36～41％的丁腈橡胶为对象，选择合适的炭黑添加与丁腈橡胶进行复配，在满足丁腈橡胶合适的耐油性、耐热性下，改善了丁腈橡胶的弹性，提高了弹性橡胶的强度。其中，炭黑774、炭黑550和炭黑330主要从以下方面进行作用：炭黑774填充到丁腈橡胶中，赋予丁腈橡胶更高的弹性，提高丁腈橡胶的加工流动性，以及与其他组分的粘合性能，炭黑330强化炭黑774的高弹性，炭黑550协同炭黑770补强丁腈橡胶，并改善丁腈橡胶的耐热性。通过炭黑774、550和330在一定用量下的科学复配，可
以使得丁腈橡胶同时具有较佳的耐热、耐油以及弹性。
[0007]作为本专利技术的优选，包括以下重量份组分：丁腈橡胶100份、炭黑774 10～50份、炭黑550 10～50份、炭黑330 10～50份、C9树脂3～20份、邻苯二甲酸二丁酯10～100份、氧化锌1～5份、硬脂酸2～5份、石蜡5～10份、防老剂1～5份、硫磺0.5～1份、硫化促进剂1～3份。
[0008]作为本专利技术的优选，所述炭黑774、炭黑330和炭黑550的质量比为1:0.8～1.0:1。炭黑330虽然起到对炭黑774的弹性强化效果，但炭黑330使用量不宜过低，否则效果不明显。
[0009]作为本专利技术的优选，还包括改性聚四氟乙烯超细粉20～30份，聚四氟乙烯超细粉的改性过程如下：(1)超声处理处理聚四氟乙烯超细粉90～120min，超声功率密度为2W/cm2～5W/cm2，超声频率为200kHz～800kHz；(2)将聚四氟乙烯超细粉干燥后置于低温等离子场活化，低温等离子场的真空压力≤3Pa，通入工作气体至场内压力为15～20Pa，在功率为200～300W下处理30～100s。
[0010]丁腈橡胶耐热性、耐油性与含氟材质等相比还有一定的差距。采用含氟树脂配合丁腈橡胶是一种技术思路，但实践结果不佳，主要是因为含氟树脂如聚四氟乙烯的表面能低，与丁腈橡胶等其他组分的相容性差。专利技术人在前期对聚四氟乙烯的研究中采用超声联合低温等离子处理聚四氟乙烯，可以在聚四氟乙烯表面获得羟基、羧基等官能团，提高聚四氟乙烯润湿性，聚四氟乙烯更易与其他树脂或粘结剂相容，然后尝试进一步优化条件下(主要是条件更为苛刻)处理的聚四氟乙烯添加到丁腈橡胶中后发现，丁腈橡胶的性能得到进一步增强。
[0011]作为本专利技术的优选，工作气氛中含有CO2和双氧水蒸汽，CO2和双氧水蒸汽的压力为场内压力的20～30％和5～10％。低温等离子场的高能环境可促实现CO2羧基化，在双氧水的辅助下，使聚四氟乙烯表面产生的羟基转化为羧基，提高聚四氟乙烯的表面润湿性。
[0012]作为本专利技术的优选，先将聚四氟乙烯超细粉在低温等离子场中预处理20～40s，预处理完毕后更换含有CO2和双氧水蒸汽的工作气体。预处理过程使聚四氟乙烯先期尽可能的产生羟基、羧基等，然后使用CO2和双氧水蒸汽处理，利用两种不同的处理阶段提升羟基、羧基产生程度。
[0013]一种上述橡胶垫片的制备方法，包括以下步骤：(1)将各原料置于密炼机中60～70℃混炼10～15分钟；(2)混炼后出料，在注压片机中压片成型得到生垫片，成型压力为80～100Mpa；(3)将生垫片硫化处理20～40min，优选硫化温度150～180℃，硫化压力为10～12MPa。
[0014]作为本专利技术方法的优选，炭黑774、炭黑550、炭黑330在有机溶剂中混合分散均匀、干燥，再送入步骤(1)。将炭黑774、550、330预先混合，变成均匀分散的整体，可以提高强化效果。
[0015]一种含有上述橡胶垫片的高强度耐油橡胶膨胀节，橡胶垫片位于橡胶膨胀节的两端。
[0016]作为本专利技术的优选，所述橡胶膨胀节还包括筒状的支撑骨架；
所述支撑骨架由内向外依次为白帆布层、耐油贴胶帆布层和浸胶芳纶帆布层；所述白帆布层内设有若干与支撑骨架同轴线的增强金属钢圈；所述耐油贴胶帆布层至少为两层；所述浸胶芳纶帆布层至少为两层；所述支撑骨架的两端沿径向向外延展形成连接法兰，所述橡胶垫片粘结于连接法兰的端面，连接法兰的背面贴敷增强石棉垫。
[0017]本专利技术的橡胶膨胀节的支撑骨架采用多层结构复合：内设增强金属钢圈的白帆布层、至少两层耐油贴胶帆布层、至少两层浸胶芳纶帆布层，具有较高的强度，可以防止活节齿轮轴转动过程中，润滑油高速旋转冲击引发的破坏，避免漏油。
[0018]本专利技术的有益效果如下：本专利技术的耐油橡胶垫片以丁腈橡胶为基料，通过科学、合理的复配炭黑770、炭黑330和炭黑550，构建增强体系，具有较好的弹性、耐热性和耐油性和硬度；通过改性聚四氟乙烯处理后添加到丁腈橡胶中，可进一步改善丁腈橡胶耐热性和耐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶垫片，其特征在于，包括以下重量份的各组分：丁腈橡胶 100份、炭黑774≤50份、炭黑550≤50份、炭黑330≤50份、C9树脂≤20份、邻苯二甲酸二丁酯10～100份、氧化锌≤5份、硬脂酸≤5份、石蜡5～10份、防老剂1～5份、硫磺≤1份、硫化促进剂≤3份。2.根据权利要求1所述的橡胶垫片，其特征在于，包括以下重量份的各组分：丁腈橡胶 100份、炭黑774 10～50份、炭黑550 10～50份、炭黑330 10～50份、C9树脂 3～20份、邻苯二甲酸二丁酯10～100份、氧化锌 1～5份、硬脂酸 2～5份、石蜡5～10份、防老剂1～5份、硫磺 0.5～1份、硫化促进剂 1～3。3.根据权利要求1或2所述的橡胶垫片，其特征在于，所述炭黑774、炭黑330和炭黑550的质量比为1:0.8～1.0:1。4.根据权利要求1或2所述的橡胶垫片，其特征在于，还包括改性聚四氟乙烯超细粉20～30份，聚四氟乙烯超细粉的改性过程如下：（1）超声处理处理聚四氟乙烯超细粉90～120min，超声功率密度为2W/cm2～5W/cm2，超声频率为200kHz～800kHz；（2）将聚四氟乙烯超细粉干燥后置于低温等离子场活化，低温等离子场的真空压力≤3Pa，通入工作气体至场内压力为15～20Pa，在功率为200～300W...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞，孙利杰，俞江帆，
申请(专利权)人：浙江国泰萧星密封材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：