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浅色耐油密封圈的研制

作者:admin  来源:本站  发表时间:2011-6-13 16:17:44  点击:852
  摘要:通过改变丁腈橡胶和聚氯乙稀不同用量比例以及选用不同的补强填充体系进行耐油性实验,结果表明:在密封圈胶料中加入适量的PVC可以提高硬度、拉伸强度等物理机械性能,并用胶的耐油性能也随之提高,当PVC的用量在30—40份的时候耐油性能最好;不同填充补强剂对性能影响不同,选用沉淀法白炭黑的胶料有较好的物理机械性能和耐油性能。
  耐油性是指耐非极性油类,橡胶品种的选择应该与油类溶解度参数相差悬殊者为宜。丁腈橡胶(NBR)是常用的耐油橡胶,是制造耐油密封圈的主体材料。
  NBR与聚氯乙烯(PVC)的并用应用非常广泛,并用胶的耐油和耐臭氧老化、耐候性能比NBR更为优越,特别是在密封制品中因为具有的良好耐油性而得到广泛应用。
  耐油密封圈使用在油类环境中,要求拉伸强度大、耐油性能好。本研究通过改变NBR与PVC的并用比例,以及采用不同填充体系对密封圈胶料配方进行研究,以确定适合耐油密封圈的胶料配方。
  1实验部分
  1.1主要原材料
  丁腈橡胶NBR26,上海慧朔化工有限公司产品;聚氯乙烯PVC,牌号为SG—5,东莞市晨龙塑胶原料贸易部产品。其他原材料都是市售产品。
  1.2设备和仪器
  XK—160型开炼机,广东湛江机械厂产品;GT—M2000—A无转子硫化仪,台湾高铁科技股份有限公司产品;A1—7000一GD拉力试验机,台湾高铁科技股份有限公司产品。
  1.3胶料混炼工艺
  预膨润:先将PVC与增塑剂DBP混合,放入烘箱在100℃下膨润30min。
  塑化:将高温开炼机加热至150℃—160℃,经过预膨润的PVC在高温开炼机上进行塑化,直至成均匀透明状。
  共混:已塑炼的NBR加入塑化好的PVC中混合,NBR与PVC混合均匀后冷却,再用普通开炼机加入其他配合剂,加料顺序为:各不同组份的PVC与NBR并用胶、硫黄、小料一白炭黑一软化剂一下片。
  1.4性能测试
  1.4.1耐油性能
  试样为哑铃型试样,其总长为115mm,宽为6.00mm,厚为2.0mm;本实验根据密封制品的实际使用环境,选用机油为实验介质;浸泡温度:23±1℃,时间:22h。
  1.4.2物理机械性能
  各项物理机械性能测试均按照国家标准GB/T531—1999和GB/T528—1998规定进行测试。
  1.5实验配方
  实验从两个方面进行,首先研究NBR/PVC不同并用比例对于耐油密封圈胶料性能的影响,然后固定NBR/PVC的比例,研究不同填充补强剂对耐油密封圈胶料性能的影响。实验配方分别见表1和表2。
  2结果与讨论
  2.1不同NBR/PVC并用比对胶料性能的影响
  2.1.1对工艺性能的影响
  不同NBR/PVC并用比的工艺性能差异较大,结果见表3。从表中可以看出,随着PVC用量的增多,胶料的门尼粘度、硫化仪的扭矩值增大,说明胶料的模量增大,流动性逐渐变差,加工性能变差。
  2.1.2对耐油性及物理机械性能影响
  橡胶密封圈使用在油类环境中,其初始的物理机械性能和耐油性能都非常重要,如果耐油性能差胶料会发生溶胀,并且性能发生下降,密封性能降低。表4对比了不同并用比例的NBR/PVC硫化胶料的初始物理机械性能、在油中浸泡后的物理机械性能以及体积变化率和性能变化率。
  通过表4的对比,浸油前后不同组份NBR与PVC并用胶性能及性能变化百分率按下列规律变化:
  (1)物理机械性能变化:PVC用量增加,硬度、拉伸强度逐渐变大,而NBR/PVC比例为60/40时拉伸强度最大:从浸油前后拉伸强度的变化来看,PVC用量为30~40份时,拉伸强度变化率较小。
  拉断伸长率随PVC用量的增加而减少;浸油前后拉断伸长率下降百分率逐渐增大。
  (2)体积变化率:浸油后试样的体积胀大,随PVC用量的增加并用胶的体积变化率逐渐减小,并用胶的耐油性能提高。
  2.2不同填充补强体系对性能的影响
  不同填充补强剂的性能测试结果见表5。
  从表5可看出,使用沉淀法白炭黑拉伸强度最大,效果最好;试样在浸油前后的体积变化率和性能变化率较小,说明其耐油性较好。因此选用沉淀法白炭黑作为填充剂比较合理。
  2.3成品试验
  通过以上综合分析对比,确定耐油密封圈成品胶料配方如下:NBR:70份,PVC:30份,氧化锌:5份,硬脂酸:1份,硫黄:2份,沉淀法白炭黑:40份,促进剂DM:1.5份,促TMTD:1.5份,葵二酸二丁酯(DBP):15份,防老剂4010NA:1.5份,防老剂RD:1份,丙三醇:2份。
  将此配方进行了实际应用试验,试制了耐油密封圈,试制的成品外观质量良好。测试其物理机械性能和耐油性能,结果如表6所示。
  表6中成品性能和性能变化率都能达到指标要求,说明该实验配方能满足耐油密封圈实际生产。
  2.4生产工艺
  (1)混炼:将高速混合器升温至80℃恒温后,加入DBP和PVC,高速搅拌使PVC塑化。NBR与防老剂同时加入150℃左右的密炼机密炼2min,加入已塑化的PVC及其他助剂密炼3min;取出混炼胶在普通开炼机上混炼、薄通、下片。
  (2)硫化:将预成型胶条放入已预热好的模具里,硫化条件为160℃×4min,硫化制品出模后经自检、修边、质检、包装后入库。
  3结语
  在耐油密封圈胶料中加入适量的PVC可以提高硬度、拉伸强度等物理机械性能,并用胶的耐油性能也随之提高,浅色制品用沉淀法白炭黑性能较佳。实际使用证明成品的质量稳定,能满足用户要求。
  主体材料丁腈橡胶中加入聚氯乙烯,可明显降低胶料成本,经济效益显著。

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