[發(fā)明專利]一種氟橡膠密封件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710031581.5
• 申請(qǐng)日: 2007-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN101168656A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖風(fēng)亮;雷志云;楊文良;吳文濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州機(jī)械科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C09K3/10
• 分類號(hào): C09K3/10;C08L27/12;C08K5/49;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/13;C08K5/14;C08K5/20
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊曉松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于密封技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氟橡膠密封件及其制備方法。

背景技術(shù)

應(yīng)用于柴油發(fā)電機(jī)組缸套的密封件通常由5道O形圈密封件組成，水蒸氣溫度一般在150℃～200℃之間。柴油機(jī)工作時(shí)，由于燃燒氣體爆發(fā)的沖擊波，以及活塞與缸套、缸套與缸體之間的相對(duì)振動(dòng)，使緊貼著缸套外壁面的冷卻水層局部產(chǎn)生高壓和高真空，越接近缸套表面，冷卻液壓力變化越大，在冷卻液中由于壓力降低而有氣泡和汽泡形成的現(xiàn)象叫氣穴現(xiàn)象。當(dāng)所形成的氣泡和汽泡受到隨后而來的高壓時(shí)，由于氣穴內(nèi)外的壓力差，將氣泡和汽泡重新混入或溶入冷卻液中或凝結(jié)成液體，氣穴的體積將急劇縮小潰滅。這過程時(shí)間極短，通常只有幾百分之一秒，因此產(chǎn)生巨大的沖擊力，使局部溫度和壓力急劇升高。如果氣泡或汽泡在缸套壁面附近潰滅，則液體質(zhì)點(diǎn)就像無(wú)數(shù)個(gè)小彈頭，連續(xù)地打擊氣缸體表面及裝配在缸套上的密封件，使其逐漸疲勞而破壞。密封件是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的關(guān)鍵部件之一，它既要耐高溫水蒸氣，又要耐瞬間高低壓反復(fù)沖擊，同時(shí)必須保持良好的彈性和較低的壓縮永久變形性能，以此來保證發(fā)動(dòng)機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間的工作中具有較好的密封效果，滿足設(shè)備正常無(wú)泄漏運(yùn)行的需要。

常規(guī)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸套密封件選用二元型氟橡膠，四丙氟橡膠或者過氧化物硫化型的氟橡膠制造。二元氟橡膠采用雙酚硫化系統(tǒng)，必須配合金屬氧化物才能正常交聯(lián)，金屬氧化物的使用，降低了氟橡膠硫化膠的耐水蒸氣性能；而雙酚硫化系統(tǒng)所形成交聯(lián)鍵的耐長(zhǎng)期水蒸氣性能也較差。過氧化物硫化型氟橡膠具有優(yōu)良的耐水蒸氣性能，但由于該類氟橡膠的價(jià)格較普通二元氟橡膠高4～6倍，限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。四丙氟橡膠是一種理想過氧化物硫化型的氟橡膠，具有優(yōu)良的耐熱、耐水蒸氣性能和較好的機(jī)械強(qiáng)度，但這種生膠的混煉、擠出工藝性能差，耐低溫性能差，停機(jī)一段時(shí)間后再重新啟動(dòng)瞬間容易發(fā)生泄漏；此外，四丙氟橡膠硫化膠的耐壓縮永久變形性能也較差，并不十分適合制造耐壓縮變形性能要求較高的缸套O形圈密封件。經(jīng)實(shí)際中的使用發(fā)現(xiàn)，二元氟橡膠的密封件在該情況下使用，正常工作使用壽命只有2～4個(gè)月，由于發(fā)電機(jī)組設(shè)備較為龐大和復(fù)雜，更換維修一次的費(fèi)用大，停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，因此限制了氟橡膠密封件在該行業(yè)中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氟橡膠密封件，該氟橡膠密封件使用壽命長(zhǎng)、耐高溫水蒸氣、耐高低壓沖擊。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述氟橡膠密封件的制備方法。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種氟橡膠密封件，其特征在于它是由下述質(zhì)量份的原料制成：二元氟橡膠60～80份，四丙氟橡膠20～40份，炭黑20～40份，氫氧化鈣3～5份，金屬氧化物3～6份，六氟異亞丙基二酚1.5～2份，芐基三苯基氯化磷0.3～0.5份，加工助劑0.5～2份，過氧化二異丙苯0.5～1.2份，三烯丙基異氰尿酸酯0.5～1.2份。

所述二元氟橡膠為偏氟乙烯-六氟丙烯二元共聚氟橡膠，121℃下門尼黏度ML1+10為80～120MU。

所述炭黑為中粒子熱裂法炭黑。

所述金屬氧化物為氧化鉛。

所述加工助劑為硬脂酸鈉和棕櫚蠟的混合物，兼顧四丙氟橡膠和二元氟橡膠硫化過程中的脫模性能。

上述氟橡膠密封件的制備方法，其特征在于包括下述步驟：將二元氟橡膠60～80份，四丙氟橡膠20～40份，炭黑20～40份，氫氧化鈣3～5份，金屬氧化物3～6份，六氟異亞丙基二酚1.5～2份，芐基三苯基氯化磷0.3～0.5份，加工助劑0.5～2份，過氧化二異丙苯0.5～1.2份，三烯丙基異氰尿酸酯0.5～1.2份加入混煉設(shè)備中在60～80℃下混煉均勻后，經(jīng)擠出預(yù)成型，165～180℃下在平板硫化機(jī)上模壓硫化8～12分鐘，在200℃～250℃熱空氣中二次硫化8～24小時(shí)后即可制得缸套密封件，上述份數(shù)均為質(zhì)量份。

雙酚硫化的二元氟橡膠具有極佳的耐壓縮永久變形性能，但耐水蒸氣性能不及過氧化物硫化的四丙氟橡膠，而四丙氟橡膠的加工性能差，耐壓縮永久性能及低溫性能差，所以采用二者并用的方式，實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ)，既解決了材料的工藝性能問題，又兼顧了密封件的耐水蒸氣、耐壓縮永久變形的性能。

氟橡膠耐高溫水蒸氣性能在很大程度上取決于配方組分，生膠的影響并不占主要地位。金屬氧化物作為酸接受劑對(duì)耐水蒸氣性能的影響是非常顯著的。當(dāng)配方中不含金屬氧化物時(shí)性能最佳。但雙酚硫化的二元氟橡膠必須添加金屬氧化物作為酸接受劑才能正常交聯(lián)，當(dāng)使用金屬氧化物時(shí)，氧化鉛的耐水蒸氣最佳，所以本發(fā)明選用較低用量的氧化鉛作為酸接受劑。