本发明涉及一种抗爆橡胶O型圈材料及其制备方法。
背景技术：
：橡胶O型圈的抗爆即是指抗瞬间爆炸性减压(简称AED或RGD)，在高压的作用下，橡胶密封件与气体接触一段时间后，气体会渗入到其内部，形成一定的微小空间，气体继续渗入直至内外压力达到平衡，压力越高，渗入的气体也就越多。当橡胶密封件外部的压力下降，橡胶体内的压缩气体不能足够快的释放，会导致橡胶体开裂和鼓泡，最终使密封件丧失密封性能。抗爆O型圈广泛应用于天然气的开采以及输送中，目前在国内市场上，抗爆O型圈的产品基本为进口件垄断，国内在这方面的研究还属于起步阶段。国外制造抗爆O型圈的材料一般有HNBR、FKM、FEPM等，而国内还没有公开的文献进行这方面的研究。采用普通HNBR、FKM、FEPM配方制造的O型圈往往抗爆性不好，即在压力变化时，橡胶O型圈表面容易起泡，橡胶断面出现裂纹，严重的还会出现产品的断裂，且压力变化越大，出现的情况越严重，从而导致产品失去密封性能。本发明公开了一种新的抗爆橡胶O型圈材料，由其制作的O型圈具有非常好的抗爆性，按NORSOKM-710REV3测试，可达等级0000～1111级，超过进口件的水平。测试后，产品变形小，有更好的抗压缩性能，密封性好。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种抗爆橡胶O型圈材料及其制备方法。本发明所采取的技术方案是：一种抗爆橡胶O型圈材料，其由以下质量份的原料组成：原胶：100份；补强剂：15～90份；吸酸剂：0.5～10份；加工助剂：0.5～4份；硫化剂：0.6～4份；架桥助剂：1～6份。所述原胶为氟碳橡胶。所述氟碳橡胶为偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟化甲基乙烯基醚-全氟苯氧丙基乙烯基醚三元共聚物中的至少一种。所述补强剂为炭黑、碳纳米管、石墨烯、白炭黑中的至少一种。所述吸酸剂为氧化镁、氧化锌、氧化钙、氢氧化钙中的至少一种。所述加工助剂为棕榈蜡、脂肪酸盐、脂肪酸、金属皂盐、有机硅化合物中的至少一种。所述硫化剂为2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯中的至少一种。所述架桥助剂为1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮、2，4，6-三(烯丙氧基)-1，3，5-三嗪中的至少一种。上述抗爆橡胶O型圈材料的制备方法，包括以下步骤：将原胶加入开炼机或密炼机，进行塑炼，再加入已经预先混合好的补强剂、吸酸剂和加工助剂，粉体吃完后，加入硫化剂和架桥助剂，混炼薄通均匀，出片冷却，得到抗爆橡胶O型圈材料。本发明的有益效果是：本发明的抗爆橡胶O型圈材料具有高硬度、高强度、高模量、高抗撕裂等优点，材料分散性优异。由该材料制备的O型圈(线径0.5～20mm)具有非常好的抗爆性能，RGD测试可达NORSOKM-710中的等级0000～1111级，压缩变形小。具体实施方式一种抗爆橡胶O型圈材料，其由以下质量份的原料组成：原胶：100份；补强剂：15～90份；吸酸剂：0.5～10份；加工助剂：0.5～4份；硫化剂：0.6～4份；架桥助剂：1～6份。优选的，所述原胶为氟碳橡胶。优选的，所述氟碳橡胶为偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-丙烯共聚物(四丙氟橡胶)、四氟乙烯-全氟化甲基乙烯基醚-全氟苯氧丙基乙烯基醚三元共聚物(全氟醚橡胶)中的至少一种。优选的，所述补强剂为炭黑、碳纳米管、石墨烯、白炭黑中的至少一种。优选的，所述炭黑为美国卡博特公司的N990、N330、N550、N774、SP5000、N220、N234中的至少一种。优选的，所述碳纳米管的内径为12～60nm，长度为0.5～12μm，纯度在95％以上。优选的，所述石墨烯的厚度为0.5～30nm，粒径为0.2～60μm，纯度在96％以上。优选的，所述白炭黑的BET比表面积为130～200m2/g，纯度在96％以上。优选的，所述吸酸剂为氧化镁、氧化锌、氧化钙、氢氧化钙中的至少一种。优选的，所述加工助剂为棕榈蜡、脂肪酸盐、脂肪酸、金属皂盐、有机硅化合物中的至少一种。优选的，所述脂肪酸盐为脂肪酸锌。优选的，所述脂肪酸为辛酸、癸酸、癸二酸、月桂酸、肉豆寇酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻油酸、山嵛酸、芥酸中的至少一种。优选的，所述金属皂盐为锌皂盐、钙皂盐中的至少一种。进一步优选的，所述金属皂盐为德国Struktol公司型号为ZNZB746的锌皂盐。优选的，所述硫化剂为2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯中的至少一种。优选的，所述架桥助剂为1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮、2，4，6-三(烯丙氧基)-1，3，5-三嗪中的至少一种。上述抗爆橡胶O型圈材料的制备方法，包括以下步骤：将原胶加入开炼机或密炼机，进行塑炼，再加入已经预先混合好的补强剂、吸酸剂和加工助剂，粉体吃完后，加入硫化剂和架桥助剂，混炼薄通均匀，出片冷却，得到抗爆橡胶O型圈材料。下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。实施例1：一种抗爆橡胶O型圈材料的原料组成如表1所示：表1一种抗爆橡胶O型圈材料的原料组成表原料质量份偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物100炭黑N55050氧化镁5棕榈蜡2.52，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷31，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮1实施例2：一种抗爆橡胶O型圈材料的原料组成如表2所示：表2一种抗爆橡胶O型圈材料的原料组成表原料质量份四丙氟橡胶100碳纳米管15氧化钙0.5月桂酸0.5过氧化二异丙苯0.62，4，6-三(烯丙氧基)-1，3，5-三嗪5实施例3：一种抗爆橡胶O型圈材料的原料组成如表3所示：表3一种抗爆橡胶O型圈材料的原料组成表原料质量份偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物100炭黑N77460炭黑N99030氧化锌10ZNZB746锌皂盐42，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷42，4，6-三(烯丙氧基)-1，3，5-三嗪6实施例4：一种抗爆橡胶O型圈材料的原料组成如表4所示：表4一种抗爆橡胶O型圈材料的原料组成表测试例：将实施例1～4制备的抗爆橡胶O型圈材料装入模具，用硫化机压制成标准的试验片和5.33mm(线径)×15.24mm(内径)规格的O型圈，再进行性能测试，其测试结果如表5所示。表5实施例1～4的抗爆橡胶O型圈材料的性能测试数据注：NORSOKM-710REV3(ISO23936-2)试验条件：NORSOKM-710REV3等级判定依据：由表5可知：本发明的抗爆橡胶O型圈材料具有以下特点：1)高硬度：邵氏硬度为88～95；2)高强度：拉伸强度为20.5MPa～32.1MPa，定伸强度(100％)为12.6MPa～23.5MPa；3)高撕裂强度：撕裂强度为42～77KN/M，而一般FKM的撕裂强度仅为20～40KN/M；4)抗爆性能优异：O型圈(线径0.5～20mm)的RGD测试可达NORSOKM-710中的等级0000～1111级。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3