一种化工泵用耐高温变形密封件的制作方法

文档序号:17155194发布日期:2019-03-19 23:54阅读:189来源:国知局

本发明属于化工泵技术领域,具体涉及一种化工泵用耐高温变形密封件。



背景技术:

化工泵是全国联合设计的节能泵,泵的性能,技术要求,根据国际标准所规定的性能和尺寸设计的,其优点:全系列水利性能布局合理,用户选择范围宽,“后开式”结构,检修方便、效率和吸程达到国际先进水平,广泛用于工业、城市给水、排水、亦可用于农田、果园排灌,供输送清水或物理及化学性质类似清水的其他液体之用,化工泵在正常使用时,由于泵体的应用领域不同,会接触到一些具备腐蚀性能介子的行业内使用,化工泵在正常的使用中,会涉及到一定的高热量流体输送,因此,化工泵的密封性能直接影响到化工泵的运输安全性,同时超高热量的流体会使得化工泵的密封件产生影响,因此,密封件的耐温性对于化工泵的运输安全性也息息相关。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种化工泵用耐高温变形密封件。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种化工泵用耐高温变形密封件,按重量份计由以下成分制成:预聚体改性丁基橡胶88-92、改性凹凸棒土粉与炭黑混合物22-25、硫化剂1-3、偏苯三酸三烯丙酯2-5、氧化锌5-8、氮化硼3-4、软化剂1-4、二乙醇胺1.5-1.8、防老剂1.2-1.7。

进一步的,所述预聚体改性丁基橡胶制备方法为:

将丁基橡胶与预聚体按15:1质量比例加入到开放式混炼机进行塑炼,待生胶包辊后再加入丁基橡胶质量1.2%的硬脂酸,其中混炼机温度为105-108℃,转子转速为60r/min;下料后在温度为40℃,湿度为70%的恒温恒湿环境中静置20h,即得。

进一步的,所述预聚体制备方法为:

将平均分子量为2500的二羟基聚醚添加到反应釜中,加热至90℃,以150r/min转速搅拌40min,然后再继续升温至118℃,然后对反应釜抽真空至0.016mpa,然后进行脱水1小时,再调节温度至80℃,加入二羟基聚醚质量45%的叔丁氧基双(二甲胺基)甲烷及0.85%的催化剂,保温反应1.5h,对反应产物进行清洗,烘干至恒重,即得预聚物。

进一步的,所述催化剂为n,n-二甲基苄胺。

进一步的,所述改性凹凸棒土粉与炭黑混合物制备方法为:

(1)将凹凸棒土粉按100g:300ml的比例添加到溶剂中,所述溶剂由水和月桂酸铵组成,水与月桂酸铵质量比为30:1;然后再将凹凸棒土粉与溶剂混合物添加到高速分散机中,充分搅拌,其中高速分散机的转速设定为2500r/min,搅拌时间为45min,温度为67℃,得到凹凸棒土分散液;

(2)将炭黑与质量分数为10%的异丙醇溶液按20g:150ml的比例混合,然后搅拌均匀后,再添加炭黑质量1.2%的钛酸酯偶联剂,加热至78℃,以1200r/min转速搅拌2小时,得到炭黑分散液;

(3)将凹凸棒土分散液与炭黑分散液按1:1质量比例混合后,添加到反应釜中,充入氮气排出反应釜中空气,再添加凹凸棒土分散液质量0.5%的n-甲基吗啉,在80℃下以150r/min转速搅拌2小时,然后进行出料,过滤,采用去离子水清洗至中性,烘干至恒重,即得。

进一步的,所述炭黑为炭黑550。

进一步的,所述硫化剂为硫磺。

进一步的,所述软化剂为环烷油,其酸值0.12mgkoh/g,流动点-21℃,饱和烃含量,90.25%,芳烃含量9.96%,沥青质含量0.32%。

进一步的,所述防老剂为防老剂mb。

有益效果:本发明制备的化工泵用耐高温变形密封件具有良好的耐高温变形性能,采用预聚体与丁基橡胶物理混合物替换本发明中的预聚体改性丁基橡胶制备的密封件的耐高温变形性能明显降低;本发明采用制备的预聚体对丁基橡胶进行改性,能够显著的改善丁基橡胶的胶体性能及其硫化胶膜的力学性能,尤其是耐撕裂性能的改善效果尤为突出,相较于普通丁基橡胶的拉伸强度提高了50.3%,撕裂强度提高了25.2%,并且,以此制备的橡胶密封件尺寸稳定性更高,同时,改善了传统丁基橡胶共混性能差的缺点,使得防老剂能显著提高预聚体改性丁基橡胶的耐老化性能。本发明采用了改性凹凸棒土粉与炭黑混合物,利用改性凹凸棒土粉与炭黑混合物作为填充剂和橡胶补强剂,可以增加橡胶密封件的容积,将改性凹凸棒土粉与炭黑混合物和预聚体改性丁基橡胶同时使用于密封件中,能对改性丁基橡胶进行二次改性,能获得更高的抗张强度、撕裂强度和耐磨性,弹性模量大、耐高温、耐化学腐蚀、导热性能好、热膨胀系数低等优点,并具有能促进丁基橡胶和防老剂的粘接,提高防老效果;改性凹凸棒土粉与炭黑混合物在密封材料中分散更加均匀,并有效防止未改性处理的凹凸棒土与炭黑在橡胶体系中的聚集,从而进一步提高密封件的性能,通过改性凹凸棒土粉与炭黑混合物与偏苯三酸三烯丙酯协同作用,能够极大提高密封件的散热性,不会产生温度积聚。

具体实施方式

实施例1

一种化工泵用耐高温变形密封件,按重量份计由以下成分制成:预聚体改性丁基橡胶88、改性凹凸棒土粉与炭黑混合物22、硫化剂1、偏苯三酸三烯丙酯2、氧化锌5、氮化硼3、软化剂1、二乙醇胺1.5、防老剂1.2。

进一步的,所述预聚体改性丁基橡胶制备方法为:

将丁基橡胶与预聚体按15:1质量比例加入到开放式混炼机进行塑炼,待生胶包辊后再加入丁基橡胶质量1.2%的硬脂酸,其中混炼机温度为105℃,转子转速为60r/min;下料后在温度为40℃,湿度为70%的恒温恒湿环境中静置20h,即得。

进一步的,所述预聚体制备方法为:

将平均分子量为2500的二羟基聚醚添加到反应釜中,加热至90℃,以150r/min转速搅拌40min,然后再继续升温至118℃,然后对反应釜抽真空至0.016mpa,然后进行脱水1小时,再调节温度至80℃,加入二羟基聚醚质量45%的叔丁氧基双(二甲胺基)甲烷及0.85%的催化剂,保温反应1.5h,对反应产物进行清洗,烘干至恒重,即得预聚物。

进一步的,所述催化剂为n,n-二甲基苄胺。

进一步的,所述改性凹凸棒土粉与炭黑混合物制备方法为:

(1)将凹凸棒土粉按100g:300ml的比例添加到溶剂中,所述溶剂由水和月桂酸铵组成,水与月桂酸铵质量比为30:1;然后再将凹凸棒土粉与溶剂混合物添加到高速分散机中,充分搅拌,其中高速分散机的转速设定为2500r/min,搅拌时间为45min,温度为67℃,得到凹凸棒土分散液;

(2)将炭黑与质量分数为10%的异丙醇溶液按20g:150ml的比例混合,然后搅拌均匀后,再添加炭黑质量1.2%的钛酸酯偶联剂,加热至78℃,以1200r/min转速搅拌2小时,得到炭黑分散液;

(3)将凹凸棒土分散液与炭黑分散液按1:1质量比例混合后,添加到反应釜中,充入氮气排出反应釜中空气,再添加凹凸棒土分散液质量0.5%的n-甲基吗啉,在80℃下以150r/min转速搅拌2小时,然后进行出料,过滤,采用去离子水清洗至中性,烘干至恒重,即得。

进一步的,所述炭黑为炭黑550。

进一步的,所述硫化剂为硫磺。

进一步的,所述软化剂为环烷油,其酸值0.12mgkoh/g,流动点-21℃,饱和烃含量,90.25%,芳烃含量9.96%,沥青质含量0.32%。

进一步的,所述防老剂为防老剂mb。

实施例2

一种化工泵用耐高温变形密封件,按重量份计由以下成分制成:预聚体改性丁基橡胶92、改性凹凸棒土粉与炭黑混合物25、硫化剂3、偏苯三酸三烯丙酯5、氧化锌8、氮化硼4、软化剂4、二乙醇胺1.8、防老剂1.7。

进一步的,所述预聚体改性丁基橡胶制备方法为:

将丁基橡胶与预聚体按15:1质量比例加入到开放式混炼机进行塑炼,待生胶包辊后再加入丁基橡胶质量1.2%的硬脂酸,其中混炼机温度为108℃,转子转速为60r/min;下料后在温度为40℃,湿度为70%的恒温恒湿环境中静置20h,即得。

进一步的,所述预聚体制备方法为:

将平均分子量为2500的二羟基聚醚添加到反应釜中,加热至90℃,以150r/min转速搅拌40min,然后再继续升温至118℃,然后对反应釜抽真空至0.016mpa,然后进行脱水1小时,再调节温度至80℃,加入二羟基聚醚质量45%的叔丁氧基双(二甲胺基)甲烷及0.85%的催化剂,保温反应1.5h,对反应产物进行清洗,烘干至恒重,即得预聚物。

进一步的,所述催化剂为n,n-二甲基苄胺。

进一步的,所述改性凹凸棒土粉与炭黑混合物制备方法为:

(1)将凹凸棒土粉按100g:300ml的比例添加到溶剂中,所述溶剂由水和月桂酸铵组成,水与月桂酸铵质量比为30:1;然后再将凹凸棒土粉与溶剂混合物添加到高速分散机中,充分搅拌,其中高速分散机的转速设定为2500r/min,搅拌时间为45min,温度为67℃,得到凹凸棒土分散液;

(2)将炭黑与质量分数为10%的异丙醇溶液按20g:150ml的比例混合,然后搅拌均匀后,再添加炭黑质量1.2%的钛酸酯偶联剂,加热至78℃,以1200r/min转速搅拌2小时,得到炭黑分散液;

(3)将凹凸棒土分散液与炭黑分散液按1:1质量比例混合后,添加到反应釜中,充入氮气排出反应釜中空气,再添加凹凸棒土分散液质量0.5%的n-甲基吗啉,在80℃下以150r/min转速搅拌2小时,然后进行出料,过滤,采用去离子水清洗至中性,烘干至恒重,即得。

进一步的,所述炭黑为炭黑550。

进一步的,所述硫化剂为硫磺。

进一步的,所述软化剂为环烷油,其酸值0.12mgkoh/g,流动点-21℃,饱和烃含量,90.25%,芳烃含量9.96%,沥青质含量0.32%。

进一步的,所述防老剂为防老剂mb。

实施例3

一种化工泵用耐高温变形密封件,按重量份计由以下成分制成:预聚体改性丁基橡胶90、改性凹凸棒土粉与炭黑混合物23、硫化剂2、偏苯三酸三烯丙酯3、氧化锌6、氮化硼3.4、软化剂2、二乙醇胺1.6、防老剂1.5。

进一步的,所述预聚体改性丁基橡胶制备方法为:

将丁基橡胶与预聚体按15:1质量比例加入到开放式混炼机进行塑炼,待生胶包辊后再加入丁基橡胶质量1.2%的硬脂酸,其中混炼机温度为106℃,转子转速为60r/min;下料后在温度为40℃,湿度为70%的恒温恒湿环境中静置20h,即得。

进一步的,所述预聚体制备方法为:

将平均分子量为2500的二羟基聚醚添加到反应釜中,加热至90℃,以150r/min转速搅拌40min,然后再继续升温至118℃,然后对反应釜抽真空至0.016mpa,然后进行脱水1小时,再调节温度至80℃,加入二羟基聚醚质量45%的叔丁氧基双(二甲胺基)甲烷及0.85%的催化剂,保温反应1.5h,对反应产物进行清洗,烘干至恒重,即得预聚物。

进一步的,所述催化剂为n,n-二甲基苄胺。

进一步的,所述改性凹凸棒土粉与炭黑混合物制备方法为:

(1)将凹凸棒土粉按100g:300ml的比例添加到溶剂中,所述溶剂由水和月桂酸铵组成,水与月桂酸铵质量比为30:1;然后再将凹凸棒土粉与溶剂混合物添加到高速分散机中,充分搅拌,其中高速分散机的转速设定为2500r/min,搅拌时间为45min,温度为67℃,得到凹凸棒土分散液;

(2)将炭黑与质量分数为10%的异丙醇溶液按20g:150ml的比例混合,然后搅拌均匀后,再添加炭黑质量1.2%的钛酸酯偶联剂,加热至78℃,以1200r/min转速搅拌2小时,得到炭黑分散液;

(3)将凹凸棒土分散液与炭黑分散液按1:1质量比例混合后,添加到反应釜中,充入氮气排出反应釜中空气,再添加凹凸棒土分散液质量0.5%的n-甲基吗啉,在80℃下以150r/min转速搅拌2小时,然后进行出料,过滤,采用去离子水清洗至中性,烘干至恒重,即得。

进一步的,所述炭黑为炭黑550。

进一步的,所述硫化剂为硫磺。

进一步的,所述软化剂为环烷油,其酸值0.12mgkoh/g,流动点-21℃,饱和烃含量,90.25%,芳烃含量9.96%,沥青质含量0.32%。

进一步的,所述防老剂为防老剂mb。

对比例1:与实施例1区别仅在于将预聚体改性丁基橡胶替换为未改性处理的丁基橡胶。

对比例2:与实施例1区别仅在于将预聚体改性丁基橡胶替换为预聚体与丁基橡胶物理混合物。

对比例3:与实施例1区别仅在于将改性凹凸棒土粉与炭黑混合物替换为凹凸棒土粉与炭黑物理混合物。

对照组:采用申请号:201010155903.9制备的改性丁基橡胶。

将实施例与对比例采用相同工艺加工成相同规格的密封圈,对密封圈高温下压缩永久变形进行测试比较压缩永久形变率%(压缩条件:25%压缩、24小时):

表1

由表1可以看出本发明制备的化工泵用耐高温变形密封件具有良好的耐高温变形性能,采用预聚体与丁基橡胶物理混合物替换本发明中的预聚体改性丁基橡胶制备的密封件的耐高温变形性能明显降低。

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