一种汽车电子助力器用星形密封圈及其制备方法与流程

本发明属于汽车电子助力器技术领域，特别涉及一种汽车电子助力器用星形密封圈及其制备方法。

背景技术：

随着汽车电气化、自动化及互联化的产业发展趋势，电子助力器应运而生，它不依赖真空源，体积更小、重量更轻、制动更灵敏。电子助力器利用传感器感知驾驶员踩下制动踏板的力度和速度，并将信号处理之后传给电控单元，电控单元控制助力器电机对应的扭矩，在机电放大机构的驱动下，推动制动泵工作，实现电控制动，响应速度比真空助力器更快，并且能够精准的控制压力，更加符合未来发展的局势。

汽车电子助力器用星形密封圈位于制动活塞上，起着密封的作用，确保汽车电子助力器制动放大助力的功能。如果密封不良，推动制动泵的力度不够，无法达到稳定快速制动的效果，人身安全会受到侵害。星形密封圈性能的好坏同产品的材料性能有很大的关系。不仅要承受较高的压力，还必须具备长久的变形回复能力，同时产品在制动时与泵体的直接摩擦，必须要有较好的耐磨性能及抗撕裂性能。类似的产品在国内一般不采用液体生胶并用生产，装配时的压入力大，甚至发生产品裂口的现象，影响制动密封。另外配方中采用普通的炭黑，耐久性及耐磨性较差，产品寿命短。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术的存在的问题，提供一种汽车电子助力器用星形密封圈及其制备方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种汽车电子助力器用星形密封圈，各原料组分的重量份数如下：

固态三元乙丙橡胶：70～90份；

液态三元乙丙橡胶：10～30份；

炉黑：60～80份；

白炭黑：3～10份；

加工助剂：0.5～1.5份；

抗焦烧剂：0.2～1份；

硫化剂：2.5～3.5份；

促进剂：1～2份。

进一步的，各原料组分的重量份数如下：

固态三元乙丙橡胶：75～85份；

液态三元乙丙橡胶：15～25份；

炉黑：70～80份；

白炭黑：4～8份；

加工助剂：0.5～1.5份；

抗焦烧剂：0.2～0.5份；

硫化剂：2.5～3.5份；

促进剂：1～2份。

进一步的，各原料组分的重量份数如下：

固态三元乙丙橡胶：80份；

液态三元乙丙橡胶：20份；

炉黑：75份；

白炭黑：5份；

加工助剂：1份；

抗焦烧剂：0.3份；

硫化剂：3份；

促进剂：1.5份。

本发明还提供了一种汽车电子助力器用星形密封圈的制造方法，包括以下步骤：

(1)第一次混炼：按照重量份数将除硫化活性剂的其它原料组分置于密炼机进行第一次密炼，将经第一次密炼后的混炼胶转入开炼机进行第一次开炼；

(2)第二次混炼：向经第一次开炼后的混炼胶中加入硫化剂后置于密炼机进行第二次密炼；将经密炼后的混炼胶转入开炼机进行第二次开炼；

(3)将第二次开炼后的混炼胶过滤并压制为成型件；

(4)将成型件放入模具中进行第一次硫化，再置入烘箱中进行第二次硫化；

(5)将二次硫化后的成型件先后进行加工成半成品、冷冻去边，得到成品。

其中，所述第一次密炼包括在140～145℃排胶；所述第一次开炼过程包括2～4次薄通和在所述薄通之后的4～5次的翻炼。

其中，所述第二次密炼包括在95～100℃排胶；所述第二次开炼过程包括2～4次薄通和在所述薄通之后的3～4次的翻炼。

其中，所述开炼的薄通厚度为4mm以下。

其中，所述第一次硫化的温度为190～195℃，时间为270～330s，压力为200～220kgf/cm²；所述第二次硫化的温度为145～155℃，时间为1～3h。

其中，所述第二次混炼在第一次混炼后至少24h进行。

本发明的有益技术效果：本发明采用固体乙丙橡胶，合理复配炉黑和白炭黑两种炭黑，使得该材料耐制动液性好、耐高温性好、耐磨性强，大大改善了星形密封圈装配开裂问题，且价格相对较低；另外用三元乙丙橡胶替代传统的操作油，并加入抗焦烧剂，通过分两阶段混炼的制造方法，既保证了各种填料的混合均匀，材料性能稳定，同时又避免了焦烧的风险，实现产品高温短时间硫化，提高了生产效率。该星形密封圈材料及制造方法制作的产品不仅增强汽车电子助力器的密封性和灵敏性，且性能稳定，合格率高，使用寿命长。

附图说明

图1是实施例1的性能测试数据；

图2是实施例2的性能测试数据；

图3是实施例3的性能测试数据。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本具体实施方式中，固态三元乙丙橡胶和液态三元乙丙橡胶均选用德国朗盛公司的产品，选用高门尼的固体乙丙橡胶，于其中添加的液态三元乙丙橡胶为零门尼；既可以降低高硬度混炼胶的门尼，提升混炼胶的加工工艺，又可以避免在客户装配时出现产品开裂。

炉黑选用上海卡博特高耐磨炉黑N330，该种炉黑有较好的分散性、较高的耐磨性能和低压缩永久变形，但材料的撕裂性偏低，产品在耐久试验时易被啃噬；白炭黑选用美国卡博特的气相法白炭黑，该种白炭黑有较好的延伸性和撕裂性，但分散性能不是很好，加入量不宜多；选用高耐磨炉黑和气相法白炭黑两种不同类型炭黑可最大限度优势互补，即可增强材料的耐磨性能，又可增加材料的撕裂性，从而提高产品寿命。

加工助剂选用美国struktol产品，硫化剂选用昆山亚特曼过氧化物硫化剂，硫化促进剂选用昆山亚特曼硫化促进剂。

实施例1

一种汽车电子助力器用星形密封圈，各原料组分的重量份数如下：

德国朗盛三元乙丙橡胶：90kg；

德国朗盛液态三元乙丙橡胶：10kg；

上海卡博特高耐磨炉黑N330：60kg；

美国卡博特气相法白炭黑：10kg；

美国struktol加工助剂：0.5kg；

美国struktol抗焦烧剂：1kg；

昆山亚特曼过氧化物硫化剂：2.5kg；

昆山亚特曼硫化促进剂：2kg；

按照以上配方如以下方法制造密封圈：

(1)第一次混炼：按照重量份数将除硫化活性剂的其它原料组分置于密炼机进行第一次密炼，所述第一次密炼包括在140℃排胶；然后将经第一次密炼后的混炼胶转入开炼机进行第一次开炼，所述第一次开炼过程包括2次薄通和在所述薄通之后的5次的翻炼，薄通厚度4mm以下，取片冷却后包装。

(2)第二次混炼：在第一次混炼结束24h后，向经第一次开炼后的混炼胶中加入部分硫化活性剂后置于密炼机进行密炼，所述第二次密炼包括在100℃排胶；然后将经密炼后的混炼胶转入开炼机进行第二次开炼，所述第二次开炼过程包括4次薄通和在所述薄通之后的3次的翻炼，薄通厚度4mm以下，取片冷却后包装。

(3)过滤并压制成型件。采用巴维尔预成型机，预成型机头装入120目滤网后，再装入预成型夹具，整个设备采用循环水冷却系统，将胶料控制在70℃的范围内，确保混炼胶在整个过程中安全。

(4)将成型件装入料筒后，通过压力注入模具中，并将压力稳定在200kgf/cm²下进行第一次硫化，模具的温度控制在195℃，此范围温度保证生产效率高，这个过程加工安全，还需避免了产品留痕，缺料，烫伤等缺陷。待硫化为270s后，置入烘箱中进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度为145℃，时间为3h。

(5)将二次硫化后的半成品，放入到冷冻箱中，将半成品加速到高速运转状态时，再使用细小的塑料粒子打击飞边，达到去飞边毛刺的效果，最后检测和包装得到成品。

实施例2

一种汽车电子助力器用星形密封圈，各原料组分的重量份数如下：

德国朗盛三元乙丙橡胶：90kg；

德国朗盛液态三元乙丙橡胶：30kg；

上海卡博特高耐磨炉黑N330：80kg；

美国卡博特气相法白炭黑：10kg；

美国struktol加工助剂：1.5kg；

美国struktol抗焦烧剂：1kg；

昆山亚特曼过氧化物硫化剂：3.5kg；

昆山亚特曼硫化促进剂：2kg；

按照以上配方如以下方法制造密封圈：

1)第一次混炼：按照重量份数将除硫化活性剂的其它原料组分置于密炼机进行第一次密炼，所述第一次密炼包括在145℃排胶；然后将经第一次密炼后的混炼胶转入开炼机进行第一次开炼，所述第一次开炼过程包括4次薄通和在所述薄通之后的4次的翻炼，薄通厚度4mm以下，取片冷却后包装。

(2)第二次混炼：在第一次混炼结束24h后，向经第一次开炼后的混炼胶中加入部分硫化活性剂后置于密炼机进行密炼，所述第二次密炼包括在95℃排胶；然后将经密炼后的混炼胶转入开炼机进行第二次开炼，所述第二次开炼过程包括2次薄通和在所述薄通之后的4次的翻炼，薄通厚度4mm以下，取片冷却后包装。

(3)过滤并压制成型件。采用巴维尔预成型机，预成型机头装入120目滤网后，再装入预成型夹具，整个设备采用循环水冷却系统，将胶料控制在70℃的范围内，确保混炼胶在整个过程中安全。

(4)将成型件装入料筒后，通过压力注入模具中，并将压力稳定在220kgf/cm²下进行第一次硫化，模具的温度控制在190℃，此范围温度保证生产效率高，这个过程加工安全，还需避免了产品留痕，缺料，烫伤等缺陷。待硫化为330s后，置入烘箱中进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度为155℃，时间为1h。

(5)将二次硫化后的半成品，放入到冷冻箱中，将半成品加速到高速运转状态时，再使用细小的塑料粒子打击飞边，达到去飞边毛刺的效果，最后检测和包装得到成品。

实施例3

一种汽车电子助力器用星形密封圈，各原料组分的重量份数如下：

德国朗盛三元乙丙橡胶：80kg；

德国朗盛液态三元乙丙橡胶：20kg；

上海卡博特高耐磨炉黑N330：75kg；

美国卡博特气相法白炭黑：5kg；

美国struktol加工助剂：1kg；

美国struktol抗焦烧剂：0.3kg；

昆山亚特曼过氧化物硫化剂：3kg；

昆山亚特曼硫化促进剂：1.5kg；

按照以上配方如以下方法制造密封圈：

(1)第一次混炼：按照重量份数将除硫化活性剂的其它原料组分置于密炼机进行第一次密炼，所述第一次密炼包括在142℃排胶；然后将经第一次密炼后的混炼胶转入开炼机进行第一次开炼，所述第一次开炼过程包括3次薄通和在所述薄通之后的4次的翻炼，薄通厚度4mm以下，取片冷却后包装。

(2)第二次混炼：在第一次混炼结束24h后，向经第一次开炼后的混炼胶中加入部分硫化活性剂后置于密炼机进行密炼，所述第二次密炼包括在98℃排胶；然后将经密炼后的混炼胶转入开炼机进行第二次开炼，所述第二次开炼过程包括3次薄通和在所述薄通之后的4次的翻炼，薄通厚度4mm以下，取片冷却后包装。

(3)过滤并压制成型件。采用巴维尔预成型机，预成型机头装入120目滤网后，再装入预成型夹具，整个设备采用循环水冷却系统，将胶料控制在70℃的范围内，确保混炼胶在整个过程中安全。

(4)将成型件装入料筒后，通过压力注入模具中，并将压力稳定在210kgf/cm²下进行第一次硫化，模具的温度控制在192℃，此范围温度保证生产效率高，这个过程加工安全，还需避免了产品留痕，缺料，烫伤等缺陷。待硫化为300s后，置入烘箱中进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度为150℃，时间为2h。

(5)将二次硫化后的半成品，放入到冷冻箱中，将半成品加速到高速运转状态时，再使用细小的塑料粒子打击飞边，达到去飞边毛刺的效果，最后检测和包装得到成品。

参照JIS D 2609标准对实施例1～3所得的成品进行性能测试，测试结果详见图1～3，其中，图1对应实施例1，图2对应实施例2，图3对应实施例3；

从三种实施例案的检测结果看，本发明具有如下优点：

1、改善了星形密封圈装配开裂问题，且价格相对较低，按照本发明配方混炼的胶料，完全满足耐制动液、耐磨、耐高温等性能，已经达到了国际领先水平；

2、积累了开发具备优异的加工性能及良好的稳定性的星形密封圈的开发经验，打破了国外对该产品的技术垄断；

3、电子助力器密封圈的开发，替代了进口件，目前为国外知名的汽车制动系统生产商配套，在节约大量外汇的同时，为国家创造外汇收入；

4、我国汽车电子助力器的起步较晚，国内一些汽车制动系统的公司，邀请我司共同参与开发，帮助他们制定相关试验和标准，为国家的汽车产业发展添砖加瓦。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。