一种动态密封橡胶圈及其制备方法和应用与流程

本发明属于橡胶圈材料，涉及一种动态密封橡胶圈及其制备方法和应用。

背景技术：

1、橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大，大于几十万。橡胶分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。

2、丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合物，丁腈橡胶的主要用途为密封制品。丁腈橡胶以其优异的耐油性而著称，其耐油性仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶，此外丁腈橡胶还具有良好的耐磨性和气密性，但耐老化性、耐拉伸性及耐臭氧性都比较差，长时间使用会出现硬化、开裂等问题。

3、专利cn111171480a公开了一种汽车发动机旋转轴用唇形密封圈，所述唇形密封圈由氟橡胶体系、三聚氰胺甲醛树脂体系和氧化石墨烯体系构成，通过开炼、挤出、模压硫化成型和产品后处理等过程制备而成。该发明汽车发动机旋转轴用唇形密封圈制备方法简单，采用氟橡胶材料作为密封圈的基体材料，耐高温、耐溶剂性好，密封圈中添加有三聚氰胺甲醛树脂体系，其官能度大，能与填料及橡胶发生交联反应，提高了密封圈的机械强度和耐磨性；添加的氧化石墨烯体系，不仅提高了密封圈的导热性和气体阻隔性，易与氟橡胶、三聚氰胺甲醛树脂体系形成全新的功能纳米复合体系，延长了密封圈的使用寿命。

4、专利cn116554566a公开了一种密封条热硫化接头丁腈橡胶组合物，它是由如下重量份数的组分制成的：羧基丁腈橡胶100份，氧化锌5～8份，硬脂酸1～2份，炭黑50～80份，液体丁腈橡胶5～15份，防老剂5～8份，硫磺1～2份，促进剂3～5份。本发明密封条热硫化接头丁腈橡胶组合物不仅具有优异的物理机械性能，而且生产工艺环保，符合主机厂对制品的要求，具有很高的经济价值。采用本发明丁腈橡胶组合物对密封条进行热硫化接头处理，对密封条接头具有非常高的粘结强度，且接头处平滑无瑕疵。

5、专利cn112266511a公开了一种耐磨型汽车y型橡胶圈的制备方法，所述的耐磨型汽车y型橡胶圈由下述重量份的原料制得：丁腈橡胶1052100-110份，氟硅橡胶15-20份、氯醇橡胶60-65份，卡博特炭黑55040-60份、防老剂rd 3-5份，古马龙树脂1-2份，促进剂cz 1-2份，硫磺2-4份，活化填料100-120份、防老剂h1.5-2份，防老剂mb 0.8-1份，硬脂酸0.8-1份，硫磺粉0.5-0.8份。该发明通过对填料改性，使得填料相容性增加，胶料中填充量大增加耐磨性和强度的同时，拉伸强度温度，其在高磨损的环境条件下的材料使用，其各项性能优异稳定。

6、专利cn115716948a公开了一种石墨烯掺杂的具有高强度丁腈橡胶制备方法。首先使用真空高温加热使石墨达到热剥离的效果，然后将石墨与氧化镁混合球磨进一步剥离石墨，再然后将石墨烯与氧化镁的混合料、纳米硅酸盐纤维、与丁腈橡胶放入密炼机塑炼，最后对成品的丁腈橡胶进行卤化改性。发明中高能球磨是为了更好的使石墨分散成石墨烯。该发明设计的一种石墨烯掺杂的具有高强度丁腈橡胶制备方法相对于传统工艺未增加明显的步数，降低了成本，得到的丁腈橡胶兼具有良好的弹性，提高了橡胶的抗撕裂强度及抗拉强度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种动态密封橡胶圈及其制备方法和应用，具有耐拉伸、耐氧化、气密性好、可以长时间使用的特点。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种动态密封橡胶圈的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)配制橡胶基材粉料；

5、(2)配制抗氧化剂；

6、(3)将橡胶基材粉料及抗氧化剂共混，熔融挤出，制成o型橡胶圈并冷却至室温，得到动态密封橡胶圈。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述的橡胶基材粉料的原料包含丁二烯、丙烯腈及纤维素，所述的橡胶基材粉料是指先将丁二烯及丙烯腈通过乳液共聚法制得丁腈橡胶，再与纤维素熔融共混，冷却后研磨成粉料得到橡胶基材粉料。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述的纤维素由羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素及羧甲基纤维素组成。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述的丁二烯、丙烯腈、纤维素的质量比为30～40:40～50:10～30。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述的羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素的质量比为30～35:40～45:20～30。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述的抗氧化剂由2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中任意一种和亚磷酸酯组成。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中任意一种和亚磷酸酯的质量比为60～70:30～40。

13、作为本发明的一种优选技术方案，所述的橡胶基材粉料、抗氧化剂的质量比为70～80:20～30。

14、一种上述的制备方法所制备得到的动态密封橡胶圈。

15、作为本发明的一种优选技术方案，所述的动态密封橡胶圈应用于全自锚抗震型柔性接口钢管中。

16、本发明的有益效果：

17、(1)本发明所提供的动态密封橡胶圈的配方及其制备方法克服了现有的以丁腈橡胶为基体材料所具有的耐老化性、耐拉伸性及耐臭氧性差的缺点。

18、(2)本发明所提供的动态密封橡胶圈具有良好的拉伸性能及密封性能，在经长时间的使用后不会出现硬化、开裂甚至是粉化的问题。

19、(3)本发明所提供的纤维素及抗氧化剂的配方通过协同作用提升了密封圈的拉伸性能及其使用寿命，使动态密封橡胶圈在经过长时间的使用后仍然具有良好的密封性能。

技术特征：

1.一种动态密封橡胶圈的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种动态密封橡胶圈的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的橡胶基材粉料的原料包含丁二烯、丙烯腈及纤维素，所述的橡胶基材粉料是指先将丁二烯及丙烯腈通过乳液共聚法制得丁腈橡胶，再与纤维素熔融共混，冷却后研磨成粉料得到橡胶基材粉料。

3.根据权利要求2所述的一种动态密封橡胶圈的制备方法，其特征在于，所述的纤维素由羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素及羧甲基纤维素组成。

4.根据权利要求2所述的一种动态密封橡胶圈的制备方法，其特征在于，所述的丁二烯、丙烯腈、纤维素的质量比为30～40:40～50:10～30。

5.根据权利要求3所述的一种动态密封橡胶圈的制备方法，其特征在于，所述的羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素的质量比为30～35:40～45:20～30。

6.根据权利要求1所述的一种动态密封橡胶圈的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的抗氧化剂由2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中任意一种和亚磷酸酯组成。

7.根据权利要求6所述的一种动态密封橡胶圈的制备方法，其特征在于，所述的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中任意一种和亚磷酸酯的质量比为60～70:30～40。

8.根据权利要求1所述的一种动态密封橡胶圈的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的橡胶基材粉料、抗氧化剂的质量比为70～80:20～30。

9.一种根据权利要求1～8任一项所述的制备工艺制备得到的动态密封橡胶圈。

10.根据权利要求9所述的一种动态密封橡胶圈，其特征在于，所述的动态密封橡胶圈应用于全自锚抗震型柔性接口钢管中。

技术总结
本发明涉及一种动态密封橡胶圈及其制备方法和应用，属于橡胶圈材料技术领域。本发明所述动态密封橡胶圈包含橡胶基材粉料、抗氧化剂；所述橡胶基材粉料的原料包含丁二烯、丙烯腈及纤维素；所述的纤维素由羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素及羧甲基纤维素组成；所述的抗氧化剂由2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚、双(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)硫醚及四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中任意一种和亚磷酸酯组成。本发明中将基材粉料及抗氧化剂共混，熔融挤出制圈，得到动态密封橡胶圈。本发明动态密封橡胶圈克服了现有以丁腈橡胶作为密封材料的缺陷，具有耐拉伸、耐氧化、气密性好、可以长时间使用的特点。

技术研发人员：林津强
受保护的技术使用者：广东东方管业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15