由橡胶护舷启发的胶密封制品配料与工艺

- 2018-11-11 -

橡胶护舷制品一样,密封制品种类也很繁多,制作加工条件各异,如耐热、耐油、耐化学腐蚀以及工作状态(静态、动态、旋转和摆动等)、速度、工作压力等。所以用于机械密封的橡胶密封件,从橡胶上首先要考虑使用条件或特种条件的要求,然后在硫化促进体系,补强填充体系,软化体系,防护体系上综合考虑合理的配方和加工工艺。一般用于机械密封作用的胶料,要具有良好的弹性和较低的压缩永久变形,满足不同制品使用条件的特殊性能要求。作为动态密封,还要求胶料具有一定的拉伸强度、较好的耐磨性、耐撕裂性能。这一点和船用橡胶护舷的加工条件完全一致。

  1、O型密封圈胶料

  O型密封圈是一种外形结构简单、规格繁多、需用数量极大的一种密封制品。O型密封圈的密封质量寿命取决于尺寸精度和胶料。一般要求胶料具有一定的机械强力,抗撕裂性能以及良好的耐热、耐油、耐化学介质以及在使用条件下要具有较小的压缩永久变形,是其主要指标。根据使用要求,一般都有耐热、耐油要求,使用胶料以丁腈胶最多。要求温度较高的(如150~C—l90℃)耐油密封制品可使用丙烯酸酯橡胶。要求更高温度的耐油橡胶制品用氟橡胶,耐热用硅橡胶。工作压力较高时,增加O型圈胶料硬度的方法是增加炭黑的填充量,但填充量过高,混炼困难,并损害硫化胶基本物性,也使胶

  料易发生焦烧。在使用同种橡胶的情况下,如丁腈胶,为提高耐热和耐油性能,降低压缩永久变形,可采用过氧化物(如使用DCP)硫化体系或有效硫黄硫化体系(低硫高促)。这两种硫化体系可生成较

  多的碳一碳键交联结构和单硫键交联结构,有效提高硫化胶的耐热性和耐油性能,降低压缩永久变形。

  O型密封圈的耐热、耐油胶料配方的填充补强体系中,多采用活性较低的的热裂炭黑、喷雾炭黑或半补强炭黑,这些炭黑的特点是粒子较粗,胶料弹性好、生热低、压缩永久变形低,并可大量填充,降低胶料成本。如O型密封圈使用在动密封条件下,需要增加抗撕裂性能,可并用部分活性较高的高耐磨炭黑。氟橡胶胶料属自补强型橡胶,如填入活性炭黑反而降低胶料力学性能,所以一般填充少量活性较低的粗粒子的热裂炭黑或喷雾炭黑。

  2、油封胶料

  油封是传动轴介质密封的重要部件,其质量和寿命直接关系到机械能否正常运转。油封一般都使用在动态工况下,并与所密封的介质如油类直接接触,所以要求油封胶料要具有良好的耐油性、耐磨性和较小的磨擦系数。由于油封与轴的磨擦生热很高,特别是唇口部位更高,所以胶料的耐热老化性要好。另外要求胶料流动性能好,保证在合模硫化时易 动并充满整个模腔。油封主要性能指标是耐热、耐油,一般常用的胶料有丁腈橡胶(长期使用温度120~C以下),丙烯酸酯橡胶(120~C一170℃),氟橡胶。

  (170℃ 一220oC)。油封在正常使用情况下,后期出现漏油失效,主要是油封唇口老化变硬,失去了弹性并产生龟裂所致。为提高油封的使用寿命,必须提高油封所用胶料的耐热性。胶种确定之后,硫化体系是关键,如丁腈胶料,选用DCP过氧化物硫化体系和填加提高耐热性的助硫化剂(如甲基丙烯酸镁)可有效提高耐热性。对填充补强体系而言,由于油封要求一定的机械强度、耐撕裂性、良好的耐磨性,常选用高耐磨炉黑、快压出炭黑、与通用炭黑、半补强炭黑、热裂炭黑、喷雾炭黑等并用。白炭黑也是常选用的填充补强剂,如单用白炭黑,为提高机械强度可添加硅烷偶联剂。白炭黑胶料另一优点是与金属骨架材料粘合性较好。对于氟橡胶胶料,不适宜使用细粒子活性炭黑,通常选用粗粒子的热裂炭黑或喷雾炭黑。为增加油封硫化胶料的自润滑性,减小摩擦系数,往往添加石墨粉,二硫化钼等填充材料。

  3、橡胶密封条

  橡胶密封条主要用于汽车、飞机、铁路以及高层建筑各种门窗,防止外界灰尘、空气、水等进入系统的一种橡胶件。橡胶密封条由于大部分用于汽车、火车、飞机以及高层建筑的门窗,所以要求橡胶材料具有良好的耐候性、耐老化性和较好的机械性能,适宜的伸长率、压缩永久变形以及耐寒性能。胶料的加工性能、流动性、挤出性能要好,外形尺寸稳定、表面光滑,表面不能有杂质、斑痕。橡胶密封条胶料以三元乙丙胶为最好,也是常选用的主要胶料,它的特点是耐候性较好。橡胶密封条胶料配方的补强填充体系常采用压出性能好、变形小、表面光滑的炭黑品种,如快压出炭黑(N550),或与通用、半补强炭黑、喷雾炭黑等并用。对于轿车等高档密封条制品,使用炭黑不但要满足物理机械性能,加工性能的要求,而且表面必须光滑无颗粒,所以要求炭黑的筛余物含量要低,绝不能有杂质,即炭黑的纯净度要高。橡胶护舷的原材料要求,也要根据工程需要,也可非标定制。