橡膠密封圈及其製造方法
2023-05-16 18:26:26 2
專利名稱：橡膠密封圈及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種橡膠密封國及其製造方法，更具體地說，涉及一種用於液體管道靜密封領域、特別是聚氯乙烯水管靜密封的全橡膠密封圈及其製造方法。
背景技術：
純橡膠的密封圈，由於沒有挺性，在一些有著特殊要求的地方，很難達到所需的效果。例如在液體管道靜密封領域，如果使用純橡膠的密封圈，由於橡膠圈太軟，無法在管道中安裝。所以，傳統上，在這些領域使用的密封圈是以金屬材料作為骨架材料。由於金屬材料和橡膠材料的不同屬性，兩者的結合必須依靠金屬表面的處理，如酸洗、鍍銅、磷化等，同時還要在金屬材料上塗抹粘合劑。另外，金屬材料在加工過程中，半成品不能在空氣中長期置放，否則會因氧化反應導致與橡膠結合不好。由於製造過程要求嚴格，用金屬材料作骨架的密封圈，在實際使用過程中，橡膠和金屬材料的結合易於變弱，從而使得壽命下降。
發明內容
鑑於金屬材料作骨架的橡膠密封圈存在的上述問題，本發明人進行了大量深入細緻的研究，希望找到一種製造工藝簡單、骨架部分與密封部分結合性強、使用壽命長的密封圈，從而代替現有密封圈。結果發現，採用橡膠材料替代金屬材料作為骨架可以製得一種全橡膠的密封圈。
因此，本發明的一個目的是提供一種用於液體管道靜密封的全橡膠密封圈，由硬度不同的橡膠骨架部分和橡膠密封部分構成，由於兩種橡膠部分是同一材質，結合性良好，不需要使用粘合劑。
本發明的另一個目的是提供一種橡膠密封圈的製造方法，該方法由於省去了塗布粘合劑的步驟，工藝簡單，生產成本低。
更具體地講，本發明提供了一種全橡膠密封圈，其由作為密封圈骨架部分的硬度80-100度的橡膠和作為密封圈密封部分的硬度48-62度的橡膠構成。
本發明還提供了一種全橡膠密封圈的製造方法，包括如下步驟(1)將橡膠骨架材料部分硫化，然後置於模具內；(2)向所述模具內注入橡膠密封材料，與已部分硫化的橡膠骨架材料一起完全硫化，得到所述橡膠密封圈。
下面詳細描述本發明。
本發明中，術語「高苯乙烯橡膠」，指苯乙烯含量在45％以上的高苯乙烯(即丁二烯與苯乙烯的共聚物)。
術語「完全硫化」是指橡膠在加溫加壓下通過硫化劑的作用，分子之間達到完全交聯。本發明中，」正硫化」與「完全硫化」可以通用。
術語「部隊分硫化」是指橡膠在加溫加壓的條件下，分子間未達到完全交聯，即部分交聯。本發明中，「部分硫化」與「半硫化」可以通用。
術語「硬度」是指邵爾硬度。
適用於本發明的橡膠骨架材料是能夠提高橡膠硬度並且能夠與橡膠共混的材料，具體可以列舉天然橡膠、異戊橡膠、低壓聚乙烯、中壓聚乙烯、高苯乙烯橡膠等。只要加工後能夠得到適合本發明的硬度，則沒有特別限制。可以只使用一種橡膠材料，也可以使用兩種以上橡膠材料的共混物。
從有效提高硬度的觀點來看，優選使用高密度苯乙烯、低密度苯乙烯或高苯乙烯橡膠和丁苯橡膠的混煉產物，更優選使用高苯乙烯橡膠和丁苯橡膠的混煉產物。
適用於本發明的橡膠密封材料是指具有一定硬度並具有彈性的材料，具體可以列舉丁苯橡膠、天然橡膠、異戊橡膠等。只要能夠符合本發明要求的密封性能以及變形恢復性，沒有特別的限制。
其中，從經濟和飲用水要求的角度考慮，優選使用充油丁苯橡膠、充碳黑丁苯橡膠、低溫丁苯橡膠等，更優選低溫丁苯橡膠，最優選1502丁苯橡膠。
用於本發明橡膠密封圈的骨架材料以及密封材料均可以根據需要含有橡膠中常規使用的各種助劑和添加劑。
本發明橡膠密封國產品中，正硫化後的橡膠骨架部分的硬度為80-100度，優選97-99度，最優選98度；正硫化後的橡膠密封部分的硬度為48-62度，優選50-60度，最優選54-57度。
本發明中的橡膠密封圈的骨架部分與密封部分的重量比可以根據不同規格的密封圈進行調整。
適用於本發明的橡膠骨架材料的高苯乙烯橡膠中的苯乙烯含量為50-60％，適用於本發明的橡膠密封材料的丁苯橡膠中的苯乙烯含量為23.5％。
適用於本發明的橡膠材料是本領域公知的，可以按照本領域公知的方法製備或者市購。作為骨架材料，例如有高苯乙烯橡膠，其可列舉的商品有購自韓國大宇公司的KHS48，日本Zeon公司的HS860等。作為密封材料，例如有丁苯橡膠，其可列舉的商品有購自吉化的1502丁苯橡膠，齊魯石化的1502丁苯橡膠等。
本發明的橡膠密封圈可以採用本領域公知的方法製造。例如，可以舉出下面的一種方法。將橡膠密封圈的骨架材料在混煉機中混煉，得到混煉膠，經熱壓模半硫化，成為預期硬度的半成品骨架部分，置於射出機模具中。將密封材料在混煉機中混煉，得到混煉膠，將所述混煉膠加入螺杆機塑化後注入上述射出機模具內，經高溫高壓共同硫化後，得到正硫化的密封圈產品。本發明中，只要是包括「半硫化」和「共同硫化」兩個步驟，則本發明的橡膠密封圈可以用各種方法製造，不限於上述所例舉的方法。
本發明的橡膠密封圈製造方法中的半硫化以及正硫化工藝的具體條件，可以由本領域的普通技術人員根據原料及實際需要確定。
根據本發明製造方法的一個優選實施方案，通過對骨架材料和密封材料使用不同的硫化促進劑，同時利用硫變儀將骨架材料的半硫化點控制在T80-T90，即，以完全硫化為100％計，半硫化度為80-90％，從而使骨架材料半硫化，並且使得到的半硫化品和密封材料一起達到正硫化。
由於骨架材料與密封材料成分相似，所以正硫化後，兩者在結構上具有一定的類似性，能夠緊密結合。
下面通過實施例對本發明的密封圈及其製造方法進行更為詳盡的說明。應當指出，這些實施例僅是用來解釋本發明，絕不構成對本發明的任何限制。
本發明中的所有「％」和「份」均是基於重量計。
實施例下面實施例中的硬度是採用化學工業標準彙編GB/T531-1999的方法測定的。
實施例1將80份高苯乙烯橡膠(日本Zeon公司制，HS860)和20份丁苯橡膠(齊魯石化公司制，1502丁苯橡膠)在密煉機中進行混煉，排膠溫度為160℃，排膠後在開煉機中加入1份4，4-二硫代二嗎啉和0.5份硫磺作為硫化劑，然後冷卻得到混煉膠，將得到的混煉膠用熱壓模進行半硫化，半硫化溫度為170℃，時間為180秒，製得半成品骨架部分，放入射出機(德國制，型號DESMA964)的模具內。
將100份丁苯橡膠(齊魯石化公司制，1502丁苯橡膠)在密煉機中混煉，排膠溫度為140℃，製得母膠，母膠冷卻後，再次加入密煉機，並加入1份4，4』-二硫代二嗎啉和0.5份硫磺作為硫化劑，排膠溫度為105℃，得到密封膠，經塑化後，將其注入上述射出機模具內。在溫度180℃下共同硫化200秒，製得密封圈產品。
經測定，所得密封圈的骨架部分硬度是98度，密封部分硬度是55度。
本發明採用硬質橡膠作為骨架材料取代金屬材料的方法，與採用金屬材料的密封圈相比，省去了金屬之鍛造、電焊、噴砂、酸洗、脫脂、乾燥、粘合劑塗布等步驟，具有工藝簡單、成本低、不會汙染環境的優點，所以，在液體密封用途，特別是靜密封用途中有廣泛的應用。
權利要求
1.一種橡膠密封圈，由橡膠骨架部分和橡膠密封部分構成，其中的骨架部分是硬度80-100度的橡膠材料，密封部分是硬度48-62度的橡膠材料。
2.權利要求1的橡膠密封圈，其中的橡膠骨架部分含有高苯乙烯橡膠和丁苯橡膠。
3.權利要求1的橡膠密封圈，其中的橡膠密封部分含有丁苯橡膠。
4.權利要求2的橡膠密封圈，其中的高苯乙烯橡膠中的苯乙烯含量為50-60重量％。
5.權利要求1-4中任一項的密封圈，其中的橡膠骨架部分的硬度是97-99度。
6.權利要求1-4中任一項的密封圈，其中的橡膠密封部分的硬度是50-60度。
7.一種製造權利要求1-6中任一項的橡膠密封圈的方法，包括如下步驟(1)將橡膠骨架材料部分硫化，然後置於模具內；(2)向所述模具內注入橡膠密封材料，與已部分硫化的橡膠骨架材料一起完全硫化，得到所述橡膠密封圈。
8.權利要求7的方法，其中，在步驟(2)中，所述橡膠骨架材料的硫化點控制在T80-T90。
全文摘要
本發明提供了一種由硬度80－100度的骨架部分和硬度48－62度的密封部分構成的橡膠密封圈及其製造方法，這種密封圈的骨架部分和密封部分之間不需要使用粘合劑，結合性良好，使用壽命長。
文檔編號C09K3/10GK1492021SQ0213756
公開日2004年4月28日 申請日期2002年10月22日 優先權日2002年10月22日
發明者嚴凱威, 高英隆 申請人:上海阿克隆橡塑製品有限公司