[发明专利]一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于橡塑密封领域，特别涉及一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料及其制备方法与应用。

背景技术

旋转轴用唇形密封件是常见的橡胶密封件，俗称油封。油封的作用一般就是将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏。常用油封主要包含以下几种形式：无骨架纯胶油封（J形，Z形纯胶油封）、带金属骨架型（全包骨架，半包骨架）、带织物骨架型（夹布油封）等。具体形式可参考GBT 9877、GBT 13871、DIN 3761、JIS B2402。无骨架纯胶油封的断面结构如图1所示，带金属骨架油封的断面结构如图2所示，带织物骨架油封的断面结构如图3所示。骨架就如同混凝土构件里面的钢筋，起到加强的作用，并使油封能保持形状及张力。

无骨架纯胶油封的加工工艺流程如图4所示，无骨架纯胶油封具有无需骨架加工过程，需要工序少、安装容易的特点，但是外圆密封能力差，只能密封油脂类工况。带金属骨架油封的加工工艺流程如图5所示，带金属骨架型油封外圆密封能力好，但是公差要求精密，安装不便，且骨架加工工序非常长。带织物骨架油封的加工工艺流程如图6所示，带织物骨架油封加工工序、外圆密封保持能力以及公差要求均介于纯胶油封和金属骨架油封之间。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料，该骨架材料生产的油封具有纯胶油封的短加工过程，外圆密封保持能力超过带织物骨架油封，接近金属骨架类油封。

本发明的另一目的在于提供上述旋转轴用唇形密封圈骨架材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述旋转轴用唇形密封圈骨架材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种旋转轴用唇形密封圈骨架材料由丁腈橡胶体系、环氧树脂体系和芳纶浆粕体系复合而成。

所述的丁腈橡胶体系包括如下按重量份计的组分（以丁腈橡胶重量份为100份计）：丁腈橡胶100份，氧化锌3～5份，硬脂酸0.5～2.5份，填充补强剂50～100份，防老剂1～4份，硫化剂2～4份，促进剂2.5～7份；

所述的硫化剂优选为4-4’-二硫化二吗啉（硫化剂DTDM），所述的促进剂优选为二硫化二苯并噻唑（促进剂DM）1.5～2.5份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（促进剂CZ）0.5～2份、二硫化四乙基秋兰姆（促进剂TETD）0.5～1.5份和二硫化四甲基秋兰姆（促进剂TMTD）0.5～1份的混合体系。

所述的丁腈橡胶优选为丙烯腈含量为33～35wt%、门尼黏度（ML₁₊₄，100℃）为30～45的丁腈橡胶，如南帝公司Nancar的3345、朗盛公司Perbunan NT3430。33～35wt%丙烯腈的丁腈橡胶提供了相应的耐油性能，又保持了合适的低温性能；低门尼黏度的丁腈橡胶使得混炼后的复合混炼胶具有较低的门尼黏度，便于和液体环氧树脂共混更均匀，降低挤出时生热，便于胶料顺利挤出。

所述的填充补强剂优选为炭黑、白炭黑、硅藻土和碳酸钙等中的至少一种；所述的炭黑优选为粒径在40～100nm的炭黑，如快压出炭黑N550、半补强炭黑N774等。

所述的防老剂优选为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物（防老剂RD）、2-硫醇基苯并咪唑锌盐（防老剂MBZ）和N-异丙基-N’-苯基对苯二胺（防老剂4010NA）等中的至少一种。

本发明为无硫硫化体系，由硫化剂和促进剂组成。硫化剂为含硫化合物，如4,4'-二硫化二吗啉（DTDM）等，促进剂为秋兰姆，如二硫化四乙基秋兰姆（促进剂TETD）、二硫化四甲基秋兰姆（促进剂TMTD）等，苯并噻唑，如二硫化二苯并噻唑（促进剂DM）等；次磺酰胺，如N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺（促进剂CZ）等。无硫硫化体系可延长胶料焦烧时间，与相对反应较慢的环氧固化体系保持交联速度匹配性较好。

所述的环氧树脂体系包括如下按重量份计的组分：环氧树脂80～120份，固化剂8～10份，固化促进剂1～4份，内脱模剂4～10份。

所述的环氧树脂优选为环氧值为0.38～0.54mol/100g的双酚A型环氧树脂，如E-44，E-51。环氧值为0.38～0.54的双酚A型环氧树脂在常温下为液体，混炼过程中可有效降低混炼胶的门尼黏度，起到增塑剂作用，便于胶料挤出，并且起到浸润芳纶浆粕的作用，使得丁腈橡胶和芳纶浆粕更好的结合在一起，高温固化后提供强度、硬度、刚度，提供产品外圆密封力的保持性。