[发明专利]一种大型氢化丁腈骨架油封及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于密封制品领域，特别涉及一种大型氢化丁腈骨架油封及其制备方法和应用。

背景技术

骨架油封密封件是通过柔性橡胶密封唇与轴的接触来防止轴承润滑油的泄漏，其中唇口部位和骨架粘合部位为骨架油封的两大关键部位。氢化丁腈橡胶（HNBR）是由丁腈橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体。具有优异的耐油性能，耐热性能，耐化学腐蚀性能，耐臭氧性能，较高的抗压缩永久变形性能，同时还具有高强度，高撕裂性能、耐磨性能优异等特点，是综合性能极为出色的橡胶之一，也是骨架油封常用的橡胶材料之一。氢化丁腈骨架油封特别适合用于石油开采、冶金、风电等密封领域。

但氢化丁腈骨架油封在制造工艺存在一个难点，即唇口部位可靠性增加同时会降低粘合部位的可靠性，唇口部位要求胶料耐磨性好，压变低，脱模性好，而粘合部位要求胶料粘合性好。耐磨性好需要胶料中加入石墨、PTFE等减摩材料，但加入这些材料之后，粘合效果变差。若为了粘合效果好，加入增粘剂，却使脱模性变差，压变增加。

上述问题在容易粘结的橡胶，一般采用折中处理的方法，即可获得一个配方，同时满足与金属粘结和唇口性能要求。但对于氢化丁腈（HNBR）这种难粘结的橡胶来说。如果制品规格较小，如100-300mm左右，也可以采用类似NBR的折中方式来设计配方，但对于大型骨架油封（规格400mm以上）来说，从粘结面积上计算，采用折中方案，往往不能获得良好的粘结性能，硫化时易出现脱胶现象，合格率比较低，造成生产成本提高，此外装机后，粘合不好也易发生脱胶，造成客户重大损失。

专利号为“200710031521”，发明名称为“一种橡塑复合材料及其应用”的专利，介绍用四氟乙烯的聚集粒子细化后应用于氢化丁腈橡胶配方中，降低硫化胶摩擦系数，并且将此复合材料应用于旋转密封件中，提高氢化丁腈橡胶密封件使用寿命。但此专利仅用一种配方的氢化丁腈橡胶来制备旋转密封件，满足低摩擦的要求，但粘合可靠性无法保证。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种大型氢化丁腈骨架油封的制备方法。该制备方法可以获得直径在400mm以上的大型氢化丁腈骨架油封。

本发明的另一目的在于提供上述的制备方法获得的大型氢化丁腈骨架油封。本发明制备的大型氢化丁晴骨架油封具有直径在400mm以上的骨架，采用两层胶料结构，包括唇口胶（唇口部位用胶）和粘合胶（粘合部位用胶），在两种配方的胶料满足各自部位的要求。将未硫化的粘合胶条放入未硫化的唇口胶与骨架之间，最终硫化一体成型，实现粘结。本发明制备的大型氢化丁晴骨架油封具有粘合可靠性强，唇口性能好的特点，该油封可提高生产合格率，避免资源浪费；使用寿命长，密封可靠性增加。

本发明的再一目的在于提供上述的大型氢化丁腈骨架油封的应用，可用于高速旋转密封领域。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种大型氢化丁腈骨架油封的制备方法，首先制备含有氢化丁腈橡胶成份的唇口胶（唇口部位用胶）和粘合胶（粘合部位用胶），然后再采用两种施工工艺将粘合胶放入未硫化橡唇口胶和涂有胶粘剂的金属骨架之间，实现硫化粘结，制成大型氢化丁腈骨架油封。

所述大型氢化丁腈骨架油封的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）唇口胶的制备

按如下配方备料（重量份）：氢化丁腈橡胶100份；氧化锌4～6份；硬脂酸0.5～1.0份；炭黑N55040～50份；轻质氧化镁4～8份；填充剂10～15份；4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺（防老剂N445）0.8～1.2份；2-巯基苯并咪唑（防老剂MB）0.3～0.6份；减磨填料8～15份；增塑剂（A-8000）6～10份；内脱模剂1.5～2份；1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷（3M硫化剂）3～5份；N,N’-间苯撑双马来酰亚胺（HV-268）2～3份；阻聚剂0.1～0.2份；将上述原料加入混炼设备中混炼均匀得到氢化丁腈唇口胶混炼胶。

（2）粘合胶的制备

按如下配方备料（重量份）：氢化丁腈橡胶100份；氧化锌6～8份；硬脂酸0.5～1.0份；炭黑N55020～30份；沉淀法白炭黑10～15份；轻质氧化镁4～8份；4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺（防老剂N445）1～1.5份；2-巯基苯并咪唑（防老剂MB）0.5～1份；增粘剂8～12份；1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷（3M硫化剂）3～5份；交联助剂2～3份；将上述原料加入混炼设备中混炼均匀得到氢化丁腈粘合胶混炼胶。

（3）内径在400mm以上金属骨架预处理