[发明专利]一种石墨填充FKM橡胶材料

说明书

一种石墨填充FKM橡胶材料，涉及材料领域。本发明一种石墨填充FKM橡胶材料，通过将原料在密炼机中二段升温塑炼后在开炼机中混炼而成，所述原料由聚氟乙烯、炭黑、石墨、氧化镁、氢氧化钙、内脱模剂组成。FKM橡胶材料采用石墨填充，借助石墨本身化学稳定性好、表面摩擦系数低的特性，以减小橡胶制品表面的摩擦力，提高橡胶制品动态使用中的耐磨性，延长制品使用寿命。其制备方法相比直接在密炼机或开炼机中混炼，可以获得配合剂分散更均匀的胶料，从而使橡胶制品的质量提高。

技术领域

本发明涉及材料领域，特别涉及一种石墨填充FKM橡胶材料。

背景技术

密封件是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件。密封件可以分为静态密封件和动态密封件，静态密封指的是密封件与其密封的装置室是相对固定的，而动态密封则是相对运动的，比如液压缸的密封件在缸内要与缸壁密封，但是其在缸壁上来回的运动。

通常密封件由FKM（氟橡胶）橡胶材料制备而成。传统的橡胶配方中填充主要有各种炭黑、CaCO₃、SiO₂、BaSO4、滑石粉、高岭土等；由上述填充料制备的橡胶材料所成型的动态密封件，通常存在表面摩擦力大、制品表面不耐磨、用于动态密封时寿命时间短，摩擦后表面掉粉造成密封提前失效的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种石墨填充FKM橡胶材料，以解决现有技术中橡胶制品表面的摩擦力大，在橡胶制品动态使用中的耐磨性差，制品使用寿命低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种石墨填充FKM橡胶材料，通过将原料在密炼机中二段升温塑炼后在开炼机中混炼而成，所述原料由聚氟乙烯、炭黑、石墨、氧化镁、氢氧化钙、内脱模剂组成。

进一步的，所述原料的重量百分比含量为：聚氟乙烯67~75%、炭黑5~10%、石墨10~15%、氧化镁3~5%、氢氧化钙3~5%、内脱模剂1~2%。

一方面，所述石墨为石墨纤维。其中，常见的动态密封件为O形圈（O-Ring），通常由FMK橡胶材料制成，O形圈在使用过程中需要不断运动，因此会不断受到外界的剪切应力，从而造成不可恢复的扭曲及变形。经测试发现，将O形圈的橡胶材料中的石墨颗粒替换为石墨纤维，可以有效的提高橡胶材料的抗剪切强度，防止O项圈在使用过程中出现不可逆的扭曲及变形而导致失效。

另一方面，所述原料还包括环氧葵花油。其中，环氧葵花油作为增塑剂加入橡胶材料中，不仅提高了橡胶材料的柔韧性，而且环氧葵花油在添加到橡胶材料中后，具有持续的渗出特性，会在橡胶材料表面产生一层油膜。当这种橡胶材料被用于动态密封O形圈时，其产生的油膜可以提高动态密封件的密封性能，同时还进一步减小了动态密封O形圈和工件表面的摩擦力，降低了橡胶材料表面因过度磨损导致失效的可能性。

进一步的，加入环氧葵花油后的原料组成如下：聚氟乙烯58~66%、炭黑5~10%、石墨10~15%、氧化镁3~5%、氢氧化钙3~5%、内脱模剂1~2%、环氧葵花油8-9%。

石墨填充FKM橡胶材料可以采用以下方法制备，将聚氟乙烯生胶投入密炼机，升温至75度塑炼10分钟，然后同时投入炭黑及石墨、内脱模剂、氢氧化钙，升温至85度塑炼20分钟，密炼完成后送上开炼机出片冷却，常温冷却40分钟后投入开炼机混炼5分钟，开炼机混炼的过程依次为包辊形成胶料，待胶料包辊后加入氧化镁，之后进行翻炼使胶料和添加剂均匀分散，打卷及打三角包各3次，出片冷却，以上述方式制得石墨填充FKM耐磨材料。

石墨填充FKM橡胶材料的制备方法采用了先在密炼机中二段升温塑炼，之后在开炼机中混炼的方法，相比直接在密炼机或开炼机中混炼，可以获得配合料分散更均匀的胶料，从而使最终获得的橡胶材料制品质量提高。