本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體指一種丁晴橡膠密封件。

背景技術(shù)：

軟性密封件是現(xiàn)代工業(yè)管路中性能優(yōu)良的柔性件，用于防止流體或固體微粒從相鄰結(jié)合面間泄漏以及防止外界雜質(zhì)如灰塵與水分等侵入機(jī)器設(shè)備內(nèi)部的零部件的材料或零件。橡塑密封件雖小，但它的作用使它成為國防、化工、石油、煤炭、交通運(yùn)輸和機(jī)械制造等國民經(jīng)濟(jì)主要行業(yè)中的基礎(chǔ)部件和配件，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有相當(dāng)重要的地位。近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長，橡塑密封件制造業(yè)一直保持兩位數(shù)的增長。數(shù)據(jù)顯示2011年，中國橡塑密封件制造行業(yè)規(guī)模實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值近百億，同比增長超過20％。中國專利申請文件(公開號為CN 103819763 A)公開了一種密封件橡膠，由A、B兩部分橡膠膠料等比例混煉而成，A膠料：丁腈膠N41、硫磺、氧化鋅、硬脂酸、防老劑RD、防老劑4010NA、石蠟、快壓出炭黑N550、高耐磨炭黑N330、三氧化二硼、二丁酯DBP、輕質(zhì)碳酸鈣、古馬隆樹脂、二硫化四甲基秋蘭姆，二乙基二硫代氨基甲酸鋅，N-氧二乙撐基-2-苯駢噻唑次磺酰胺，防焦劑CTP；B膠料：一元均聚氯醇橡膠、共聚氯醇橡膠、硬脂酸鋅、防老劑RD、膠易素T-78、微晶蠟、快壓出炭黑N550、輕質(zhì)碳酸鈣、二丁酯DBP、四氧化三鉛、硫磺、促進(jìn)劑Na-22。此發(fā)明的橡膠材料生產(chǎn)出的耐油密封件(油缸密封墊)具有良好的耐油、耐熱、氣密性、阻燃、耐撕裂，同時(shí)成本低。但是此種方法制備出來的密封件老化比較快，韌性不強(qiáng)，力學(xué)性能不好，在使用的過程中容易損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供提供一種防老化，力學(xué)性能較好的丁晴橡膠密封件，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種丁晴橡膠密封件，成分按質(zhì)量份包括：120～140份丁晴橡膠、2～3份硫化劑、60～80份補(bǔ)強(qiáng)劑、4～6份防老劑、12～20份增塑劑、4～5份氧化鋅、1～2份硬脂酸，其中所述密封圈的成分中還包括5～8質(zhì)量份Bi₂(SO₄)₃粉體，所述Bi₂(SO₄)₃粉體的平均粒度為300～350目，其中所述丁晴橡膠密封件通過在表面化學(xué)粗糙處理以及表面噴砂加工而成。

丁晴橡膠密封件經(jīng)過化學(xué)粗糙處理后，表面會形成突起的粒子，在與其他的物體接觸時(shí)，粒子的尖端會首先磨損，保護(hù)丁晴橡膠密封件的表面，化學(xué)粗糙會使表面形成的粒子比較均勻，不會發(fā)生局部磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象。噴砂后，表面會形成多位置的凸起顆粒結(jié)構(gòu)，在平時(shí)的使用過程中，首先磨損的是這些表面凸出，從而間接保護(hù)了下層表面，不至于整個(gè)表面整體磨損。

將Bi₂(SO₄)₃粉體加入到丁晴橡膠密封件中，Bi₂(SO₄)₃粉體作為無機(jī)閃爍體，可以吸收環(huán)境中的輻射，提高丁晴橡膠密封件的抗輻射的能力，而輻射是丁晴橡膠密封件老化的一個(gè)重要原因。Bi₂(SO₄)₃粉體的粒度過小會導(dǎo)致在分散在原料過程中發(fā)生團(tuán)聚，不利于分散，發(fā)揮Bi₂(SO₄)₃的作用，而如果粒度過大，由于無機(jī)粉體與橡膠之間的硬度相差較大，無機(jī)粉體會影響橡膠的力學(xué)性能，如果粒度過大則會降低丁晴橡膠密封件最后的塑性，拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能。

進(jìn)一步地，上述Bi₂(SO₄)₃粉體的制備工藝為：

1)將等量的Na₂SO₄和Bi(CH3COO)₃分別溶解于PEG200溶液中，制成Na₂SO₄溶液與Bi(CH3COO)₃溶液；

2)在Na₂SO₄溶液依次加入甲基丙烯酸(MAA)和檸檬酸，攪拌均勻得到前驅(qū)體溶液；

3)在所述前驅(qū)體溶液中加入Bi(CH3COO)₃溶液，攪拌反應(yīng)得到沉淀，將所述沉淀室溫干燥后得到Bi₂(SO4)₃粉體。

使用這種方法制備出的Bi₂(SO₄)₃粉體粒度均勻，純度較高，容易在橡膠原料中進(jìn)行分散均勻，在提高丁晴橡膠密封件力學(xué)性能的同時(shí)不影響丁晴橡膠密封件的塑性。

進(jìn)一步地，所述丁晴橡膠中丙烯晴的質(zhì)量百分比為31～34％，所述丁晴橡膠的門尼粘度為80～100。丁晴橡膠的門尼粘度會對橡膠成型后的塑性造成較大的影響，粘度過大影響加工性能，粘性過小最后生成的丁晴橡膠密封件力學(xué)性能不夠。由于本發(fā)明中會加入Bi2(SO4)3粉體，粉體的加入會降低丁晴橡膠密封件的塑性，控制原料中丁晴橡膠的門尼粘度會使制成的成品丁晴橡膠密封件保持較好的塑性。

進(jìn)一步地，所述硫化劑為1.2～1.4質(zhì)量份的硫黃與1.5～2質(zhì)量份的N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物。

進(jìn)一步地，所述化學(xué)粗糙處理工藝為：將丁晴橡膠密封件在濃硫酸中浸漬10-15min，表面硬化后先以5-10％的氨水浸漬5min、再用蒸餾水洗凈，然后5-10％的鈦酸叔丁酯的二氯乙烷溶液涂刷，再用清水洗凈。

進(jìn)一步地，所述表面噴砂工藝為：使用陶瓷砂粒，在壓力3～4kg下，噴砂距離50～60cm，噴砂1～2min。

使用化學(xué)粗糙處理相對于使用機(jī)械處理，可以不改變橡膠的力學(xué)性能的同時(shí)不對橡膠表面造成損害，導(dǎo)致表面變薄，或者由于機(jī)械力使橡膠的組織遭到破壞，為后面一步進(jìn)行噴砂可以留出較大的余地。噴砂后，表面會形成多位置的凸起顆粒結(jié)構(gòu)，在平時(shí)的使用過程中，首先磨損的是這些表面凸出，從而間接保護(hù)了下層表面，不至于整個(gè)表面整體磨損。

進(jìn)一步地，所述補(bǔ)強(qiáng)劑為炭黑、硅土中的一種或兩種。

進(jìn)一步地，所述防老劑為4010NA、RD、石蠟中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述塑化劑為苯二甲酸酯類、脂肪二元酸酯類、脂肪酸酯類、磷酸酯類、聚酯類、環(huán)氧類中的一種或多種。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為：

(1)表面進(jìn)行化學(xué)粗糙與噴砂處理，在使用中會首先磨損表面凸起顆粒，進(jìn)而提高丁晴橡膠密封件使用過程中的耐磨性能。

(2)Bi₂(SO₄)₃粉體的加入，作為無機(jī)閃爍體可吸收環(huán)境輻射，降低丁晴橡膠密封件的老化速度，提高丁晴橡膠密封件的使用壽命。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，本實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步地描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

丁晴橡膠密封件成分按質(zhì)量份：120份丁晴橡膠，丁晴橡膠中丙烯晴的質(zhì)量百分比為31％，所述丁晴橡膠的門尼粘度為80、2份硫黃與N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物、60份炭黑、6份4010NA、12份苯二甲酸酯類、5份氧化鋅、1份硬脂酸，所述密封圈的成分中還包括5質(zhì)量份Bi₂(SO₄)₃粉體，所述Bi₂(SO₄)₃粉體的平均粒度為350目，其中所述丁晴橡膠密封件的表面化學(xué)粗糙處理后，表面噴砂，表面噴砂工藝為：使用陶瓷砂粒，在壓力3kg下，噴砂距離50cm，噴砂2min，化學(xué)粗糙處理工藝為：濃硫酸中浸漬15min，表面硬化后先以5％的氨水浸漬5min、再用蒸餾水洗凈，然后5％的鈦酸叔丁酯的二氯乙烷溶液涂刷，再用清水洗凈。

所述Bi₂(SO₄)₃粉體的制備工藝為：

1)將等量的Na₂SO₄和Bi(CH3COO)₃分別溶解于PEG200溶液中，制成Na₂SO₄溶液與Bi(CH3COO)₃溶液；

2)在Na₂SO₄溶液依次加入甲基丙烯酸(MAA)和檸檬酸，攪拌均勻得到前驅(qū)體溶液；

3)在所述前驅(qū)體溶液中加入Bi(CH3COO)3溶液，攪拌反應(yīng)得到沉淀，將所述沉淀室溫干燥后得到Bi2(SO4)3粉體。

實(shí)施例2

丁晴橡膠密封件成分按質(zhì)量份：140份丁晴橡膠，丁晴橡膠中丙烯晴的質(zhì)量百分比為34％，所述丁晴橡膠的門尼粘度為80、3份硫黃與N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物、80份硅土、4份石蠟、20份磷酸酯類、4份氧化鋅、2份硬脂酸，所述丁晴橡膠密封件的成分中還包括5質(zhì)量份Bi₂(SO₄)₃粉體，所述Bi₂(SO₄)₃粉體的平均粒度為350目，其中所述丁晴橡膠密封件的表面化學(xué)粗糙處理后，表面噴砂，表面噴砂工藝為：使用陶瓷砂粒，在壓力4kg下，噴砂距離60cm，噴砂1min，化學(xué)粗糙處理工藝為：濃硫酸中浸漬10min，表面硬化后先以10％的氨水浸漬5min、再用蒸餾水洗凈，然后5％的鈦酸叔丁酯的二氯乙烷溶液涂刷，再用清水洗凈。

實(shí)施例3

丁晴橡膠密封件成分按質(zhì)量份：130份丁晴橡膠，丁晴橡膠中丙烯晴的質(zhì)量百分比為33％，所述丁晴橡膠的門尼粘度為90、2.5份硫黃與N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的混合物、75份炭黑、5份RD、18份脂肪二元酸酯類、4份氧化鋅、1.5份硬脂酸，所述丁晴橡膠密封件的成分中還包括8質(zhì)量份Bi₂(SO₄)₃粉體，所述Bi₂(SO₄)₃粉體的平均粒度為300目，其中所述丁晴橡膠密封件的表面化學(xué)粗糙處理后，表面噴砂，表面噴砂工藝為：使用陶瓷砂粒，在壓力3.5kg下，噴砂距離55cm，噴砂1.5min，化學(xué)粗糙處理工藝為：濃硫酸中浸漬14min，表面硬化后先以5％的氨水浸漬5min、再用蒸餾水洗凈，然后10％的鈦酸叔丁酯的二氯乙烷溶液涂刷，再用清水洗凈。

實(shí)施例4

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅為：

Bi₂(SO₄)₃的平均粒度為340目，含量為7質(zhì)量份。

實(shí)施例5

本實(shí)施例與實(shí)施例4的區(qū)別僅為：

丁晴橡膠密封件的成分中包括8質(zhì)量份Bi₂(SO₄)，粉體，所述Bi₂(SO₄)₃的平均粒度為320目。

對比例1

對比例1與實(shí)施例1的區(qū)別僅為：

丁晴橡膠密封件不經(jīng)過化學(xué)粗糙處理。

對比例2

對比例2與施例1的區(qū)別僅為：

丁晴橡膠密封件不經(jīng)過噴砂處理。

對比例3

對比例3與實(shí)施例1的區(qū)別僅為：

丁晴橡膠密封件不經(jīng)過化學(xué)粗糙處理和噴砂處理。

表1實(shí)施例1～5與對比例1～3性能比較

老化速度為在人工輻射條件下，通過測量人工輻射后的抗張強(qiáng)度變化率，斷裂伸長變化率來觀察丁晴橡膠密封件的老化速度。耐磨性能測試為使用磨損試驗(yàn)機(jī)，測試單位磨損量。實(shí)施例4、5與實(shí)施例1～3的主要區(qū)別為成分中加入了PbWO4粉體，從性能測試可以看出，加入PbWO4粉體后，老化速度大大降低。實(shí)施例與對比例的主要區(qū)別為表面經(jīng)過化學(xué)粗糙和表面噴砂處理，耐磨性能得到了大大提高。