本發(fā)明屬于橡膠成型，具體涉及一種利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法。

背景技術(shù)：

1、o形橡膠密封圈作為一種廣泛應(yīng)用的密封元件，通常以實心形式存在。然而，空心o形橡膠密封圈由于制作工藝復(fù)雜、成型難度大，應(yīng)用較為有限。空心結(jié)構(gòu)的密封圈在外力作用下更易變形，具備良好的彈性，能夠在緩沖、減震和密封等方面發(fā)揮優(yōu)異性能，滿足特定工況下的功能需求。

2、目前，國內(nèi)對空心o形橡膠密封圈的制備方法主要是在硫化成型過程中，預(yù)先在空心部分加入碳酸氫銨或碳酸氫鈉等物質(zhì)。這些物質(zhì)在硫化升溫過程中受熱分解，產(chǎn)生氨氣、二氧化碳和水蒸氣等高壓氣體，對空心部分內(nèi)壁起到支撐作用，防止產(chǎn)品在硫化過程中發(fā)生變形，使得成品外觀光滑、無塌陷。

3、然而，這種方法存在以下問題：

4、反應(yīng)不穩(wěn)定性：化學(xué)物質(zhì)的分解比例難以精確控制，可能存在部分物質(zhì)未完全反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部氣壓不穩(wěn)定，影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

5、反應(yīng)過程難以控制：在硫化過程中，產(chǎn)品外壁已發(fā)生硫化交聯(lián)，而內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)可能滯后，導(dǎo)致內(nèi)部氣壓不足，無法有效支撐內(nèi)壁，最終導(dǎo)致產(chǎn)品外觀缺陷。

6、內(nèi)部殘留高壓氣體：由于化學(xué)反應(yīng)的不可逆性，硫化后的產(chǎn)品內(nèi)部仍存在氣壓。這可能導(dǎo)致產(chǎn)品截面尺寸不穩(wěn)定，在安裝和受壓使用時存在爆裂風險，無法達到預(yù)期的使用效果。

7、因此，現(xiàn)有技術(shù)在空心o形橡膠密封圈的成型工藝上存在諸多不足，亟需一種新的工藝方法來解決上述問題，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中空心橡膠制品內(nèi)部支撐氣壓不穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量不佳以及殘留高壓氣體導(dǎo)致安全隱患等問題。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，包括以下步驟：

4、將橡膠材料制備成預(yù)定厚度的膠片，并裁切成膠條；

5、將所述膠條放入成型模具的成型下模型腔中，合上定型模具的定型上模，進行預(yù)定型，形成下模橡膠部分；

6、將所述膠條放入成型模具的成型上模型腔中，合上定型模具的定型下模，進行預(yù)定型，形成上模橡膠部分；

7、打開模具，在成型模具下模橡膠部分的空腔內(nèi)注入可揮發(fā)液體；

8、將帶有上模橡膠部分的成型上模與帶有下模橡膠部分的成型下模合模，置于平板硫化機中加壓硫化，可揮發(fā)液體在硫化過程中受熱氣化，產(chǎn)生內(nèi)部氣壓支撐o形橡膠密封圈的空心內(nèi)壁；

9、硫化結(jié)束后，打開成型模具取出o形橡膠密封圈，將產(chǎn)品置于冷卻介質(zhì)中降溫，使氣化的可揮發(fā)液體凝結(jié)為液態(tài)，o形橡膠密封圈內(nèi)部無高壓氣體。

10、進一步的，其特征在于，所述可揮發(fā)液體的沸點低于硫化溫度。

11、進一步的，所述可揮發(fā)液體為乙醇、甲醇或乙醚。

12、進一步的，所述注入的可揮發(fā)液體的體積通過以下公式計算確定：

13、

14、式中，v液：需要注入的可揮發(fā)液體體積，單位為毫升(ml)；

15、p：硫化溫度下所需的內(nèi)部氣壓，單位為帕斯卡(pa)；

16、v：o形橡膠密封圈空心部分的內(nèi)部體積，單位為毫升(ml)；

17、m：可揮發(fā)液體的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)；

18、r：氣體常數(shù)，r＝8.314j/(mol·k)；

19、t：硫化溫度，單位為攝氏度(℃)；

20、ρ：可揮發(fā)液體的密度，單位為克每毫升(g/ml)。

21、進一步的，所述可揮發(fā)液體為混合溶劑，由至少兩種沸點不同的可揮發(fā)液體組成，實現(xiàn)硫化過程中內(nèi)部氣壓的梯度控制。

22、進一步的，所述硫化溫度為140℃至180℃。

23、進一步的，所述膠片的厚度為8mm至8.5mm，所述膠條的長度為產(chǎn)品內(nèi)周長的1.015倍至1.025倍，寬度為產(chǎn)品截面外徑的96％至97％。

24、進一步的，對上模橡膠部分和下模橡膠部分的接合面進行表面處理，所述表面處理包括打毛和涂膠。

25、進一步的，所述成型模具包括成型上模和成型下模，所述成型上模和成型下模內(nèi)分別設(shè)有半圓形凹槽，合模后形成用于成型o形橡膠密封圈的環(huán)形型腔；

26、所述定型模具包括對應(yīng)的定型上模和定型下模，所述定型上模和定型下模內(nèi)分別設(shè)有與成型模具對應(yīng)的半圓形凸臺，用于對膠條進行預(yù)定型，形成上模橡膠部分和下模橡膠部分。

27、進一步的，所述成型模具和定型模具的分型面處設(shè)有倒角圓滑過渡和錐面定位結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

28、本發(fā)明通過在硫化過程中注入可揮發(fā)液體，利用其受熱氣化產(chǎn)生的內(nèi)部氣壓支撐，避免了化學(xué)反應(yīng)不穩(wěn)定導(dǎo)致的氣壓不均勻，確保產(chǎn)品在硫化過程中的尺寸和形狀穩(wěn)定性?？蓳]發(fā)液體的物理氣化和凝結(jié)過程可逆且可控，相較于不可逆的化學(xué)反應(yīng)，更易于控制硫化過程中的內(nèi)部氣壓，減少了產(chǎn)品缺陷，提高了生產(chǎn)效率。硫化結(jié)束后，產(chǎn)品內(nèi)部的氣態(tài)可揮發(fā)液體在冷卻過程中凝結(jié)為液態(tài)，內(nèi)部無殘留高壓氣體，避免了因內(nèi)部氣壓導(dǎo)致的產(chǎn)品尺寸不穩(wěn)定和使用過程中的爆裂風險，提升了產(chǎn)品的安全性。利用乙醇、甲醇或乙醚等常見可揮發(fā)液體，無需復(fù)雜的化學(xué)添加劑和反應(yīng)控制，操作簡單方便，降低了生產(chǎn)成本和工藝難度。選用的可揮發(fā)液體無毒無害，對人體健康和環(huán)境友好，符合環(huán)保要求，同時減少了對生產(chǎn)人員的健康風險。成型模具和定型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，采用倒角圓滑過渡和錐面定位結(jié)構(gòu)，避免了操作過程中對模具和產(chǎn)品的損傷，延長了模具使用壽命，提高了產(chǎn)品尺寸精度和質(zhì)量一致性。該方法適用于不同尺寸和截面形狀的空心o形橡膠密封圈的成型，滿足多樣化的應(yīng)用需求，拓寬了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。由于工藝過程可控，減少了產(chǎn)品不良率和返工率，提高了生產(chǎn)效率，具有顯著的經(jīng)濟效益。所用可揮發(fā)液體為工業(yè)常用溶劑，易于獲取，成本低廉，進一步降低了生產(chǎn)成本。通過優(yōu)化硫化過程中的內(nèi)部支撐，提高了橡膠密封圈的密實度和力學(xué)性能，增強了產(chǎn)品的緩沖、減震和密封效果，延長了產(chǎn)品的使用壽命。

29、當然地，實施本發(fā)明的各技術(shù)方案并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。

技術(shù)特征：

1.利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，其特征在于，所述可揮發(fā)液體的沸點低于硫化溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，其特征在于，所述可揮發(fā)液體為乙醇、甲醇或乙醚。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，其特征在于，所述注入的可揮發(fā)液體的體積通過以下公式計算確定：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，其特征在于，所述可揮發(fā)液體為混合溶劑，由至少兩種沸點不同的可揮發(fā)液體組成，實現(xiàn)硫化過程中內(nèi)部氣壓的梯度控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，其特征在于，所述硫化溫度為140℃至180℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，其特征在于，所述膠片的厚度為8mm至8.5mm，所述膠條的長度為產(chǎn)品內(nèi)周長的1.015倍至1.025倍，寬度為產(chǎn)品截面外徑的96％至97％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，在加壓硫化前，對上模橡膠部分和下模橡膠部分的接合面進行表面處理，所述表面處理包括打毛和涂膠。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，其特征在于，所述成型模具包括成型上模和成型下模，所述成型上模和成型下模內(nèi)分別設(shè)有半圓形凹槽，合模后形成用于成型o形橡膠密封圈的環(huán)形型腔；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用液體氣化支撐的空心o形橡膠密封圈成型方法，所述成型模具和定型模具的分型面處設(shè)有倒角圓滑過渡和錐面定位結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種利用液體氣化支撐的空心O形橡膠密封圈成型方法，包括：將橡膠材料制備成預(yù)定厚度的膠片，并裁切成膠條；將膠條分別放入成型模具的成型下模型腔和成型上模型腔中，合上對應(yīng)的定型模具，進行預(yù)定型，形成下模橡膠部分和上模橡膠部分；打開模具，在下模橡膠部分的空腔內(nèi)注入可揮發(fā)液體；對上、下模橡膠部分的接合面進行打毛和涂膠處理；將上、下模合模，置于平板硫化機中加壓硫化。硫化過程中，可揮發(fā)液體受熱氣化，產(chǎn)生內(nèi)部氣壓支撐空心內(nèi)壁。硫化結(jié)束后，取出密封圈，置于冷卻介質(zhì)中降溫，使氣化的可揮發(fā)液體凝結(jié)為液態(tài)，產(chǎn)品內(nèi)部無高壓氣體。該方法操作簡便，工藝過程可控，適用于不同尺寸和截面形狀的空心O形橡膠密封圈的成型。

技術(shù)研發(fā)人員：白海濤,王子路,徒單靜,薛海偉,趙云飛,石倩,許歡,薛旺
受保護的技術(shù)使用者：西北橡膠塑料研究設(shè)計院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10