專利名稱：一種用于閥門襯套的橡膠及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠及其制作方法。特別是一種用于閥門襯套的橡膠及其制作方法。
背景技術(shù)：
在石油，化工，制藥，發(fā)電，冶金和食品及建筑等行業(yè)中，對于輸送水，蒸汽，酸，堿及有機(jī)溶液等介質(zhì)的管道設(shè)施中的閥門，由于其接觸的介質(zhì)具有高溫，高壓和化學(xué)腐蝕性，在閥門內(nèi)腔的部件上一般襯覆著橡膠襯套，橡膠襯套將介質(zhì)與閥門內(nèi)腔的金屬部件進(jìn)行隔絕，用以避免損壞和腐蝕。該橡膠襯套與閥門內(nèi)腔的金屬部件組合成一體，保證了閥門的高度密封性能并可以延長閥門的使用壽命。
帶有橡膠襯套的閥門，在二十世紀(jì)末已經(jīng)出現(xiàn)。但是，這種帶有橡膠襯套的閥門，當(dāng)通過的介質(zhì)溫度為100℃左右或是具有化學(xué)腐蝕性時(shí)，閥門的密封性能很快地降低以致不能使用，使用壽命較短。其原因是閥門襯覆的橡膠性能低差，它的耐磨損性能差，耐高溫性能差，耐水性能差，耐化學(xué)腐蝕性能差。一般的情況下，抗張強(qiáng)度為10-12Mpa；扯斷伸長率＜250％)；彈性、耐磨性不理想；耐熱老化性能和耐酸堿性能較差；耐壓縮變形性能較差，在100℃×22小時(shí)的條件下，壓縮變形率＞40％。
由于閥門襯套橡膠的以上性能較低，當(dāng)閥門在高溫、水或酸堿介質(zhì)中反復(fù)啟閉時(shí)，閥門各部件之間的磨損加之介質(zhì)的浸蝕，使得閥門部件襯覆的橡膠磨損，老化，以至失去密封性能而需要更換，造成該類閥門的使用壽命較短；一般情況下，目前輸送酸，堿，有機(jī)溶液，水或蒸汽等高溫介質(zhì)的襯覆橡膠的閥門，使用壽命在3-5個(gè)月左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種用于閥門襯套的橡膠及其制作方法。它的耐磨損，耐化學(xué)腐蝕，耐高溫，耐水浸性能較高。硫化膠的抗張強(qiáng)度提高20％，耐磨性能提高30％，壓縮永久變形在120℃×22小時(shí)的條件下＜10％。在輸送酸，堿，有機(jī)溶液，水或蒸汽等高溫介質(zhì)的管道中，使用壽命可以達(dá)到一年左右。
本發(fā)明的各組份的重量比如下60/40三元乙丙橡膠50.00-53.00活性氧化鋅 3.00-4.00有機(jī)活性劑硬脂酸 0.42-0.60喹啉聚合物RD 0.58-0.85炭黑HAF 11.50-13.00油基爐黑SRF 17.60-19.00硅氮化合物 5.50-6.80鄰苯二甲酸二甲酯 1.90-3.50分散劑T-78 0.80-1.20濕潤劑935P 0.50-0.70秋蘭姆 0.10-0.30過氧化物DCP 2.00-2.50硫磺 0.20-0.30本發(fā)明的制作工藝為一，配料將以上各組份按照重量比依次稱量備用。
二，混煉1，混煉的加料次序?yàn)槭紫葘?0/40三元乙丙橡膠進(jìn)行軋煉，然后依次加入以下配料第一步加入活性氧化鋅；第二步加入炭黑HAF，油基爐黑SRF，硅氮化合物，鄰苯二甲酸二甲酯，分散劑T-78；第三步加入有機(jī)活性劑硬脂酸，喹啉聚合物RD，濕潤劑935P；最后加入秋蘭姆，過氧化物DCP，硫磺。
2，混煉的工藝條件如采用開煉機(jī)；輥溫為30-40℃，混煉時(shí)間為20分鐘，輥距為1-5厘米
如采用密煉機(jī)，輥溫為70-80℃，混煉時(shí)間為8分鐘。
三，出片停放膠料混煉均勻后，下片后入庫停放。
四，注射注射采用橡膠注射機(jī)將混煉后的膠料注入模具中，該模具中放置需要襯覆橡膠的閥門部件，膠料直接注射到需要襯覆橡膠的閥門部件表面。
注射時(shí)，橡膠注射機(jī)的注料筒溫度為(40-50)℃，注塞壓力為(2.5-3.0)kg/cm2五，硫化硫化溫度為(165-170)℃，硫化時(shí)間為(8-15)分鐘。
經(jīng)過硫化后，閥門部件的既定表面即可襯覆橡膠。
經(jīng)檢測，該閥門襯套的橡膠具有以下性能硬度(邵爾A)73°拉伸強(qiáng)度18-20Mpa，扯斷伸長率＞300％壓縮變形＜15％抗臭氧性試?yán)熘?5％，置于1.5×10-4的O3液中，產(chǎn)生龜裂條件為經(jīng)50℃×200小時(shí)后。
耐天候性在陽光下暴曬兩年后不見裂紋。
耐高溫性能1，在100℃水中，使用壽命可以達(dá)到一年以上。
2，經(jīng)水蒸氣(198℃×24小時(shí))后，性能變化；

耐化學(xué)腐蝕性能經(jīng)常溫×144小時(shí)后的變化情況；

經(jīng)上述檢測結(jié)果表明，本發(fā)明的閥門襯套橡膠的耐磨損，耐化學(xué)腐蝕，耐高溫，耐水浸性能都有了提高。
在本發(fā)明的組分中，由于60/40三元乙丙橡膠為飽和的碳鏈橡膠，即主鏈為-C-C-的δ鍵組成，鍵能較高(62.77千卡/摩爾)；當(dāng)溫度升高時(shí)，雖然分子運(yùn)動(dòng)加劇，但是主鍵上的-C-C-鍵保持不變，提高耐熱性能。并且，本發(fā)明組分中，采用過氧化物DCP為交聯(lián)劑，由于它在加熱后分解出自由基，該自由基可以奪取高聚物大分子上的活潑氫原子，而構(gòu)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的-C-C-鏈，交聯(lián)后的鍵能達(dá)到84千卡/摩爾，鍵長為1.54A，即鍵能高，鏈長短，因此，硫化成型后的橡膠的熱穩(wěn)定性能好，抗硫化還原性和耐老化性能優(yōu)異，壓縮變形小，即彈性好。
本發(fā)明組分中，采用高吸碘值的60/40三元乙丙橡膠作為基體，并在組分中配比了秋蘭姆類快速促進(jìn)劑，加快硫化速度，縮短硫化時(shí)間，也有助于提高成型橡膠的耐熱性能。
本發(fā)明組分中，采用炭黑HAF作為補(bǔ)強(qiáng)劑，粒徑膠小，為(27-34)毫微米，吸碘值與吸附值高，分別為(81-95)mg/g和(85-100)m2/g，吸收值大，為(0.95-1.10)ml/g，PH值中性偏堿性，它在橡膠中易分散，表面光滑，成型后的硫化膠的耐磨性能好，強(qiáng)度高，永久變形小，耐熱老化性好。不足之處是硬度高，伸長率和耐撕裂性能較差。
本發(fā)明組分中，采用油基爐黑SRF的彈性好，粒徑稍大，為60-80毫微米，吸碘值和吸附值偏低，分別為(21-30)mg/g和(35-40)m2/g，吸收值適中，為(0.5-0.7)ml/g，PH值中性偏堿性。它在橡膠中可以達(dá)到高填充量，分散性能優(yōu)異，生熱低，成型后硫化膠的彈性好，硬度低，伸長率大。不足之處是抗張強(qiáng)度中下，定伸強(qiáng)度小。
由于本發(fā)明組分中，采用炭黑HAF和油基爐黑SRF及其適當(dāng)比例作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑，膠料的流變性好，表面光滑。成型后硫化膠的耐磨性能好，彈性好，壓縮變形小，抗拉伸性能和耐老化性能優(yōu)異。
本發(fā)明組分的其它助劑均以在不影響主體配方的綜合性能前提下，改善加工工藝為目的而配置的。由于本發(fā)明組分的基體60/40三元乙丙橡膠的粘度較高，對加入的各粉體，如炭黑HAP、活性氧化鋅等以聚集的形態(tài)存在添加劑，在混煉工藝中造成分散的阻力。因此，在本發(fā)明組分中加入與60/40三元乙丙橡膠有很好的相溶性的鄰苯二甲酸二甲酯，增加了混煉膠的柔軟性和提高了膠料的流變性；配加了無毒，無污染的分散劑T-78和濕潤劑935P，敦促膠料各組份的內(nèi)、外分散潤滑，加速分散，縮短混煉時(shí)間，并且，在成型工藝中，可以消除斷面和表面氣孔，產(chǎn)品的致密性均勻光滑，并能抑制膠料組分污損。
綜上所述，本發(fā)明是一種用于閥門襯套的橡膠及其制作方法。它的耐磨損，耐化學(xué)腐蝕，耐高溫，耐水浸性能較高，硫化膠的強(qiáng)度提高20％，耐磨性能提高30％，壓縮永久變形在120℃×22小時(shí)的條件下＜10％。在輸送酸，堿，有機(jī)溶液，水或蒸汽等高溫介質(zhì)的管道中，使用壽命可以達(dá)到一年左右。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(一)配料；按照以下重量比的各組份依次稱量備用60/40三元乙丙橡膠52.00Kg活性氧化鋅 3.20Kg有機(jī)活性劑硬脂酸 0.52Kg
喹啉聚合物RD 0.62Kg炭黑HAF 12.50Kg油基爐黑SRF 18.30Kg硅氮化合物 6.23Kg鄰苯二甲酸二甲酯 2.70Kg分散劑T-78 0.89Kg濕潤劑935P 0.63Kg秋蘭姆 0.21Kg過氧化物DCP 2.00Kg硫磺 0.20Kg合計(jì) 100.00kg二，混煉使用密煉機(jī)進(jìn)行混煉，輥溫為70℃，混煉時(shí)間為8分鐘；首先將60/40三元乙丙橡膠進(jìn)行軋煉，然后依次加入以下配料；1，活性氧化鋅2，炭黑HAF，油基爐黑SRF，硅氮化合物，鄰苯二甲酸二甲酯，分散劑T-78；3，有機(jī)活性劑硬脂酸，喹啉聚合物RD，濕潤劑935P；4，秋蘭姆，過氧化物DCP，硫磺。
待混合均勻后，下片冷卻后入庫停放。
三，注射采用橡膠注射機(jī)將混煉后的膠料注入帶有閥座內(nèi)腔的模具中，膠料直接注射到閥座內(nèi)腔的表面。注射時(shí)，橡膠注射機(jī)的注料筒溫度為40℃，注塞壓力為2.5kg/cm2四，硫化硫化溫度為168℃，硫化時(shí)間為15分鐘。
經(jīng)過硫化后，閥座表面即可襯覆橡膠。
經(jīng)檢測該閥座的橡膠襯套，性能如下常溫下硬度(邵爾A)72°；抗張強(qiáng)度 18.1Mpa；扯斷伸長率 325％；壓縮變形(120℃×22小時(shí))14.5％；
熱空氣(120℃×24小時(shí))老化后變化率硬度(邵爾A) +3°；抗張強(qiáng)度 -2.8；扯斷伸長率-20。
實(shí)施例2(一)配料；按照以下重量比的各組份依次稱量備用60/40三元乙丙橡膠52.00Kg活性氧化鋅 3.50Kg有機(jī)活性劑硬脂酸 0.60Kg喹啉聚合物RD 0.83Kg炭黑HAP 12.00Kg油基爐黑SRF 18.00Kg硅氮化合物 6.50Kg鄰苯二甲酸二甲酯 2.00Kg分散劑T-78 0.97Kg濕潤劑935P 0.70Kg秋蘭姆 0.20Kg過氧化物DCP 2.50Kg硫磺 0.20Kg共計(jì) 100.00Kg二，混煉將以上組分按照實(shí)施例1的加料次序加料；使用密煉機(jī)進(jìn)行混煉，輥溫為80℃，混煉時(shí)間為8分鐘；待混合均勻后，下片冷卻后入庫停放。
三，注射采用橡膠注射機(jī)將混煉后的膠料注入帶有閥芯的模具中，膠料直接注射到閥芯表面。注射時(shí)，橡膠注射機(jī)的注料筒溫度為50℃，注塞壓力為2.5kg/cm2四，硫化溫度168℃，硫化時(shí)間15分鐘。
經(jīng)過硫化后，閥芯表面即可襯覆橡膠。
經(jīng)檢測該閥芯的橡膠襯套，性能如下
常溫下硬度(邵爾A) 72°；抗張強(qiáng)度 18.6Mpa；扯斷伸長率330％；壓縮變形(120℃×22小時(shí)) 14.5％；熱空氣(120℃×24小時(shí))老化后變化率硬度(邵爾A) +3°；抗張強(qiáng)度 -2.6扯斷伸長率-20.5。
實(shí)施例3一，配料；按照以下重量比的各組份依次稱量備用60/40三元乙丙橡膠 51.00Kg活性氧化鋅4.00Kg有機(jī)活性劑硬脂酸 0.50Kg喹啉聚合物RD 0.65Kg炭黑HAP 13.00Kg油基爐黑SRF 18.00Kg硅氮化合物5.50Kg鄰苯二甲酸二甲酯 3.00Kg分散劑T-781.20Kg濕潤劑935P0.70Kg秋蘭姆0.20Kg過氧化物DCP 2.00Kg硫磺 0.25Kg合計(jì) 100.00Kg二，混煉將以上組分按照實(shí)施例1的加料次序加料；使用開煉機(jī)進(jìn)行混煉，輥溫為40℃，混煉時(shí)間為20分鐘；待混合均勻后，下片冷卻后入庫停放。
三，注射采用橡膠注射機(jī)將混煉后的膠料注入帶有閥座的模具中，膠料直接注射到閥座表面。注射時(shí)，橡膠注射機(jī)的注料筒溫度為50℃，注塞壓力為3.0kg/cm2四，硫化硫化溫度為170℃，硫化時(shí)間為10分鐘。
經(jīng)過硫化后，閥座表面即可襯覆橡膠。
經(jīng)檢測該閥座的橡膠襯套，性能如下常溫下硬度(邵爾A) 74°；抗張強(qiáng)度 19.8Mpa；扯斷伸長率310％；壓縮變形(120℃×22小時(shí)) 13.8％；熱空氣(120℃×24小時(shí))老化后變化率硬度(邵爾A) +3°；抗張強(qiáng)度 -3.4Mpa；扯斷伸長率-18.6％。
以上實(shí)施例1，2，3中，所得閥門襯套橡膠在酸堿介質(zhì)中使用時(shí)間均達(dá)到1年以上。
權(quán)利要求
1，一種用于閥門襯套的橡膠及其制作方法，其特征在于用于閥門襯套的橡膠各組份的重量比如下本發(fā)明的各組份的重量比如下60/40三元乙丙橡膠 50.00-53.00活性氧化鋅3.00-4.00有機(jī)活性劑硬脂酸 0.42-0.60喹啉聚合物RD 0.58-0.85炭黑HAF 11.50-13.00油基爐黑SRF 17.60-19.00硅氮化合物5.50-6.80鄰苯二甲酸二甲酯 1.90-3.50分散劑T-780.80-1.20濕潤劑935P0.50-0.70秋蘭姆0.10-0.30過氧化物DCP 2.00-2.50硫磺 0.20-0.30
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于閥門襯套的橡膠及其制作方法，其特征在于用于閥門襯套的橡膠的制作方法是一，配料將以下各組份按照重量比依次稱量備用60/40三元乙丙橡膠 50.00-53.00活性氧化鋅3.00-4.00有機(jī)活性劑硬脂酸 0.42-0.60喹啉聚合物RD 0.58-0.85炭黑HAF 11.50-13.00油基爐黑SRF 17.60-19.00硅氮化合物5.50-6.80鄰苯二甲酸二甲酯 1.90-3.50分散劑T-780.80-1.20濕潤劑935P 0.50-0.70秋蘭姆 0.10-0.30過氧化物DCP 2.00-2.50硫磺0.20-0.30二，混煉1，混煉的加料次序?yàn)槭紫葘?0/40三元乙丙橡膠進(jìn)行軋煉，然后依次加入以下配料第一步加入活性氧化鋅；第二步加入炭黑HAF，油基爐黑SRF，硅氮化合物，鄰苯二甲酸二甲酯，分散劑T-78；第三步加入有機(jī)活性劑硬脂酸，喹啉聚合物RD，濕潤劑935P；最后加入秋蘭姆，過氧化物DCP，硫磺；2，混煉的工藝條件如采用開煉機(jī)；輥溫為30-40℃，混煉時(shí)間為20分鐘，輥距為1-5厘米；如采用密煉機(jī)，輥溫為70-80℃，混煉時(shí)間為8分鐘；三，出片停放膠料混煉均勻后，下片后入庫停放；四，注射注射采用橡膠注射機(jī)將混煉后的膠料注入模具中，該模具中放置需要襯覆橡膠的閥門部件，膠料直接注射到需要襯覆橡膠的閥門部件表面；注射時(shí)，橡膠注射機(jī)的注料筒溫度為(40-50)℃，注塞壓力為(2.5-3.0)kg/cm2五，硫化硫化溫度為(165-170)℃，硫化時(shí)間為(8-15)分鐘。
全文摘要
一種用于閥門襯套的橡膠及其制作方法。涉及一種橡膠及其制作方法。它的耐磨損，耐化學(xué)腐蝕，耐高溫，耐水浸性能較高。各組份如下60/40三元乙丙橡膠，活性氧化鋅，有機(jī)活性劑硬脂酸0，喹啉聚合物，炭黑HAF，油基爐黑SRF，硅氮化合物，鄰苯二甲酸二甲酯，分散劑T－78，濕潤劑935P，秋蘭姆，過氧化物DCP，硫磺?；鞜捄?，采用橡膠注射機(jī)在注料筒(40－50)℃，注塞壓力為(2.5－3.0)kg/cm
文檔編號F16K27/00GK1733831SQ20041002025
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月9日
發(fā)明者劉志新, 劉玉山 申請人:天津凱發(fā)閥門有限公司