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1、(10)申请公布号 CN 104086903 A (43)申请公布日 2014.10.08 CN 104086903 A (21)申请号 201410317844.9 (22)申请日 2014.07.04 C08L 23/16(2006.01) C08L 23/06(2006.01) C08L 71/08(2006.01) C08K 13/02(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 3/34(2006.01) C08K 3/36(2006.01) C08K 3/06(2006.01) C08K 5/01(2006.01) C08K 5/09(2006.01) (71。
2、)申请人 上虞市舜东橡塑制品有限公司 地址 312369 浙江省绍兴市上虞区谢塘工业 区 (72)发明人 杨巍 沈小明 丁欢刚 (74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 11246 代理人 连平 (54) 发明名称 一种密封垫及其制备方法 (57) 摘要 本发明提供一种密封垫, 该密封垫的重量份 组成为 : 三元乙丙橡胶 50, 脱模剂 1 3, 分散剂 1 3, 防老剂 1 5, 增强剂 30 50, 增塑剂 1 5, 偶联剂 5 15, 硫磺以及促进剂 1 5, 活性剂 1 5 ; 所述脱模剂为聚乙烯蜡、 聚乙二醇中的至 少一种。该密封垫耐热性能、 耐磨性能、 抗老化性 能。
3、、 强度均较好, 使用寿命长。本发明还公开了该 密封垫的制备方法, 操作简单, 成本较低, 易于推 广。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 (10)申请公布号 CN 104086903 A CN 104086903 A 1/2 页 2 1. 一种密封垫, 其特征在于 : 其重量份组成为 : 三元乙丙橡胶 50, 脱模剂 1 3, 分散剂 1 3, 防老剂 1 5, 增强剂 30 50, 增塑剂 1 5, 偶联剂 5 15, 硫磺以及促进剂 1 5, 活性剂 1 5 ; 所述脱模剂为。
4、聚乙烯蜡、 聚乙二醇中的至少一种。 2. 根据权利要求 1 所述的一种密封垫, 其特征在于 : 所述防老剂为钛白粉、 防老剂 RD、 防老剂 MB、 防老剂 BLE、 防老剂 SP、 防老剂 4020 中的至少两种, 且所述每种防老剂占防老剂 总重量的百分比不多于 60。 3. 根据权利要求 1 所述的一种密封垫, 其特征在于 : 所述增强剂为硅藻土、 有机膨润 土、 钠基膨润土、 白炭黑、 炭黑中的至少一种。 4. 根据权利要求 1 所述的一种密封垫, 其特征在于 : 所述增塑剂为石蜡油、 氯化石蜡、 增塑剂 DEHP、 增塑剂 DINP 或增塑剂 DBP 中的至少一种。 5. 根据权利要求。
5、 1 所述的一种密封垫, 其特征在于 : 所述偶联剂为硅烷偶联剂、 钛酸酯 偶联剂、 铝酸酯偶联剂中的至少一种。 6. 根据权利要求 1 所述的一种密封垫, 其特征在于 : 所述硫磺以及促进剂的重量百分 比组成为 : 硫磺 30 60, 余量为促进剂 ; 所述促进剂为促进剂 M、 促进剂 CZ、 促进剂 DM、 促进剂 D、 促进剂 TT、 促进剂 ZDC、 促进剂 BZ、 促进剂 NA-22、 促进剂 TRA、 促进剂 NS、 促进剂 PX 或促进剂 PZ 中的至少两种, 且所述每种促进剂占硫磺以及促进剂总重量的百分比不多 于 30。 7. 根据权利要求 1 所述的一种密封垫, 其特征在于 。
6、: 所述活性剂为氧化锌、 碳酸锌、 氧 化镁、 硬脂酸、 硬脂酸锌或硬脂酸钙中的至少两种, 且每种活性剂占活性剂总重量的百分比 不多于 60。 8.根据权利要求1所述的一种密封垫, 其特征在于 : 所述脱模剂的重量百分组成为 : 聚 乙烯蜡4060, 聚乙二醇4060; 所述防老剂的重量百分组成为 : 钛白粉4060, 防老剂 MB40 60; 所述增强剂的重量百分组成为 : 硅藻土 40 60, 白炭黑 40 60; 所述增塑剂的重量百分组成为 : 石蜡油 40 60, 增塑剂 DEHP40 60; 所述硫磺以及促 进剂的重量百分组成为 : 硫磺 40 50, 促进剂 M10 15, 促进剂。
7、 BZ20 30, 促进剂 NA-2210 20 ; 所述活性剂的重量百分组成为 : 氧化锌 20 30, 氧化镁 40 50, 硬 脂酸 20 40。 9. 一种密封垫的制备方法, 其特征在于 : 包括以下步骤 : (1) 在密炼机中按配方加入三元乙丙胶, 温度为 40 70, 密炼 30 60s 后提上顶 栓 ; (2) 在密炼机中按配方加入偶联剂、 增强剂, 温度为 45 75, 密炼 50 80s 后提上 权 利 要 求 书 CN 104086903 A 2 2/2 页 3 顶栓 ; (3) 在密炼机中按配方加入活性剂、 脱模剂、 分散剂、 防老剂、 增塑剂, 温度为 55 80, 密。
8、炼至 110 120后提上顶栓 ; (4) 翻胶后压上顶栓, 密炼至 125 135后排胶得到胶料 ; (5) 冷却胶料至室温, 停放 24 48H ; (6) 将冷却后的胶料的一半、 硫磺以及促进剂加入密炼机, 温度为 40 50 , 再加入 另一半胶料压上顶栓密炼至 70 80 ; (7) 翻胶后, 密炼至 80 100后提上顶栓排胶得到胶片 ; (8) 将胶片依次经挤出和模压成型后, 得到密封垫。 权 利 要 求 书 CN 104086903 A 3 1/7 页 4 一种密封垫及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种密封垫及其制备方法。 背景技术 0002 密封垫, 广泛用于工程。
9、机械的管道、 壳体的结合面的静密封中, 以其弹性变形填补 零件结合面的不平度, 切断泄漏通道, 增加泄漏阻力, 或承受内外侧压力差等方式防止流动 介质 ( 气体、 冷却水、 润滑油、 齿轮油、 液压油、 制动液等 ) 泄漏。随着科技水平的提高, 对密 封垫的各项性能的要求(包括耐热性能、 耐磨性能、 抗老化性能、 强度、 使用寿命等)也越来 越高。 0003 中国专利公开号为 CN1348809A 的公开了 “一种高耐磨损液压密封垫及其制备方 法” , 由丁晴橡胶、 三元乙丙橡胶、 EVA 树脂、 环氧硬脂酸辛酯、 萜烯树脂、 磷酸甲苯二苯酯、 有 机蒙脱土、 改性纳米陶瓷、 氧化铈、 氧化钆。
10、、 氧化锌、 硬脂酸钡、 硬脂酸钙、 钛白粉、 纳米铝矾 土等原料制成。该密封垫主要利用改性纳米陶瓷以及稀土金属氧化物来改善整体性能, 效 果欠佳, 而且生产成本偏高, 不利于推广, 满足不了现有工业应用的需求。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题是提供一种密封垫, 耐热性能、 耐磨性能、 抗老化性能、 强度均较好, 使用寿命长。 0005 为解决上述技术问题, 本发明的技术方案是 : 0006 一种密封垫, 其重量份组成为 : 0007 三元乙丙橡胶 50, 0008 脱模剂 1 3, 0009 分散剂 1 3, 0010 防老剂 1 5, 0011 增强剂 30 50, 0012 。
11、增塑剂 1 5, 0013 偶联剂 5 15, 0014 硫磺以及促进剂 1 5, 0015 活性剂 1 5 ; 0016 所述脱模剂为聚乙烯蜡、 聚乙二醇中的至少一种。 0017 三元乙丙橡胶是由乙烯、 丙烯经溶液共聚合而成的橡胶, 再引入第三单体 (ENB)。 三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的, 这个特性使得三元乙丙橡胶可以抵抗热, 光, 氧 气, 尤其是臭氧。 三元乙丙本质上是无极性的, 对极性溶液和化学物具有抗性, 吸水率低, 具 有良好的绝缘特性, 因此三元乙丙橡胶耐老化性能非常好、 耐天候性好、 电绝缘性能优良、 耐化学腐蚀性好、 冲击弹性较好。 0018 脱模剂可使产品表面易于。
12、脱离、 光滑及洁净。聚乙烯蜡, 可增强填充剂的扩散, 提 说 明 书 CN 104086903 A 4 2/7 页 5 高挤压成型速率, 增大模具流量, 脱模便利, 提高产品脱膜后的表面光亮度及光滑度 ; 聚乙 二醇, 可增加产品的润滑性和塑性, 减少加工过程中的动力消耗, 延长橡胶制品的使用寿 命。 0019 分散剂对其他助剂的分散可以起到非常好的分散作用, 从而提高其效能, 并能很 好的提高助剂在胶料中的相容性, 减少喷霜。 0020 优选地, 本发明所述防老剂为钛白粉、 防老剂 RD、 防老剂 MB、 防老剂 BLE、 防老剂 SP、 防老剂 4020 中的至少两种, 且所述每种防老剂占。
13、防老剂总重量的百分比不多于 60。 0021 随着老化过程的进行和发展, 密封垫的性能会逐渐降低以致完全失去使用价值。 为了延长密封垫的使用寿命, 就要配入一些能抑制老化过程的物质即防老剂, 从而延长密 封垫的贮存期和使用寿命。钛白粉既可作为着色剂, 又具有补强、 防老化、 填充作用。在密 封垫配方中加入钛白粉, 可耐日晒, 耐酸碱, 不开裂、 不变色, 伸展率大, 还可增强抗臭氧和 抗紫外线能力。由于每种防老剂的防老效果有差异, 所以一般可加入两种或两种以上防老 剂, 为保证密封垫的整体性能, 每种防老剂的重量不多于防老剂总重量的 60。 0022 优选地, 本发明所述增强剂为硅藻土、 有机。
14、膨润土、 钠基膨润土、 白炭黑、 炭黑中的 至少一种。 0023 增强剂可增加密封垫的强度。硅藻土能明显增强产品的刚性和强度, 并可提高产 品的耐热、 耐磨、 保温、 抗老化等化学作用的性能。有机膨润土是一种无机矿物和有机铵的 复合物, 由于膨润土中蒙脱石具有层片结构, 利用插层技术将有机铵插入其层片结构中即 得到有机膨润土, 因此有机膨润土作为三元乙丙橡胶配方中的增强剂, 相比炭黑、 陶土及无 机膨润土等无机物来说, 能与有机的三元乙丙橡胶材料具有更好的相容性, 蒙脱土的无机 片层也对三元乙丙橡胶基体起到了氧阻隔作用 , 有效地保护了大分子链段。白炭黑具有超 强的粘附力、 抗撕裂及耐热抗老化。
15、性能, 可以在彩色橡胶制品中替代炭黑进行补强, 满足白 色或半透明产品的需要, 在黑色橡胶制品中亦可替代部分炭黑, 以获得高质量的橡胶制品。 0024 优选地, 本发明所述增塑剂为石蜡油、 氯化石蜡、 增塑剂 DEHP、 增塑剂 DINP 或增塑 剂 DBP 中的至少一种。 0025 增塑剂可以使三元乙丙橡胶分子间的作用力降低, 从而降低玻璃化温度, 达到较 高的弹性、 耐寒性、 可塑性和流动性, 便于压延和压出等成型操作。石蜡油可提供更好的耐 候性和高温下挥发物小的特性, 石蜡基油的低芳香烃含量和低挥发性远胜于其它精炼不够 的橡胶填充油, 可减少硫化剂的消耗, 从而降低成本, 还可提高橡胶的。
16、抗氧化降解性能、 低 挥发性有助于防止老化收缩, 并且有利于改善制品的不良外观 ( 如粗糙、 有气泡 ), 这两种 特性有利于延长橡胶制品的使用寿命。可通过不同种增塑剂之间的相互配合, 得到性能更 佳的三元乙丙橡胶, 从而制造出性能更好的密封垫。 0026 优选地, 本发明所述偶联剂为硅烷偶联剂、 钛酸酯偶联剂、 铝酸酯偶联剂中的至少 一种。 0027 偶联剂可以改善三元乙丙橡胶与添加剂之间的界面性能, 可以改善其他组分的分 散度, 提高加工性能、 机械性能、 热性能以及电性能。硅烷偶联剂分子的有机部分与三元乙 丙橡胶的聚合物分子有较强的亲和力或反应能力, 而其可水解基团, 遇水溶液、 空气中。
17、的水 分或无机物表面吸附的水分均可引起分解, 与无机添加剂表面有较好的反应性, 因此, 硅烷 偶联剂的加入可以有效增加其他组分与三元乙丙橡胶基料的分散性, 从而提高密封垫的耐 说 明 书 CN 104086903 A 5 3/7 页 6 热性。 钛酸酯偶联剂可与无机添加剂表面的自由质子反应形成无机表面上独特的有机单分 子层, 生成的较低表面能使粘度大大降低, 钛酸酯偶联剂可提高三元乙丙橡胶的冲击强度 和耐热性, 进而提高密封垫的耐热性。 0028 优选地, 本发明所述硫磺以及促进剂的重量百分比组成为 : 硫磺 30 60, 余量 为促进剂 ; 所述促进剂为促进剂 M、 促进剂 CZ、 促进剂 。
18、DM、 促进剂 D、 促进剂 TT、 促进剂 ZDC、 促进剂 BZ、 促进剂 NA-22、 促进剂 TRA、 促进剂 NS、 促进剂 PX 或促进剂 PZ 中的至少两种, 且 所述每种促进剂占硫磺以及促进剂总重量的百分比不多于 30。 0029 硫磺是基础硫化剂, 能使三元乙丙橡胶分子链起交联反应, 使线形分子形成立体 网状结构, 可塑性降低, 弹性强度增加, 力学性能大大提高。促进剂可加快三元乙丙橡胶与 硫化剂反应的速率, 降低硫化温度, 缩短硫化时间, 减少硫化剂用量, 同时使三元乙丙橡胶 的物理机械性能、 化学性质以及外观也能得到相应改善。 由于不同种促进剂的性质差异, 依 据硫化剂的。
19、不同, 可以同时添加两种或两种以上促进剂, 为了达到最佳的硫化效果, 每种促 进剂的重量不多于硫磺以及促进剂总重量的 30 0030 优选地, 本发明所述活性剂为氧化锌、 碳酸锌、 氧化镁、 硬脂酸、 硬脂酸锌或硬脂酸 钙中的至少两种, 且每种活性剂占活性剂总重量的百分比不多于 60。 0031 活性剂用于增加促进剂的活性, 可以减少促进剂的用量、 缩短硫化时间, 同时可以 大大提高硫化度, 活性剂可同时添加两种或两种以上, 为了平衡耐热型密封垫的各项性能, 每种活性剂的重量不多于活性剂总重量的 60。 0032 作为进一步优选, 所述脱模剂的重量百分组成为 : 聚乙烯蜡 40 60, 聚乙二。
20、醇 40 60在该配比范围内, 两种脱模剂相互配合, 起到良好的脱模效果 ; 所述防老剂的重 量百分组成为 : 钛白粉 40 60, 防老剂 MB40 60, 在该配比范围内, 两种防老剂相互 配合, 起到良好的防老化效果 ; 所述增强剂的重量百分组成为 : 硅藻土 40 60, 白炭黑 40 60, 在该比例范围内, 硅藻土和白炭黑可以相互配合, 在橡胶强度的同时, 可改善其 耐热性 ; 所述增塑剂的重量百分组成为 : 石蜡油 40 60, 增塑剂 DEHP40 60, 在该比 例范围内, 石蜡油和增塑剂 DEHP 相互配合, 起到良好的增塑效果, 改善橡胶的耐寒性 ; 所述 硫磺以及促进剂。
21、的重量百分组成为 : 硫磺 40 50, 促进剂 M10 15, 促进剂 BZ20 30, 促进剂 NA-2210 20, 在所述比例范围内, 硫磺和各种促进剂相互配合, 可以达到 最佳的硫化效果 ; 所述活性剂的重量百分组成为 : 氧化锌 20 30, 氧化镁 40 50, 硬 脂酸 20 40, 在所述比例范围内, 各活性剂相互配合, 可以达到最佳的硫化效果。 0033 本发明要解决的另一技术问题是提供上述密封垫的制备方法, 操作简单, 成本较 低, 易于推广。 0034 为解决上述技术问题, 技术方案是 : 0035 一种密封垫的制备方法, 包括以下步骤 : 0036 (1) 在密炼机中。
22、按配方加入三元乙丙胶, 温度为 40 70, 密炼 30 60s 后提上 顶栓 ; 0037 (2) 在密炼机中按配方加入偶联剂、 增强剂, 温度为 45 75, 密炼 50 80s 后 提上顶栓 ; 0038 (3) 在密炼机中按配方加入活性剂、 脱模剂、 分散剂、 防老剂、 增塑剂, 温度为 55 80, 密炼至 110 120后提上顶栓 ; 说 明 书 CN 104086903 A 6 4/7 页 7 0039 (4) 翻胶后压上顶栓, 密炼至 125 135后排胶得到胶料 ; 0040 (5) 冷却胶料至室温, 停放 24 48H ; 0041 (6) 将冷却后的胶料的一半、 硫磺以及。
23、促进剂加入密炼机, 温度为 40 50 , 再 加入另一半胶料压上顶栓密炼至 70 80 ; 0042 (7) 翻胶后, 密炼至 80 100后提上顶栓排胶得到胶片 ; 0043 (8) 将胶片依次经挤出和模压成型后, 得到密封垫 0044 由上可见, 与现有技术相比, 本发明具有以下有益效果 : 0045 以三元乙丙橡胶为主成分, 加入其它助剂, 得到的密封垫的耐热性能、 耐磨性能、 抗老化性能、 强度均较好, 使用寿命长 ; 原料易得且价格较低, 制备方法操作简单, 成本较 低, 易于推广。 具体实施方式 0046 下面将结合具体实施例来详细说明本发明, 在此本发明的示意性实施例以及说明 。
24、用来解释本发明, 但并不作为对本发明的限定。 0047 实施例 1 5 0048 密封圈各组分重量比例如表 1 所示 : 0049 实施例序号12345 三元乙丙橡胶4045485053 脱模剂22221.5 分散剂22221.5 防老剂22221.5 增强剂33.531.529.530.532 增塑剂1.51.51.51.51.5 偶联剂1210986 硫磺以及促进剂3.52.52.51.51.5 活性剂3.53.53.52.51.5 0050 表 1 0051 上表 1 中, 脱模剂的组成为聚乙烯蜡 50, 聚乙二醇 50 ; 0052 防老剂的组成为 : 钛白粉 35, 防老剂 RD65。
25、 ; 0053 增强剂的组成为 : 硅藻土 65, 白炭黑 35 ; 0054 增塑剂的组成为 : 石蜡油 65, 增塑剂 DEHP35 ; 0055 偶联剂的组成为 : 硅烷偶联剂 6935, 钛酸酯偶联剂 KR-TTS65 ; 说 明 书 CN 104086903 A 7 5/7 页 8 0056 硫磺以及促进剂的组成为 : 硫磺 60, 促进剂 M15, 促进剂 BZ15, 促进剂 NA-2210 ; 0057 活性剂的组成为 : 氧化锌 35, 氧化镁 30, 硬脂酸 35。 0058 上述实施例的制备方法包括以下步骤 : 0059 (1) 在密炼机中按配方加入三元乙丙胶, 温度为 4。
26、0 70, 密炼 30 60s 后提上 顶栓 ; 0060 (2) 在密炼机中按配方加入偶联剂、 增强剂, 温度为 45 75, 密炼 50 80s 后 提上顶栓 ; 0061 (3) 在密炼机中按配方加入活性剂、 脱模剂、 分散剂、 防老剂、 增塑剂, 温度为 55 80, 密炼至 110 120后提上顶栓 ; 0062 (4) 翻胶后压上顶栓, 密炼至 125 135后排胶得到胶料 ; 0063 (5) 冷却胶料至室温, 停放 24 48H ; 0064 (6) 将冷却后的胶料的一半、 硫磺以及促进剂加入密炼机, 温度为 40 50 , 再 加入另一半胶料压上顶栓密炼至 70 80 ; 0。
27、065 (7) 翻胶后, 密炼至 80 100后提上顶栓排胶得到胶片 ; 0066 (8) 将胶片依次经挤出和模压成型后, 得到密封垫。 0067 上述实施例所制备得到的密封垫的各项性能及指标如表 2 和表 3 所示 : 0068 0069 表 2 0070 说 明 书 CN 104086903 A 8 6/7 页 9 0071 表 3 0072 由表 2 和表 3 可知, 本发明制得的密封垫的各项性能均比现有技术好。 0073 经中国科学院理化技术研究所抗菌材料检测中心检测 ; 0074 1、 抗菌检测 0075 检测依据 : GB21551.2-2010家用和类似用途电器的抗菌、 除菌、 。
28、净化功能 0076 检测用菌 : 大肠杆菌 (Escherichia coli)ATCC25922 0077 金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus)ATCC6539p 0078 表 4 : 抗菌检测结果 : 0079 0080 2、 防霉性能检测 0081 检测依据 : GB21551.2-2010家电和类似用途电器的抗菌、 除菌、 净化功能 0082 表 5 : 检测用菌 : 0083 序号 名称菌号 1黑曲霉AS3.4463 等同 ATCC6275 2土曲霉AS3.3935 3球毛壳AS3.4254 4绳状青霉AS3.3875 5出芽短梗霉AS3.3984 6宛氏拟。
29、青霉AS3.4253 0084 表 6 : 防霉性能检测结果 : 0085 样品名称长霉等级长霉面积备注 阴性控制 (7 天 ) 4 级100长满 送检样 (28 天 )0 级0 0086 上海出入境检验检疫局机电产品检测技术中心对本产品有害物质进行检测 说 明 书 CN 104086903 A 9 7/7 页 10 0087 表 7 : 有害物质测试结果 ( 单位 : mg/kg) 0088 0089 0090 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效, 而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下, 对上述实施例进行修饰或改变。因 此, 举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变, 仍应由本发明的权利要求所涵盖。 说 明 书 CN 104086903 A 10 。