一种双层复合O型圈及其制备方法与流程

一种双层复合o型圈及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及密封圈技术领域，尤其涉及一种双层复合o型圈及其制备方法。


背景技术：

2.橡胶o型密封圈是一种在静止或运动状态下起密封作用的零件，广泛应用于不同的机械设备例如船舶、汽车、电器、仪器仪表、航空航天设备等，以及各种液体和气体介质例如油、水、气、化学介质或混合介质中。橡胶o型密封圈是一种挤压型密封，其密封依赖于弹性变形，因此要获得良好的密封性能，压缩永久变形性能是尤为重要的一项评定指标。此外，为了在不同的介质中和不同的设备中应用，要求橡胶o型密封圈具有不同的耐介质特性。其中，液压、气动、润滑系统的机械设备由于通常以油液作为工作介质，往往要求其使用的密封用橡胶o型圈具有优良的耐油性能。因此，如何制作一种既耐油，又具有优良的压缩永久变形性能的橡胶o型密封圈产品，是目前橡胶o型密封圈产品开发的重点研究领域。


技术实现要素：

3.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种双层复合o型圈及其制备方法。
4.本发明提出的一种双层复合o型圈，包括内圈和包覆在所述内圈外侧的外圈；所述内圈的材质为epdm材料，所述外圈的材质为nbr材料。
5.优选地，所述内圈的直径为1-100mm，外圈的厚度为0.5-50mm。
6.优选地，所述epdm材料的压缩永久变形为150℃
×
22小时，≤25％；所述epdm材料的耐irm903#油100℃
×
70小时，体积变化≤165％；
7.所述nbr材料的压缩永久变形150℃
×
22小时，≤60％；所述nbr材料的耐irm903#油100℃
×
70小时，体积变化≤5％。
8.在本发明中，所选用的epdm材料和nbr材料的配方中的原料，例如硫化剂、防老剂、增塑剂、着色剂、偶联剂均为本领域常用原料，无需对其种类作出限制，制得的epdm材料和nbr材料其压缩永久变形和耐irm903#油性能符合要求即可。
9.优选地，所述epdm材料由述质量份的原料制成：乙丙橡胶100份、煅烧高岭土15-35份、白炭黑15-35份、硫化剂2-3.5份、氧化锌1-5份、防老剂1-5份、石蜡油5-9份、着色剂1-2份、偶联剂1-3份。
10.优选地，所述nbr材料由述质量份的原料制成：丁腈橡胶100份、滑石粉20-40份、白炭黑20-45份、硫化剂1-4份、氧化锌2-8份、硬脂酸0.3-1.0份、防老剂1-3份、增塑剂5-10份、着色剂1-2份、偶联剂1-2.5份。
11.一种所述的双层复合o型圈的制备方法，包括下述步骤：
12.s1、将epdm材料的原料进行混炼，得到epdm混炼胶；将nbr材料的原料进行混炼，得到nbr混炼胶；将epdm混炼胶采用橡胶预成型机挤出，得到实心圆棍状长条，将nbr混炼胶采用橡胶预成型机挤出，得到空心管状长条，其中所述实心圆棍状长条的直径略小于空心管状长条的内径；
13.s2、将所述实心圆棍状长条插入空心管状长条内，得到双层条料；
14.s3、将所述双层条料弯曲成环形并使两端对齐，然后置于模具中进行热压硫化，即得。
15.优选地，s1中，epdm材料的原料的挤出温度为65-85℃，nbr材料的原料的挤出温度为60-75℃。
16.优选地，s3中，硫化温度为170-180℃，硫化时间为250-300秒，硫化压力为15-20mpa。
17.本发明的有益效果如下：
18.nbr材料具有耐油效果的优点，而epdm材料具有压缩永久变形效果好的优点，本发明采用epdm材料作为内圈材质，nbr材料作为外圈材质，制备了一种双层复合o型圈，兼具优良的耐油性能和压缩永久变形性能，其加工工艺简单，成本低，可以广泛应用于如液压、气动、润滑系统等以油液作为工作介质的机械设备中。
附图说明
19.图1为本发明双层复合o型圈的制备方法中得到的epdm材质的实心圆棍状长条和nbr材质的空心管状长条的外观示意图。
20.图2为本发明双层复合o型圈的制备方法中置于模具中进行热压硫化的外观示意图。
21.图3为本发明制得的双层复合o型圈成品的外观示意图。
22.图4为本发明制得的双层复合o型圈成品切开截面后的外观示意图。
具体实施方式
23.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
24.实施例1
25.一种双层复合o型圈，包括内圈和包覆在所述内圈外侧的外圈，内圈的材质为epdm材料，外圈的材质为nbr材料；内圈的直径为2.5mm，外圈的厚度为2mm。
26.epdm材料的压缩永久变形为150℃
×
22小时，19.5％；epdm材料的耐irm903#油100℃
×
70小时，体积变化为162.5％；
27.所述nbr材料的压缩永久变形150℃
×
22小时，57.6％；所述nbr材料的耐irm903#油100℃
×
70小时，体积变化为0.5％。
28.epdm材料包括下述质量份的原料：乙丙橡胶100份、煅烧高岭土25份、白炭黑25份、硫化剂双2.5 3份、氧化锌3份、防老剂tmq 2份、石蜡油7份、着色剂1.5份、偶联剂2份。
29.nbr材料包括下述质量份的原料：丁腈橡胶100份、滑石粉30份、白炭黑35份、硫化剂dcp 1.5份、氧化锌5份、硬脂酸0.5份、防老剂mmb 1.5份、增塑剂dos 8份、着色剂1.5份、偶联剂2份。
30.上述双层复合o型圈的制备方法包括下述步骤：
31.s1、将epdm材料的原料进行混炼，得到epdm混炼胶；将nbr材料的原料进行混炼，得到nbr混炼胶；将epdm混炼胶采用橡胶预成型机在70℃下挤出，得到实心圆棍状长条，将nbr混炼胶采用橡胶预成型机在65℃下挤出，得到空心管状长条，其中所述实心圆棍状长条的
直径略小于空心管状长条的内径；
32.s2、将所述实心圆棍状长条插入空心管状长条内，得到双层条料；
33.s3、将所述双层条料弯曲成环形并使两端对齐，然后置于模具中进行热压硫化，即得，其中硫化温度为175℃，硫化时间为270秒，硫化压力为18mpa。
34.对比例1
35.一种o型圈，材质为nbr材料；o型圈的直径为6.5mm。
36.nbr材料的压缩永久变形150℃
×
22小时，57.6％；所述nbr材料的耐irm903#油100℃
×
70小时，体积变化为0.5％。
37.nbr材料包括下述质量份的原料：丁腈橡胶100份、滑石粉30份、白炭黑35份、硫化剂dcp 1.5份、氧化锌5份、硬脂酸0.5份、防老剂mmb 1.5份、增塑剂dos 8份、着色剂1.5份、偶联剂2份。
38.上述o型圈的制备方法包括下述步骤：
39.s1、将nbr材料的原料进行混炼，得到nbr混炼胶；将nbr混炼胶采用橡胶预成型机在65℃下挤出，得到实心圆棍状长条；
40.s3、将所述实心圆棍状长条弯曲成环形并使两端对齐，然后置于模具中进行热压硫化，即得，其中硫化温度为175℃，硫化时间为270秒，硫化压力为18mpa。
41.对比例2
42.一种o型圈，材质为epdm材料；o型圈的直径为6.5mm。
43.epdm材料的压缩永久变形为150℃
×
22小时，19.5％；epdm材料的耐irm903#油100℃
×
70小时，体积变化为162.5％。
44.epdm材料包括下述质量份的原料：乙丙橡胶100份、煅烧高岭土25份、白炭黑25份、硫化剂双2.5 3份、氧化锌3份、防老剂tmq 2份、石蜡油7份、着色剂1.5份、偶联剂2份。
45.上述o型圈的制备方法包括下述步骤：
46.s1、将epdm材料的原料进行混炼，得到epdm混炼胶；将epdm混炼胶采用橡胶预成型机在70℃下挤出，得到实心圆棍状长条；
47.s2、将所述实心圆棍状长条弯曲成环形并使两端对齐，然后置于模具中进行热压硫化，即得，其中硫化温度为175℃，硫化时间为270秒，硫化压力为18mpa。
48.试验例
49.分别取实施例1和对比例1-2制得的o型圈进行性能试验，试验方法及结果如表1所示：
50.表1
[0051][0052]
通过对纯nbr、epdm以及本发明复合o型圈产品的性能测试，可以发现基础物理机械性能，硬度、拉伸强度以及拉断伸长率变化不大，均在接受范围内。压变永久变形相对纯nbr材料下降了21.5％，同时改善了epdm材料耐油效果，从纯epdm耐油体积变化+162.5％改善到+7.7％，两种性能改善均非常明显,超出预期效果。
[0053]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种双层复合o型圈，其特征在于，包括内圈和包覆在所述内圈外侧的外圈；所述内圈的材质为epdm材料，所述外圈的材质为nbr材料。2.根据权利要求1所述的双层复合o型圈，其特征在于，所述内圈的直径为1-100mm，外圈的厚度为0.5-50mm。3.根据权利要求1所述的双层复合o型圈，其特征在于，所述epdm材料的压缩永久变形为150℃
×
22小时，≤25％；所述epdm材料的耐irm903#油100℃
×
70小时，体积变化≤165％；所述nbr材料的压缩永久变形150℃
×
22小时，≤60％；所述nbr材料的耐irm903#油100℃
×
70小时，体积变化≤5％。4.根据权利要求1所述的双层复合o型圈，其特征在于，所述epdm材料由述质量份的原料制成：乙丙橡胶100份、煅烧高岭土15-35份、白炭黑15-35份、硫化剂2-3.5份、氧化锌1-5份、防老剂1-5份、石蜡油5-9份、着色剂1-2份、偶联剂1-3份。5.根据权利要求1所述的双层复合o型圈，其特征在于，所述nbr材料由述质量份的原料制成：丁腈橡胶100份、滑石粉20-40份、白炭黑20-45份、硫化剂1-4份、氧化锌2-8份、硬脂酸0.3-1.0份、防老剂1-3份、增塑剂5-10份、着色剂1-2份、偶联剂1-2.5份。6.一种如权利要求1-5任一项所述的双层复合o型圈的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：s1、将epdm材料的原料进行混炼，得到epdm混炼胶；将nbr材料的原料进行混炼，得到nbr混炼胶；将epdm混炼胶采用橡胶预成型机挤出，得到实心圆棍状长条，将nbr混炼胶采用橡胶预成型机挤出，得到空心管状长条，其中所述实心圆棍状长条的直径略小于空心管状长条的内径；s2、将所述实心圆棍状长条插入空心管状长条内，得到双层条料；s3、将所述双层条料弯曲成环形并使两端对齐，然后置于模具中进行热压硫化，即得。7.根据权利要求6所述的双层复合o型圈的制备方法，其特征在于，s1中，epdm材料的原料的挤出温度为65-85℃，nbr材料的原料的挤出温度为60-75℃。8.根据权利要求6所述的双层复合o型圈的制备方法，其特征在于，s3中，硫化温度为170-180℃，硫化时间为250-300秒，硫化压力为15-20mpa。

技术总结
本发明公开了一种双层复合O型圈，包括内圈和包覆在所述内圈外侧的外圈；所述内圈的材质为EPDM材料，所述外圈的材质为NBR材料。本发明还公开可所述双层复合O型圈的制备方法。本发明的双层复合O型圈兼具优良的耐油性能和压缩永久变形性能，可以广泛应用于如液压、气动、润滑系统等以油液作为工作介质的机械设备中。润滑系统等以油液作为工作介质的机械设备中。润滑系统等以油液作为工作介质的机械设备中。


技术研发人员：田友峰 柯玉超 秦岩 周伟 章彬 马陈
受保护的技术使用者：安徽库伯密封技术有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/8/1