本發(fā)明涉及橡膠密封件領域，尤其涉及一種高硬度耐磨橡膠密封件及其制備方法。

背景技術：

橡膠具有良好的綜合性能，與金屬粘結性、力學性能、疲勞性能、耐老化、生熱低等性能都較高，橡膠密封件被應用于各行各業(yè)中，如果密封件質量低劣，輕則帶來損失和麻煩，重則會造成惡性事故，尤其是在工作壓力高的環(huán)境下，密封圈所承受的負荷較大，在設備運行過程中經常碰到密封件損壞情況，有的密封件只能使用1-2個月，甚至更短的時間，就需要更換，給企業(yè)的連續(xù)生產帶來的麻煩，人們對橡膠密封圈的質量要求也不斷的提高。

現(xiàn)有技術中的橡膠密封件的硬度和耐磨性能無法滿足實際使用時的需求，因此亟需設計一種高硬度耐磨橡膠密封件來解決現(xiàn)有技術中的問題。

技術實現(xiàn)要素：

為解決背景技術中存在的技術問題，本發(fā)明提出一種高硬度耐磨橡膠密封件及其制備方法，制備得到的橡膠密封件具有優(yōu)異的韌性，硬度和耐磨性能。

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨橡膠密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡膠60-120份、三元乙丙橡膠15-35份、氫化丁晴橡膠5-15份、氯磺化聚乙烯橡膠4-8份、聚氟乙稀樹脂2-5份、聚乙烯2-8份、納米二氧化硅1-6份、碳化硅2-8份、氧化鋅1-4份、氧化鎂2-5份、尼龍1-5份、乙二醇2-6份、石墨粉3-6份、硅烷偶聯(lián)劑KH-560 2-5份、聚碳酸酯1-5份、醋酸丁酯2-5份、硬脂酸鋅3-8份、氯化石蠟1-5份、聚乙二醇2-5份、助劑2-7份、分散劑1-3份、增塑劑2-5份。

優(yōu)選地，改性硅橡膠按如下工藝進行制備：將硅橡膠和聚甲基三乙氧基硅烷混合，接著加入二月桂酸二丁基錫，升溫至70-90℃，接著滴加蒸餾水，在90-100℃下反應6-7h，得到淡黃色半透明黏稠物；將淡黃色半透明黏稠物與固化劑混合，攪拌均勻注入模具，在80-200℃下加熱1-3h得到改性硅橡膠。

優(yōu)選地，改性硅橡膠的制備工藝中，硅橡膠、聚甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基錫和固化劑的重量比為2-5：1-3：2-4：1.5-3.5。

優(yōu)選地，助劑的原料按重量份包括：活性硅酸鈣10-50份、硬脂酸鈣3-6份、納米白炭黑2-8份、煅燒高嶺土1-6份、氫氧化鎂3-9份、木質纖維粉1-6份、空心玻璃微珠2-7份、黃麻纖維1-3份、甲基丙烯酸酯4-9份、硅烷偶聯(lián)劑KH570 2-5份、潤滑劑3-8份。

優(yōu)選地，助劑按如下工藝進行制備：將活性硅酸鈣和硬脂酸鈣混合均勻，在50-60℃溫度下密封低速攪拌10-25min，然后與納米白炭黑、煅燒高嶺土、木質纖維粉、空心玻璃微珠和黃麻纖維混合均勻，45-55℃密封低速攪拌5-10min，再加入氫氧化鎂、甲基丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑KH570和潤滑劑，升溫至135-140℃，低速攪拌10-20min，出料，冷卻至室溫得到助劑。

優(yōu)選地，其原料按重量份包括：改性硅橡膠65-115份、三元乙丙橡膠18-32份、氫化丁晴橡膠8-12份、氯磺化聚乙烯橡膠5-7份、聚氟乙稀樹脂3-4份、聚乙烯3-7份、納米二氧化硅2-5份、碳化硅3-7份、氧化鋅2-3份、氧化鎂3-4份、尼龍2-4份、乙二醇3-5份、石墨粉4-5份、硅烷偶聯(lián)劑KH-560 3-4份、聚碳酸酯2-4份、醋酸丁酯3-4份、硬脂酸鋅4-7份、氯化石蠟2-4份、聚乙二醇3-4份、助劑3-6份、分散劑1.5-2.5份、增塑劑2.5-4.5份。

優(yōu)選地，其原料按重量份包括：改性硅橡膠90份、三元乙丙橡膠25份、氫化丁晴橡膠10份、氯磺化聚乙烯橡膠6份、聚氟乙稀樹脂3.5份、聚乙烯5份、納米二氧化硅3.5份、碳化硅5份、氧化鋅2.5份、氧化鎂3.5份、尼龍3份、乙二醇4份、石墨粉4.5份、硅烷偶聯(lián)劑KH-560 3.5份、聚碳酸酯2份、醋酸丁酯3.5份、硬脂酸鋅5.5份、氯化石蠟3份、聚乙二醇3.5份、助劑4.5份、分散劑2份、增塑劑3.5份。

本發(fā)明的一種高硬度耐磨橡膠密封件的制備方法，包括如下步驟：

S1、將開煉機升溫至165-170℃，然后將改性硅橡膠、三元乙丙橡膠、氫化丁晴橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、聚氟乙稀樹脂和聚乙烯共混，然后添加納米二氧化硅、碳化硅、氧化鋅、氧化鎂、尼龍、乙二醇、石墨粉、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸鋅、氯化石蠟、聚乙二醇、助劑、分散劑和增塑劑，經過包輥，吃粉，翻煉，冷卻至室溫得到物料a；

S2、將物料a停放22-26h后進行硫化處理，硫化處理的溫度為175-185℃，硫化處理的時間為4-6min，硫化處理的壓力為8-12Mpa，冷卻至室溫得到高韌性防腐橡膠密封件。

本發(fā)明的一種高硬度耐磨橡膠密封件，其原料包括改性硅橡膠、三元乙丙橡膠、氫化丁晴橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、聚氟乙稀樹脂、聚乙烯、納米二氧化硅、碳化硅、氧化鋅、氧化鎂、尼龍、乙二醇、石墨粉、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸鋅、氯化石蠟、聚乙二醇、助劑、分散劑和增塑劑。其中以改性硅橡膠、三元乙丙橡膠、氫化丁晴橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠和聚氟乙稀樹脂和聚乙烯作為基料，以納米二氧化硅、碳化硅、氧化鋅、氧化鎂、尼龍和石墨粉作為填料，以乙二醇、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸鋅、氯化石蠟、聚乙二醇、助劑、分散劑和增塑劑作為輔助添加劑，在基料、填料和輔助添加劑的相互配合下，制備得到的橡膠密封件具有優(yōu)異的綜合性能，硬度高，耐磨性好。其中在基料中添加的改性硅橡膠以硅橡膠、聚甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基錫和固化劑為原料，利用聚甲基三乙氧基硅烷和二月桂酸二丁基錫，并在固化劑的作用下進行改性，制備得到的改性硅橡膠運用本發(fā)明橡膠密封件基料中，有效提高了本發(fā)明橡膠密封件的硬度和耐磨性能。輔助添加劑中添加的助劑以活性硅酸鈣、硬脂酸鈣、納米白炭黑、煅燒高嶺土、氫氧化鎂、木質纖維粉、空心玻璃微珠、黃麻纖維、甲基丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑KH570和潤滑劑為原料，在硅烷偶聯(lián)劑KH570作用下進行改接改性，制備得到助劑具有優(yōu)異的硬度和耐磨性能，運用到本發(fā)明的橡膠密封件的制備中，有效提高了本發(fā)明橡膠密封件的硬度和耐磨性能。本發(fā)明的制備方法簡單。制備得到的高硬度耐磨橡膠密封件具有優(yōu)異的韌性，硬度和耐磨性能。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明做出詳細說明，應當了解，實施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對本發(fā)明進行限定，任何在本發(fā)明基礎上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護范圍內。

具體實施方式中，改性硅橡膠的重量份可以為60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份、100份、105份、110份、115份、120份；三元乙丙橡膠的重量份可以為15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份；氫化丁晴橡膠的重量份可以為5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；氯磺化聚乙烯橡膠的重量份可以為4份、5份、6份、7份、8份；聚氟乙稀樹脂的重量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；聚乙烯的重量份可以為2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；納米二氧化硅的重量份可以為1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；碳化硅的重量份可以為2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；氧化鋅的重量份可以為1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；氧化鎂的重量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；尼龍的重量份可以為1份、2份、3份、4份、5份；乙二醇的重量份可以為2份、3份、4份、5份、6份；石墨粉的重量份可以為3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；硅烷偶聯(lián)劑KH-560的重量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；聚碳酸酯的重量份可以為1份、2份、3份、4份、5份；醋酸丁酯的重量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；硬脂酸鋅的重量份可以為3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；氯化石蠟的重量份可以為1份、2份、3份、4份、5份；聚乙二醇的重量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；助劑的重量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份；分散劑的重量份可以為1份、1.5份、2份、2.5份、3份；增塑劑的重量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份。

實施例1

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨橡膠密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡膠90份、三元乙丙橡膠25份、氫化丁晴橡膠10份、氯磺化聚乙烯橡膠6份、聚氟乙稀樹脂3.5份、聚乙烯5份、納米二氧化硅3.5份、碳化硅5份、氧化鋅2.5份、氧化鎂3.5份、尼龍3份、乙二醇4份、石墨粉4.5份、硅烷偶聯(lián)劑KH-560 3.5份、聚碳酸酯2份、醋酸丁酯3.5份、硬脂酸鋅5.5份、氯化石蠟3份、聚乙二醇3.5份、助劑4.5份、分散劑2份、增塑劑3.5份。

改性硅橡膠按如下工藝進行制備：按重量份將3.5份硅橡膠和2份聚甲基三乙氧基硅烷混合，接著加入3份二月桂酸二丁基錫，升溫至80℃，接著滴加蒸餾水，在95℃下反應6.5h，得到淡黃色半透明黏稠物；將淡黃色半透明黏稠物與2.5份固化劑混合，攪拌均勻注入模具，在140℃下加熱2h得到改性硅橡膠。

助劑按如下工藝進行制備：按重量份將30份活性硅酸鈣和4.5份硬脂酸鈣混合均勻，在55℃溫度下密封低速攪拌17.5min，然后與5份納米白炭黑、3.5份煅燒高嶺土、3.5份木質纖維粉、4.5份空心玻璃微珠和2份黃麻纖維混合均勻，50℃密封低速攪拌7.5min，再加入6份氫氧化鎂、6.5份甲基丙烯酸酯、3.5份硅烷偶聯(lián)劑KH570和5.5份潤滑劑，升溫至137.5℃，低速攪拌15min，出料，冷卻至室溫得到助劑。

本發(fā)明的一種高硬度耐磨橡膠密封件的制備方法，包括如下步驟：

S1、將開煉機升溫至167.5℃，然后將改性硅橡膠、三元乙丙橡膠、氫化丁晴橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、聚氟乙稀樹脂和聚乙烯共混，然后添加納米二氧化硅、碳化硅、氧化鋅、氧化鎂、尼龍、乙二醇、石墨粉、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸鋅、氯化石蠟、聚乙二醇、助劑、分散劑和增塑劑，經過包輥，吃粉，翻煉，冷卻至室溫得到物料a；

S2、將物料a停放24h后進行硫化處理，硫化處理的溫度為180℃，硫化處理的時間為5min，硫化處理的壓力為10Mpa，冷卻至室溫得到高韌性防腐橡膠密封件。

實施例2

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨橡膠密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡膠60份、三元乙丙橡膠35份、氫化丁晴橡膠5份、氯磺化聚乙烯橡膠8份、聚氟乙稀樹脂2份、聚乙烯8份、納米二氧化硅1份、碳化硅8份、氧化鋅1份、氧化鎂5份、尼龍1份、乙二醇6份、石墨粉3份、硅烷偶聯(lián)劑KH-560 5份、聚碳酸酯1份、醋酸丁酯5份、硬脂酸鋅3份、氯化石蠟5份、聚乙二醇2份、助劑7份、分散劑1份、增塑劑5份。

改性硅橡膠按如下工藝進行制備：按重量份將2份硅橡膠和3份聚甲基三乙氧基硅烷混合，接著加入2份二月桂酸二丁基錫，升溫至90℃，接著滴加蒸餾水，在90℃下反應7h，得到淡黃色半透明黏稠物；將淡黃色半透明黏稠物與1.5份固化劑混合，攪拌均勻注入模具，在200℃下加熱1h得到改性硅橡膠。

助劑按如下工藝進行制備：按重量份將10份活性硅酸鈣和6份硬脂酸鈣混合均勻，在50℃溫度下密封低速攪拌25min，然后與2份納米白炭黑、6份煅燒高嶺土、1份木質纖維粉、7份空心玻璃微珠和1份黃麻纖維混合均勻，55℃密封低速攪拌5min，再加入9份氫氧化鎂、4份甲基丙烯酸酯、5份硅烷偶聯(lián)劑KH570和3份潤滑劑，升溫至140℃，低速攪拌10min，出料，冷卻至室溫得到助劑。

本發(fā)明的一種高硬度耐磨橡膠密封件的制備方法，包括如下步驟：

S1、將開煉機升溫至165℃，然后將改性硅橡膠、三元乙丙橡膠、氫化丁晴橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、聚氟乙稀樹脂和聚乙烯共混，然后添加納米二氧化硅、碳化硅、氧化鋅、氧化鎂、尼龍、乙二醇、石墨粉、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸鋅、氯化石蠟、聚乙二醇、助劑、分散劑和增塑劑，經過包輥，吃粉，翻煉，冷卻至室溫得到物料a；

S2、將物料a停放26h后進行硫化處理，硫化處理的溫度為175℃，硫化處理的時間為6min，硫化處理的壓力為8Mpa，冷卻至室溫得到高韌性防腐橡膠密封件。

實施例3

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨橡膠密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡膠120份、三元乙丙橡膠15份、氫化丁晴橡膠15份、氯磺化聚乙烯橡膠4份、聚氟乙稀樹脂5份、聚乙烯2份、納米二氧化硅6份、碳化硅2份、氧化鋅4份、氧化鎂2份、尼龍5份、乙二醇2份、石墨粉6份、硅烷偶聯(lián)劑KH-5602份、聚碳酸酯5份、醋酸丁酯2份、硬脂酸鋅8份、氯化石蠟1份、聚乙二醇5份、助劑2份、分散劑3份、增塑劑2份。

改性硅橡膠按如下工藝進行制備：按重量份將5份硅橡膠和1份聚甲基三乙氧基硅烷混合，接著加入4份二月桂酸二丁基錫，升溫至70℃，接著滴加蒸餾水，在100℃下反應6h，得到淡黃色半透明黏稠物；將淡黃色半透明黏稠物與3.5份固化劑混合，攪拌均勻注入模具，在80℃下加熱3h得到改性硅橡膠。

助劑按如下工藝進行制備：按重量份將50份活性硅酸鈣和3份硬脂酸鈣混合均勻，在60℃溫度下密封低速攪拌10min，然后與8份納米白炭黑、1份煅燒高嶺土、6份木質纖維粉、2份空心玻璃微珠和3份黃麻纖維混合均勻，45℃密封低速攪拌10min，再加入3份氫氧化鎂、9份甲基丙烯酸酯、2份硅烷偶聯(lián)劑KH570和8份潤滑劑，升溫至135℃，低速攪拌20min，出料，冷卻至室溫得到助劑。

本發(fā)明的一種高硬度耐磨橡膠密封件的制備方法，包括如下步驟：

S1、將開煉機升溫至170℃，然后將改性硅橡膠、三元乙丙橡膠、氫化丁晴橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、聚氟乙稀樹脂和聚乙烯共混，然后添加納米二氧化硅、碳化硅、氧化鋅、氧化鎂、尼龍、乙二醇、石墨粉、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸鋅、氯化石蠟、聚乙二醇、助劑、分散劑和增塑劑，經過包輥，吃粉，翻煉，冷卻至室溫得到物料a；

S2、將物料a停放22h后進行硫化處理，硫化處理的溫度為185℃，硫化處理的時間為4min，硫化處理的壓力為12Mpa，冷卻至室溫得到高韌性防腐橡膠密封件。

實施例4

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨橡膠密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡膠65份、三元乙丙橡膠32份、氫化丁晴橡膠8份、氯磺化聚乙烯橡膠7份、聚氟乙稀樹脂3份、聚乙烯7份、納米二氧化硅2份、碳化硅7份、氧化鋅2份、氧化鎂4份、尼龍2份、乙二醇5份、石墨粉4份、硅烷偶聯(lián)劑KH-560 4份、聚碳酸酯2份、醋酸丁酯4份、硬脂酸鋅4份、氯化石蠟4份、聚乙二醇3份、助劑6份、分散劑1.5份、增塑劑4.5份。

改性硅橡膠按如下工藝進行制備：按重量份將3.2份硅橡膠和2.2份聚甲基三乙氧基硅烷混合，接著加入2.8份二月桂酸二丁基錫，升溫至84℃，接著滴加蒸餾水，在93℃下反應6.6h，得到淡黃色半透明黏稠物；將淡黃色半透明黏稠物與1.8份固化劑混合，攪拌均勻注入模具，在195℃下加熱1.5h得到改性硅橡膠。

助劑按如下工藝進行制備：按重量份將15份活性硅酸鈣和5份硬脂酸鈣混合均勻，在52℃溫度下密封低速攪拌20min，然后與3份納米白炭黑、5份煅燒高嶺土、2份木質纖維粉、6份空心玻璃微珠和1.5份黃麻纖維混合均勻，52℃密封低速攪拌6min，再加入8份氫氧化鎂、5份甲基丙烯酸酯、4份硅烷偶聯(lián)劑KH570和4份潤滑劑，升溫至139℃，低速攪拌12min，出料，冷卻至室溫得到助劑。

本發(fā)明的一種高硬度耐磨橡膠密封件的制備方法，包括如下步驟：

S1、將開煉機升溫至166℃，然后將改性硅橡膠、三元乙丙橡膠、氫化丁晴橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、聚氟乙稀樹脂和聚乙烯共混，然后添加納米二氧化硅、碳化硅、氧化鋅、氧化鎂、尼龍、乙二醇、石墨粉、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸鋅、氯化石蠟、聚乙二醇、助劑、分散劑和增塑劑，經過包輥，吃粉，翻煉，冷卻至室溫得到物料a；

S2、將物料a停放25h后進行硫化處理，硫化處理的溫度為178℃，硫化處理的時間為5.5min，硫化處理的壓力為9Mpa，冷卻至室溫得到高韌性防腐橡膠密封件。

實施例5

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨橡膠密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡膠115份、三元乙丙橡膠18份、氫化丁晴橡膠12份、氯磺化聚乙烯橡膠5份、聚氟乙稀樹脂4份、聚乙烯3份、納米二氧化硅5份、碳化硅3份、氧化鋅3份、氧化鎂3份、尼龍4份、乙二醇3份、石墨粉5份、硅烷偶聯(lián)劑KH-5603份、聚碳酸酯4份、醋酸丁酯3份、硬脂酸鋅7份、氯化石蠟2份、聚乙二醇4份、助劑3份、分散劑2.5份、增塑劑2.5份。

改性硅橡膠按如下工藝進行制備：按重量份將3.8份硅橡膠和1.8份聚甲基三乙氧基硅烷混合，接著加入3.2份二月桂酸二丁基錫，升溫至76℃，接著滴加蒸餾水，在97℃下反應6.4h，得到淡黃色半透明黏稠物；將淡黃色半透明黏稠物與3.2份固化劑混合，攪拌均勻注入模具，在85℃下加熱2.5h得到改性硅橡膠。

助劑按如下工藝進行制備：按重量份將45份活性硅酸鈣和4份硬脂酸鈣混合均勻，在58℃溫度下密封低速攪拌15min，然后與7份納米白炭黑、2份煅燒高嶺土、5份木質纖維粉、3份空心玻璃微珠和2.5份黃麻纖維混合均勻，48℃密封低速攪拌9min，再加入4份氫氧化鎂、8份甲基丙烯酸酯、3份硅烷偶聯(lián)劑KH570和7份潤滑劑，升溫至136℃，低速攪拌18min，出料，冷卻至室溫得到助劑。

本發(fā)明的一種高硬度耐磨橡膠密封件的制備方法，包括如下步驟：

S1、將開煉機升溫至169℃，然后將改性硅橡膠、三元乙丙橡膠、氫化丁晴橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、聚氟乙稀樹脂和聚乙烯共混，然后添加納米二氧化硅、碳化硅、氧化鋅、氧化鎂、尼龍、乙二醇、石墨粉、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸鋅、氯化石蠟、聚乙二醇、助劑、分散劑和增塑劑，經過包輥，吃粉，翻煉，冷卻至室溫得到物料a；

S2、將物料a停放23-25h后進行硫化處理，硫化處理的溫度為178℃，硫化處理的時間為5.5min，硫化處理的壓力為9Mpa，冷卻至室溫得到高韌性防腐橡膠密封件。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。