專利名稱：：用于制作復合水封的材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種水利閘門用橡膠密封件，具體說是一種復合水封的制備材料及制備方法。
背景技術(shù)：
：新型低摩復合水封產(chǎn)品廣泛應用于大中型水利、水電、船舶、港口、化工、石油、冶金、機械和市政工程建設(shè)的各類閘門的止水裝置，特別適用于大孔徑、高水頭深孔的平面閘門和弧形閘門的止水裝置等?，F(xiàn)有的水封主要是純橡膠水封和聚四氟乙烯復合水封。純橡膠水封由于橡膠物質(zhì)自身性質(zhì)的種種原因，雖然在其應用方面具有良好的密封性能，便于運輸，操作也較方便，但它的磨擦系數(shù)高，易磨損。影響工程質(zhì)量及使用壽命也很短，特別是經(jīng)常開啟的閘門極易損壞，需經(jīng)常更換，所以全國每年造成的浪費非常驚人。在八十年代末期，為解決磨擦系數(shù)高及磨損率大的問題，人們采用膠粘或是熱合技術(shù)在橡膠水封的表面粘上一層四氟乙烯帶，用以減小摩擦系數(shù)，雖然老的技術(shù)問題得到了解決，但又帶來新的問題-1、由于橡膠與四氟乙烯帶兩者特性有根本的區(qū)別，采用膠粘或者熱合的方法使四氟乙烯帶能粘合在橡膠的表面，但從力學角度來看,它們的力學相容性不是很好,在靜置狀態(tài)下問題不大,在動態(tài)狀態(tài)下(例如產(chǎn)品的搬移)特別是在彎曲狀態(tài)下很容易引起四氟乙烯層與橡膠之間的開裂，且生產(chǎn)工藝也較為繁瑣。2、四氟乙烯帶成品由于長度的限定，對于超長水封的加工還是要采用膠粘的方法進行結(jié)頭的處理，另外水封由于應用的場所不同，它的造型(外形)也不同，四氟乙烯帶的粘合只能在一個面上進行粘合，其水封的角拐及弧形還需裁剪相應尺寸的四氟乙烯帶膠合拼接。目前，雖然對于水封產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進行了改進,在一定范圍內(nèi)可以說是無節(jié)型，但實質(zhì)上還是有節(jié)的。3、采用四氟乙烯帶與橡膠膠合而成的水封不管其有無節(jié)，由于1的原因，該產(chǎn)品不能任意彎曲，所以在運輸過程中給產(chǎn)品的包裝帶來了嚴格的要求,相應增加了成本，安裝也極不方便。綜上原因急需一種新型水封來替代原有水封，用以滿足不同水利、水電施工單位的需求，在此背景下，新型低摩復合水封項目的試制工作被公司提上了議事R程。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決用現(xiàn)有的工藝生產(chǎn)橡塑復合水封存在的工序復雜、產(chǎn)品的產(chǎn)量、正品率不高、成本高及包裝運輸極為不易等問題，提供一種能任意彎曲的無節(jié)型塑膠復合水封材料及其制備方法?；挠梢韵略霞爸亓糠菖渲贫伤苣z片由以下原料及重量份配制而成本發(fā)明由基材和塑膠片復合而成，其中基材由以下原料及重量份配制成l"煙片膠100份、硫磺22.3份、Z—硫醇基苯并噻唑0.40.5份、二硫代二苯并噻唑0.50.6份，炭黑2830份，陶土45份，輕質(zhì)碳酸鈣67份，N—苯基一a—萘胺1.01.1份，N—苯基一P—萘胺1.11.2份，氧化鋅4.55份，硬脂酸1.52份、石蠟0.81.0份和松焦油7.58.0份；塑膠片由以下原料及重量份配制成l"煙片膠6570份、高苯乙烯橡膠2023份、氯醋樹脂1012份、炭黑1820份、白炭黑45份、硫磺0.40.5份、TMTD二硫代四甲基秋蘭姆1.72份、CZN—環(huán)已基一2—苯并噻唑次磺酰胺1.01.2份、DM二硫代二苯并噻唑0.30.4份、氧化鋅4.55份、硬脂酸0.81.0份、鄰苯二甲酸二丁酯4.55份、硬脂酸鋅0.30.4份、硬脂酸鋇0.30.4份、N—異丙基一N—苯基對苯二胺0.91.1份和N一苯基一a—萘胺1.31.4份。前述石蠟即。C"〉133。C，炭黑為炭黑N'，。本發(fā)明制備方法步驟如下1)基材制備取制備基材所需的原料，按一般止水橡膠混煉工藝制成半成品膠料，然后將混煉好的止水膠料經(jīng)捏煉后在擠出機上擠出成型，成型后的產(chǎn)品再存放4小時后使用；2)塑膠片制備取制備塑膠片所需的原料，按現(xiàn)有制備橡塑的通用工藝制成塑膠片；3)將步驟1)制備的基材放入硫化機模腔,上覆步驟2)制備的塑膠片合模進行模壓生產(chǎn)。合模生產(chǎn)時應反復上下合模4-5次，合模時的溫度控制在138。C到154'C,合模生產(chǎn)時的硫化時間為3060tnin。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下明顯優(yōu)點-1、摩擦系數(shù)低，對一般閘門為0.050.08，對不銹鋼為0.040.06，且摩擦系數(shù)穩(wěn)定。42、抗磨損性強，在1Mpa載荷下與不銹鋼對磨，行程3000米，干磨損厚度為0.llmm，濕磨損厚度為0.25mm。3、產(chǎn)品能任意彎曲，解決了聚四氟乙烯復合水封須用木箱包裝的費用，運輸費也大大減少，大約是前者的1030%，在小批量運輸中更見效益。4、剝離強度高，在室溫、低溫及高溫下橡塑層與橡膠的剝離強度均大于18kN/m，且二年不減弱。由于二者相熔性極好，不需專用粘合劑，就使兩者融為一體，在惡劣環(huán)境中更顯優(yōu)異性。5、生產(chǎn)工藝簡潔，產(chǎn)品相對于聚四氟乙烯水封的正品率高，成本更低，經(jīng)濟性更好。具體實施例方式下面結(jié)合實施例詳述本發(fā)明，具體實施例中用于制備基材和塑膠片的各原料的重量份數(shù)和重量百分比關(guān)系見表一、表二。1、基材制備第一歩按表一配方稱重原料；第二步將1#煙片膠投入煉膠機內(nèi)進行二段塑煉，然后分別按順序投入Z一硫醇基苯并噻唑、二硫代二苯并噻唑、N—苯基一a—萘胺、N—苯基一0一萘胺、氧化鋅、硬脂酸、石蠟，投畢再將炭黑、陶土、輕質(zhì)碳酸鈣的二分之一投入；第三步在完成上述工藝時將松焦油的二分之一和余下的炭黑、陶土、輕質(zhì)碳酸鈣的二分之一料投入，然后再將余下松焦油的二分之一投入進行充分混煉。第四歩投入硫磺，在兩邊切割四次(分別搗膠)，然后經(jīng)薄通三次擠出成型(按產(chǎn)品規(guī)格所需尺寸而定)，成型后的產(chǎn)品需經(jīng)存放4小時后使用。2、塑膠片制備第一步按表二配方稱重原料第二歩將高苯乙烯橡膠和氯醋樹脂投進高溫煉膠機內(nèi)進行摻合薄通，機內(nèi)溫度控制在160180。C，蒸汽壓力控制在0.4MPa。第三步將l"煙片膠投入機內(nèi)進行混合，在機內(nèi)余溫達5070。C時，分別將TMTD二硫代四甲基秋蘭姆、CZN—環(huán)已基一2—苯并噻唑次磺酰胺、DM二硫代二苯并噻唑、氧化鋅、硬脂酸和硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、N—異丙基—N—苯基對苯二胺、N—苯基一a—萘胺按序投入機內(nèi)混煉均勻，然后再按序?qū)⑻亢?、白炭黑、鄰苯二甲酸二丁酯各自二分之一量投入機內(nèi)混煉十五分鐘再將余下的炭黑、白炭黑、鄰苯二甲酸二丁酯二分之一量投入機內(nèi)混煉八分鐘后排料；第四歩將硫磺投入分二邊切割四次(分別搗膠)，薄通三次出片(出片厚度為2.22.5誦)待用。3.模壓第一步將裁切好的塑膠片放入硫化機的模腔并擺正，塑膠片厚度為2.22.5mm長度按基材長度，寬度為7075mm.第二歩將預成型后的橡膠基材輕放在模腔內(nèi)，P型頭正放在塑膠片上。第三歩加壓58Mpa，隨后放壓(以模具分丌為宜)第四歩再加壓至1012Mpa，隨后放壓(以模具分開為宜)第五步再加壓至20Mpa，連續(xù)放壓三次(上下模不須分開，壓力表至0為宜)，硫化42—62min在模壓工序中，實施例1、2、3、4中硫化機溫度分別控制在140土2。C、144士2。C、148士2。C和152±2°C，硫化時間分別控制在6062min、5560min、5256min禾卩4250min。4.起模第一歩卸壓后，將產(chǎn)品小心取出，清除廢邊，并拆除一端堵頭成開放形。第二步打毛接頭，再用銼刀銼成不光滑端面并清潔干凈。第三歩涂刷特制節(jié)頭膠漿，放入模腔約4550Cm處。5.連續(xù)第一步在接頭處生膠端取塑膠片一條長810ram，寬7075mm，厚2.22.5mm，襯在基材與塑膠片中間。第二歩重復模壓工序第三步和第四步步驟，即可制成任意長塑膠復合水封產(chǎn)品。表三、表四是本發(fā)明的性能實測對比數(shù)據(jù)，其中表三列出了國家HG/3096-2001《水閘橡膠密封件》性能指標和采用本發(fā)明制作的能任意彎曲的新型無節(jié)型復合水封性能實測對比數(shù)據(jù)，表四是本發(fā)明制備的能任意彎曲的新型無節(jié)型塑膠復合水封與聚四氟乙烯復合水封在應用方面的成本及工藝產(chǎn)品成品率的對比數(shù)據(jù)。表一:基材配方<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表四<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1、一種用于制作復合水封的材料，由基材和塑膠片復合制成，其特征在于基材由以下原料及重量份配制而成1#煙片膠100份、硫磺2～2.3份、Z—硫醇基苯并噻唑0.4～0.5份、二硫代二苯并噻唑0.5～0.6份，炭黑28～30份，陶土4～5份，輕質(zhì)碳酸鈣6～7份，N—苯基—α—萘胺1.0～1.1份，N—苯基—β—萘胺1.1～1.2份，氧化鋅4.5～5份，硬脂酸1.5～2份、石蠟0.8～1.0份和松焦油7.5～8.0份；塑膠片由以下原料及重量份配制而成1#煙片膠65～70份、高苯乙烯橡膠20～23份、氯醋樹脂10～12份、炭黑18～20份、白炭黑4～5份、硫磺0.4～0.5份、TMTD二硫代四甲基秋蘭姆1.7～2份、CZN—環(huán)已基—2—苯并噻唑次磺酰胺1.0～1.2份、DM二硫代二苯并噻唑0.3～0.4份、氧化鋅4.5～5份、硬脂酸0.8～1.0份、鄰苯二甲酸二丁酯4.5～5份、硬脂酸鋅0.3～0.4份、硬脂酸鋇0.3～0.4份、N—異丙基—N—苯基對苯二胺0.9～1.1份和N—苯基—α—萘胺1.3～1.4份。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作復合水封的材料，其特征在于石蠟mp'C〃>133°C,炭黑為炭黑N330。3、權(quán)利要求1或2所述用于制作復合水封的材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)基材制備取制備基材所需的原料，按一般止水橡膠混煉工藝制成半成品膠料，然后將混煉好的止水膠料經(jīng)捏煉后在擠出機上擠出成型，成型后的產(chǎn)品再存放4小時后使用；2)塑膠片制備取制備塑膠片所需的原料，按現(xiàn)有制備橡塑的通用工藝制成塑膠片；3)將步驟l)制備的基材放入硫化機的模腔，上覆步驟2)制備的塑膠片合模進行模壓生產(chǎn)。4、根據(jù)權(quán)利要求3所用于制作復合水封的材料的制備方法，其特征在于步驟3)所述合模的次數(shù)為4-5次。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述用于制作復合水封的材料的制備方法，其特征在于歩驟3)所述模壓的溫度控制在138"C到154°C，模壓生產(chǎn)時硫化時間為4262niin。全文摘要一種用于制作復合水封的材料及其制備方法，該材料由基材和塑膠片復合制成，基材由1^#煙片膠、硫磺、Z-硫醇基苯并噻唑、二硫代二苯并噻唑、炭黑、陶土、輕質(zhì)碳酸鈣、N-苯基-α-萘胺、N-苯基-β-萘胺、氧化鋅、硬脂酸、石蠟、松焦油制成；塑膠片由1^#煙片膠、高苯乙烯橡膠、氯醋樹脂、炭黑、白炭黑、硫磺、TMTD二硫代四甲基秋蘭姆、CZN-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、DM二硫代二苯并噻唑、氧化鋅、硬脂酸、鄰苯二甲酸二丁酯、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、N-異丙基-N-苯基對苯二胺、N-苯基-α-萘胺制成。本發(fā)明摩擦系數(shù)低，產(chǎn)品能任意彎曲，解決了水封專用包裝費用及大額的運輸費問題，生產(chǎn)工藝簡潔，所制作的水封相對于其它水封的正品率高，經(jīng)濟性更好。文檔編號B32B25/12GK101474905SQ20091002819公開日2009年7月8日申請日期2009年1月12日優(yōu)先權(quán)日2009年1月12日發(fā)明者江文養(yǎng)申請人:江文養(yǎng)