本發(fā)明屬于橡膠制品技術領域，主要涉及到耐高溫、耐油耐磨氟橡膠旋轉軸唇形密封圈及其制備方法。
背景技術：
氟橡膠旋轉軸唇形密封圈以下簡稱油封，是一種用量特別多，范圍很廣的橡膠密封制品。廣泛的應用于各種機動車、工程機械、液壓氣動等旋轉軸處密封，起到密封的作用，確保不滲不漏和良好的潤滑效果。
上世紀八十年代起，我國從日本等國家引進了該項技術。國外如日本、歐盟等國在我國獨資和合資辦廠生產該密封制品，基本上解決了滲油的問題，改變了落后的狀態(tài)，但是隨著科學技術的發(fā)展，高檔次，高科技含量的汽車不斷研發(fā)成功和投入市場，以及高速公路的出現和發(fā)展，對油封的密封工況日益苛刻。尤其對于非洲地區(qū)來說，因其高溫干燥、坡陡坡長，地面凹凸不平的路況，以及對于南美地區(qū)，因其高溫高濕的氣候環(huán)境，均給旋轉軸的密封帶來較大的技術難題和挑戰(zhàn)。普通的橡膠和化工材料配比制作的氟膠油封，耐熱、耐油、耐磨較差，難以達到良好的密封效果，滿足不了要求，在此背景下采用高標準和優(yōu)良的原材料制作出具有滿足上述的工況要求，使其不滲不漏，環(huán)保節(jié)能，可靠耐久的油封，以此解決之前技術領域亟需解決的技術課題。
技術實現要素：
為了解決現有技術中的問題，本發(fā)明提出一種耐高溫、耐油、耐磨氟橡膠旋轉唇形密封圈，其是通過以下技術方案實現的，該氟橡膠旋轉唇形密封圈，包括如下重量份的原料，包括如下重量份的原料，A500氟橡膠100份，硫化助劑11-12份，操作助劑2-2.5份，補強劑31-38份，抗磨材料7-8份，硫化劑4-5份，增強結合劑0.4-0.6份。
優(yōu)選的，抗磨材料包括石墨粉4-5份，PTFE微粉3-4份。
優(yōu)選的，所述硫化劑為硫化劑CP50，所述增強結合劑為增強結合劑CP40。
優(yōu)選的，硫化助劑包括氧化鎂6-7份，氫氧化鈣5份；所述操作助劑包括棕櫚蠟1-1.2份，油胺/芥胺1-1.2份。
優(yōu)選的，所述補強劑包括：N990炭黑5-6份，硅酸鈣8-10份，超細硫酸鋇10-12份，氧化鐵紅8-10份。
此外，本發(fā)明的還提出一種氟橡膠旋轉唇形密封圈的制備方法，包括如下步驟：
(一)、稱取原料：A500氟橡膠100份，硫化助劑11-12份，操作助劑2-2.5份，補強劑31-38份，抗磨材料7-8份，硫化劑4-5份，增強結合劑0.4-0.6份；
(二)膠料制備工藝，
①密煉：將氟橡膠投入20立升的密煉機中，加壓密煉2-3分鐘后加入除硫化劑外的其他原料，加壓密煉，溫度控制在90-110℃，密煉8-10分鐘后待溫度上升至120-130℃時排出混煉膠冷卻至室溫；
②開煉：將得到的混煉膠在開煉機上下片，將膠片冷卻至50℃以下，再投入開煉機上加入硫化劑，待硫化劑混入后，打三角包3-5次，薄通5-6遍后下片，冷卻存放，得到膠料；
(三)膠坯操作工藝，
①將上述混煉好的膠料在開煉機上經預熱至55-66℃，下片并打成直徑200-280mm的膠卷；
②將膠卷投放于精密預成型機切割成條狀膠條或膠環(huán)；
(四)金屬骨架的表面處理和浸涂粘合劑工藝，
①金屬骨架經堿去油，經酸除銹后進行磷化處理；
②磷化后骨架浸涂粘合劑3290，進行預固化，再浸涂粘合劑512后進行預固化處理，取出待用；
(五)油封的硫化工藝和切唇口修膠邊工藝，
將切割的膠環(huán)或膠條和經涂粘合劑的金屬骨架放置于165-180℃的模具中，推入165-180℃的真空硫化機中加壓硫化3.5-6分鐘，開模取件后放入恒溫箱中進行二次硫化，條件為溫度200±3℃，時間22-24h，二次硫化后的硫化半成品冷卻停放8小時后，在自動切唇口機上切唇口修膠邊后經檢驗合格后裝彈簧，涂潤滑脂包裝入庫。
優(yōu)選的，抗磨材料包括石墨粉4-5份，PTFE粉3-4份。
優(yōu)選的，所述硫化劑為硫化劑CP50，所述增強結合劑為增強結合劑CP40。
優(yōu)選的，硫化助劑包括氧化鎂6-7份，氫氧化鈣5份；所述操作助劑包括棕櫚蠟1-1.2份，油胺/芥胺1-1.2份。
優(yōu)選的，所述補強劑包括：N990炭黑5-6份，硅酸鈣8-10份，超細硫酸鋇10-12份，氧化鐵紅8-10份。
本發(fā)明相對于現有技術所具有的優(yōu)點為：
1.本發(fā)明提出了一種耐高溫、耐油耐磨，并且環(huán)保節(jié)能以及可靠耐用的氟橡膠旋轉軸唇形密封圈。
2.本發(fā)明因采用美國杜邦公司2014年在國內首次上市的A500氟膠，該膠與現普遍采用的預混膠相比，在配方設計中有較大的靈活性和選擇空間，可達到優(yōu)良性能。
3.本發(fā)明因采用了大劑量的抗磨料，即AO石墨粉和F-5A PTFE微粉，具有優(yōu)良的耐磨性和節(jié)能性，制作的油封在旋轉試驗臺進行2800r/min，干磨5分鐘，無噪音，軸端溫度35℃，干磨后裝入潤滑油，進行240小時試驗，無滲漏，即主唇口無龜裂硬化，試驗后唇口磨損寬度0.3mm左右，達到不超出0.60mm的技術要求，而普通氟膠油封2800r/min，干磨5分鐘，噪音較大，軸端溫度50℃，油封唇口嚴重磨損，喪失密封作用。
4.本發(fā)明因采用了最新硫化劑CP50，該硫化劑與目前采用的硫化劑雙酚AF和BPP體系相比，工藝性和耐熱性得到明顯的提高，正品率可達97％以上。
5.為了提高油封使用壽命，提高耐磨性，本發(fā)明采用了抗磨劑和爽滑劑，然而這就使與金屬骨架的粘合性下降，為解決上述問題，我們采用國際上剛剛出現的增強結合劑CP40，使其上述的問題得到解決，確保生產正品率達到97％以上。
6.本發(fā)明的油封因具有優(yōu)良的工藝性能和物化性能，在本公司已全部采用，月生產油封10萬只以上，應用于各種機動車、工程機械、液壓氣動裝置旋轉軸處的密封，滿足了苛刻的密封工況及耐高溫、耐油、耐磨的使用要求。
7.四川紅巖汽車制造公司的重型卡車的車橋部位的旋轉軸因原氟膠油封質量差造成漏油，長期未得到解決，2014年該公司進行質量招標，參賽的有日本NOK油封公司，四川杜克高壓油封公司等五個著名企業(yè)，我公司參賽的氟膠油封即本發(fā)明的產品，規(guī)格為190x220x15和165x186x16，經過一系列檢測包括路試，榮獲第一名，成為紅巖公司的油封供應商。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1，
本實施例的旋轉軸密封圈包括如下重量份的原料：
100份A500氟橡膠，5份CF2000氫氧化鈣，6份氧化鎂，4.5份硫化劑CP50，4.5份石墨粉，3份PTFE微粉，1份棕櫚蠟，1份油胺/芥胺，5份N990炭黑，10份硅酸鈣，10份超細硫酸鋇，8份氧化鐵紅，0.5份增強結合劑CP40。
其中，所述A500氟橡膠生產企業(yè)為美國杜邦公司；所述硅酸鈣為硅酸鈣600EST，其生產企業(yè)為德國矽比克公司；CF2000氫氧化鈣的生產企業(yè)為日本利達公司；氧化鎂為日本協(xié)和150氧化鎂；石墨粉為AO石墨粉，其生產企業(yè)為日本NICHIDEN.公司；PTFE微粉為F-5A PTFE微粉，生產企業(yè)為意大利蘇威公司；增強結合劑CP40和硫化劑CP50購于上海輔銳化工公司；油胺/芥胺為復合材料，其生產企業(yè)為英國禾達公司。
實施例1密封圈的制備方法，
(一)、稱取原料：按上述重量份比例的150倍稱取原料，如100份A500氟橡膠即100*150g＝15000g，其他組分一樣。
(二)膠料制備工藝，
①密煉：將A500氟橡膠投入20立升的密煉機中，密煉起始溫度為70℃以上，加壓密煉2-3分鐘后加入除CP50外的其他原料，加壓密煉，溫度控制在100-110℃，密煉8-10分鐘后待溫度上升至130℃時排出混煉膠，冷卻至室溫；
②開煉：將得到的混煉膠在XK400開煉機上下片，下片輥距為4-5mm，膠片厚度6mm以下，將膠片冷卻至50℃以下，再投入開煉機上加入硫化劑CP50，待硫化劑CP50混入后，打三角包3-5次后將輥距調到0.5mm，輥溫65℃以下，薄通5-6遍后快速將輥距調到4-5mm下片，并用冷風快吹冷卻到室溫后存放于清潔干凈、溫度不超過25℃的場地，時間為24小時以上待用。
(三)膠坯操作工藝，
①將上述混煉好的膠料在XK400開煉機上經預熱至65℃后，將輥距調到3-4mm，下片并打成直徑250-280mm長度為700mm的膠卷，膠卷存放時間不得大于10min。
②將膠卷投放于精密預成型機中的機身部位，機身溫度控制在60-70℃，機頭溫度控制在70-75℃，邊擠出邊切割成條狀膠條或膠環(huán)，其中膠條用于外徑為130mm以上的油封，膠環(huán)用于外徑小于130mm的油封。
(四)金屬骨架的表面處理和浸涂粘合劑工藝，
①金屬骨架經堿去油，經酸除銹后進行磷化處理。具體步驟為：骨架經堿液(脫脂劑與水的比例10:90)，80-90℃處理2-3分鐘→冷水沖洗1分鐘→酸液除銹2分鐘→冷水沖洗1分鐘→磷化處理溫度65-70℃，時間5-6分鐘→熱水85℃以上處理2分鐘后經90℃以上的熱風吹干。
②磷化后骨架浸涂粘合劑3290，進行預固化，再浸涂粘合劑512后進行預固化處理，取出待用。具體步驟為：經磷化吹干的骨架放置在3290粘合劑中(3290與甲醇的配比1:5-1:6)，浸沒2遍，經150-160℃的恒溫箱中預固化10-15分鐘，再浸沒512粘合劑，(配比為512：甲醇為1:5)，經150-160℃預固化10-15分鐘取出待用。
(五)油封的硫化工藝和切唇口修膠邊工藝，
將擠出切割的膠環(huán)和經涂粘合劑的金屬骨架放置于170-180℃的模具中，推入175-180℃的真空硫化機中加壓硫化3.5-4分鐘，自動卸壓自動退出模具，自動開模取件；將一次硫化的油封放入恒溫箱中進行二次硫化，打開恒溫箱電源，待溫度升至200℃計時，硫化22-24h取出，將二次硫化后的硫化半成品冷卻停放8小時后，在自動切唇口機上切唇口修膠邊后經檢驗合格后裝彈簧，涂潤滑脂包裝入庫。
本實施例中，示出的為利用膠環(huán)制作油封的制備工藝，膠條的制作工藝與之相同，本實施例中不在贅述。
實施例2，
本實施例的旋轉軸密封圈包括如下重量份的原料：
100份A500氟橡膠，5份CF2000氫氧化鈣，7份協(xié)和150氧化鎂，5份硫化劑CP50，4份AO石墨粉，3.5份F-5A PTFE微粉，1份棕櫚蠟，1.2份油胺/芥胺，5份N990炭黑，8份硅酸鈣，9份超細硫酸鋇，9份氧化鐵紅，0.6份增強結合劑CP40。
上述原料的生產企業(yè)與實施例1一致。
實施例2密封圈的制備方法，
(一)、稱取原料：按上述重量份比例的150倍稱取原料，如100份A500氟橡膠即100*150g＝15000g，其他組分一樣。
(二)膠料制備工藝，
①密煉：將氟橡膠投入20立升的密煉機中，密煉起始溫度為70℃以上，加壓密煉2-3分鐘后加入除CP50外的其他原料，加壓密煉，溫度控制在90-100℃，密煉8-10分鐘后待溫度上升至120℃時排出混煉膠冷卻至室溫；
②開煉：將得到的混煉膠在XK400開煉機上下片，下片輥距為4-5mm，膠片厚度6mm以下，將膠片冷卻至50℃以下，再投入開煉機上加入硫化劑CP50，待硫化劑CP50混入后，打三角包3-5次后將輥距調到0.5mm，輥溫65℃以下，薄通5-6遍后快速將輥距調到4-5mm下片，并用冷風快吹冷卻到室溫后存放于清潔干凈、溫度不超過25℃的場地，時間為24小時以上待用。
(三)膠坯操作工藝，
①將上述混煉好的膠料在XK400開煉機上經預熱至65℃后，將輥距調到3-4mm，下片并打成直徑200-230mm長度為600mm的膠卷，膠卷存放時間不得大于10min。
②將膠卷投放于精密預成型機中的機身部位，機身溫度控制在70-75℃，機頭溫度控制在75-80℃，邊擠出邊切割成條狀膠條或膠環(huán)，其中膠條用于外徑為130mm以上的油封，膠環(huán)用于外徑小于130mm的油封。
(四)金屬骨架的表面處理和浸涂粘合劑工藝，
①金屬骨架經堿去油，經酸除銹后進行磷化處理。具體步驟為：骨架經堿液(脫脂劑與水的比例10:90),80-90℃處理2-3分鐘→冷水沖洗1分鐘→酸液除銹2分鐘→冷水沖洗1分鐘→磷化處理溫度65-70℃，時間5-6分鐘→熱水85℃以上處理1分鐘后經90℃以上的熱風吹干。
②磷化后骨架浸涂粘合劑3290，進行預固化，再浸涂粘合劑512后進行預固化處理，取出待用。具體步驟為：經磷化吹干的骨架放置在3290粘合劑中(3290與甲醇的配比1:5-1:6)，浸沒2遍，經150-160℃的恒溫箱中預固化10-15分鐘，再浸沒512粘合劑，(配比為512：甲醇為1:5)，經150-160℃預固化10-15分鐘取出待用。
(五)油封的硫化工藝和切唇口修膠邊工藝，
將擠出切割的膠環(huán)和經涂粘合劑的金屬骨架放置于165-170℃的模具中，推入165-170℃的真空硫化機中加壓硫化5-6分鐘，自動卸壓自動退出模具，自動開模取件；將一次硫化的油封放入恒溫箱中進行二次硫化，打開恒溫箱電源，待溫度升至200℃計時，硫化22-24h取出，將二次硫化后的硫化半成品冷卻停放8小時后，在自動切唇口機上切唇口修膠邊后經檢驗合格后裝彈簧，涂潤滑脂包裝入庫。
按照實施例1一種氟橡膠旋轉軸唇形密封圈的重量份組分和一種氟橡膠旋轉軸唇形密封圈的制備方法，制作混煉膠的性能試驗結果和油封可靠性、耐久性試驗結果。
一、本發(fā)明氟橡膠旋轉軸唇形密封圈膠料的性能測驗結果
表1氟橡膠旋轉軸唇形密封圈膠料性能試驗結果
以上所測結果達到美國ASTMD2000HK7434的指標要求，(ASTM.D2000為《機動車用橡膠材料分類系統(tǒng)》)和日本本田汽車橡膠材料標準，HESC17010的指標要求。
二、干磨可靠性試驗
密封圈規(guī)格為FB55×75×12油封，轉速2800r/min，干磨5分鐘后，加上發(fā)動機油，轉速3500r/min，油溫110℃，軸跳動0.2mm,裝備偏心0.3mm,試驗240小時，(實際為200小時，中間停機40小時)，無滲漏現象，停機后，密封圈唇口磨損寬度0.3mm以下,達到長春第一汽車廠，汽車用橡膠油封標準JF61-413的要求，即油封唇口磨損寬度不得大于0.6mm指標。
三、耐久試驗
油封規(guī)格165×186×14，試驗用油為發(fā)動機油，轉速3500r/min，軸跳動0.2mm,裝備偏心0.3mm,試驗2400小時(實際試驗2000小時，中間停機400小時)，油封未有滲漏現象，停機后卸下檢查唇口未見有硬度龜裂現象，磨損寬度為0.4mm之內。
以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明所要求保護的技術方案的精神和范圍。