本發(fā)明涉及管道密封件領(lǐng)域，特別是涉及一種用于輸送水介質(zhì)的球墨鑄鐵管道橡膠密封件。
背景技術(shù)：
國務(wù)院印發(fā)的“水十條”明確提出：“提高用水效率”、“抓好工業(yè)節(jié)水”、“加強城鎮(zhèn)節(jié)水”，“到2017年，全國公共供水管網(wǎng)漏損率控制在12％以內(nèi)；到2020年，控制在10％以內(nèi)?！蹦壳?，在給排水管道行業(yè)中，長期存在重視管道及管道配件，但是對用于管道密封的橡膠配件不夠重視的現(xiàn)象。殊不知在整個管線中，橡膠密封件起畫龍點睛的作用，雖然在一條管線中，密封件成本極小，但是一旦密封件出現(xiàn)問題，就會影響整條管線的質(zhì)量，漏水、返工等一系列問題會對整個工程造成極大的影響和經(jīng)濟損失，因此，需要盡快提高橡膠密封件質(zhì)量與壽命，防止漏水，達到“節(jié)水”和“提高用水效率”的目的。
同時，國務(wù)院推進的地下綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為100年，因此，安裝于管廊內(nèi)的各種輸水管線(包含管、管件、橡膠密封圈)的壽命都應(yīng)該能達到100年才能滿足要求，否則漏水事故會影響管廊壽命。目前，鑄鐵管及鑄鐵管件本身壽命能達到100年是行業(yè)共識，然而，用于連接鑄鐵管的橡膠密封件一般使用年限為50年左右，只有管材壽命的一半，即管道安裝后50年左右時間橡膠密封件失去密封作用，喪失使用性能，而使管道輸送介質(zhì)發(fā)生泄漏，此時整個管線便需要重新鋪設(shè)，造成極大的工程浪費，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足地下綜合管廊壽命要求的，因此，必須盡快提高橡膠密封件性能和使用壽命。
在球墨鑄鐵管的靜密封使用中，橡膠密封件受到鑄管承口和插口的壓力，以及流水的壓力，從而產(chǎn)生壓縮變形，因此，影響橡膠密封件使用壽命最關(guān)鍵的性能指標(biāo)就是壓縮永久變形。壓縮永久變形越大，其回彈性越差，橡膠密封件在受到壓縮后變形越容易，形變后橡膠密封件對承口和插口的張力越小，因此在一定壓力下容易產(chǎn)生滲漏，導(dǎo)致橡膠密封件使用壽命越短，反之，壓縮永久形變越小，橡膠密封件的壽命則越長。影響橡膠密封件壓縮永久變形的主要因素是橡膠配方設(shè)計和加工工藝。
現(xiàn)有橡膠密封件最早使用的配方是單獨采用三元乙丙橡膠作為基料，雖然在煉膠、出型等工藝上較為容易，但是為了達到要求的硬度等級，且在保證產(chǎn)品成本的前提下，需要添加填充劑，同時需要增加軟化劑用量。軟化劑用量較多，如環(huán)烷烴油等，作為低分子物質(zhì)，在壓縮變形的條件下，容易在硫化橡膠中析出，低分子物質(zhì)析出后，橡膠壓縮變形便不可恢復(fù)，導(dǎo)致在一定時間內(nèi)失去使用性能。CN102030949A采用兩種不同的三元乙丙橡膠復(fù)合制備橡膠制品，但是這兩種橡膠的門尼粘度差別大，而且加工工藝性能差，并未很好改善加工性和耐老化性，選用ENB含量配合的EPDM主膠不能夠達到極低的壓縮永久變形，雖然能夠在較高溫度下使用，但是使用壽命仍達不到預(yù)期；CN103319792A中采用EPDM和POE彈性體連用制備橡膠復(fù)合材料，也沒有改善壓縮永久變形；EP0495791B1雖然改善了硫化體系，但是選用的共混橡膠復(fù)合也未改善壓縮永久變形。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種長壽命管道橡膠密封件及其制備方法。
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提高橡膠密封件的耐老化性能和壓縮永久變形性能，從而提高橡膠密封件的壽命，本發(fā)明選用第三單體含量低的三元乙丙橡膠與第三單體含量中等的充油三元乙丙橡膠作為基料，同時加入特定量的POE改善耐老化性，并配合硫化體系的改進，使得硫化產(chǎn)品的性能得到極大的提高，有良好的機械性能、耐老化性能和極低壓縮永久變形性能，同時也改善了膠料的加工工藝性能，降低制造成本，并能產(chǎn)出較好的經(jīng)濟效益，同時使用壽命可以達到100年。
一種長壽命管道橡膠密封件，其組份以重量份計，包括以下組份：
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，所述三元乙丙橡膠中乙烯含量為50-60％，第三單體ENB的含量為0.5-2.5％，門尼粘度為40-50；
所述充油三元乙丙橡膠中乙烯含量為60-70％，第三單體ENB的含量為4-5％，門尼粘度為40-50，每百份橡膠充石蠟油75份；
所述聚烯烴彈性體的門尼粘度為50-70，熔融指數(shù)為0.5-5；
所述硫化劑為硫磺和過氧化物。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，所述活性劑為金屬氧化物和硬脂酸中的至少一種。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，所述活性劑包括4-6份金屬氧化物、1-4份硬脂酸。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，所述硫化劑包括0.3-0.6份硫磺、2-5份無味過氧化二異丙苯。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，所述次磺酰胺類促進劑為N-氧二亞乙基硫代氨基甲酰-N'-氧二亞乙基次磺酰胺。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，所述填充補強劑為炭黑和煅燒陶土。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，所述填充補強劑為40-60份炭黑和5-10份煅燒陶土。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，所述增塑劑為石蠟油和烷基酚醛樹脂。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，所述增塑劑為10-20份石蠟油和4-6份烷基酚醛樹脂。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，其組分還包括1-2份微晶蠟。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件，其中，其組分還包括0.2-0.4份防老劑。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件的制備方法，其步驟包括煉膠、返煉、硫化、二段硫化、
本發(fā)明的長壽命管道橡膠密封件的制備方法，其中，所述煉膠通過使用三元乙丙橡膠40-60份和充油三元乙丙橡膠40-60份在開煉機進行并煉，再加入聚烯烴彈性體10-20份，薄通4-6次，輥距1mm；再加入填充補強劑和增塑劑，最后加入其它組分，混煉時間10-15min，輥距3mm，開煉機溫度控制60-80℃，出片停放24小時。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件的制備方法，其中，所述返煉指將停放24小時后的混煉膠進行返煉，薄通次數(shù)4-6次，輥距1mm，開煉機溫度40-60℃，然后出片，片厚3-5mm。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件的制備方法，其中，所述硫化使用平板硫化機模壓硫化，溫度160-170℃，時間60-80min。
本發(fā)明所述的長壽命管道橡膠密封件的制備方法，其中，所述二段硫化是在硫化完成后進行二段硫化，在循環(huán)熱空氣老化箱中進行，溫度150-170℃，時間100-140min。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果在于：
(1)本發(fā)明通過優(yōu)化配方設(shè)計，改進加工工藝，造出極低壓縮永久變形的硫化橡膠制品，用于球墨鑄鐵管道之間的柔性連接，達到輸送介質(zhì)在管道內(nèi)的密封。
(2)經(jīng)過權(quán)威機構(gòu)檢測，并且經(jīng)過模擬驗證，試驗方法采用《GBT 27800-2011靜密封橡膠制品使用壽命的快速預(yù)測方法》，該橡膠密封件使用壽命可達到100年。相對于目前輸水管道密封件50年的使用壽命提高了一倍，完全減少輸水管線重復(fù)建設(shè)周期，節(jié)約成本。
(3)新發(fā)明產(chǎn)品不改變現(xiàn)有產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)，尺寸、結(jié)構(gòu)等與現(xiàn)有產(chǎn)品完全相符，與現(xiàn)有管道完美配合，與現(xiàn)有施工方法一致，不增加任何工作量。
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的長壽命管道橡膠密封件及其制備方法作進一步說明。
具體實施方式
實施例1
長壽命管道橡膠密封件，其組份以重量份計，包括以下組份：
其中，三元乙丙橡膠，乙烯含量50-60％，第三單體ENB含量0.5-2.5％，門尼粘度40-50；
充油三元乙丙橡膠，乙烯含量60-70％，第三單體ENB含量4-5％，門尼粘度40-50，每百份橡膠充石蠟油75份；
聚烯烴彈性體(即POE)的門尼粘度50-70，熔融指數(shù)0.5-5。
硫化劑為硫磺和過氧化物。
所用橡膠主要選用美國陶氏化學(xué)公司和德國朗盛化學(xué)公司的產(chǎn)品，通過在橡膠配方中增加了充油橡膠，且在充油橡膠合成過程中加入適量軟化劑，通過后續(xù)一系列反應(yīng)后，使得軟化劑在橡膠中的分散和結(jié)合度更好，相較于后加入軟化劑的情形，軟化劑不容易析出，可以提高產(chǎn)品的壓縮永久變形性能。
為了提高兩種橡膠的混煉效果，選取了門尼粘度均為40-50的三元乙丙橡膠與充油三元乙丙橡膠，從而具有良好的加工性能。同時，研究人發(fā)現(xiàn)，第三單體含量低的三元乙丙橡膠相較于第三單體含量高的三元乙丙橡膠具有更好的耐老化性能，第三單體ENB含量在0.5-2.5％間的效果最優(yōu)；而聚烯烴彈性體具有良好的韌性和彈性，分子結(jié)構(gòu)中沒有不飽和雙鍵，耐老化性能較好，分子量分布較窄，流動性良好，門尼粘度與三元乙丙橡膠相近，通過塑煉后具有與三元乙丙橡膠良好的相容性和加工性。
相對于傳統(tǒng)的三元乙丙橡膠制品，采用第三單體ENB含量在0.5-2.5％間的三元乙丙橡膠與第三單體ENB含量在4-5％間的充油三元乙丙橡膠和特定量的POE并用，可以顯著提高橡膠密封件的耐老化性能，從而延長橡膠密封件的使用壽命。
由于POE彈性體為飽和鏈段結(jié)構(gòu)，為了進一步提高橡膠的交聯(lián)程度，需要改善硫化體系，使用硫磺和過氧化物作為硫化劑，并使用次磺酰胺類促進劑，能夠有效提高交聯(lián)程度，改善以往配方中由于交聯(lián)程度不夠而導(dǎo)致的壓縮永久變形性能較差的問題，從而得到耐老化性能和加工性能好、具有極低壓縮永久變形的硫化橡膠產(chǎn)品。通過測量其交聯(lián)程度，不存在雙鍵，說明硫化橡膠的老化性能能夠得到極大的提升，使用壽命也得到了延長。
配方中，三元乙丙橡膠40份，充油三元乙丙橡膠40份，聚烯烴彈性體(POE)10份，且三者含量非常重要，在改善加工性能的同時，也提高了橡膠的交聯(lián)程度。
硫化劑為0.3份硫磺和2.7份無味過氧化二異丙苯。
促進劑為N-氧二亞乙基硫代氨基甲酰-N'-氧二亞乙基次磺酰胺(OTOS)。
通常壓縮永久變形性能的高低主要由橡膠的交聯(lián)密度和鍵能大小決定的，硫化體系的選擇非常重要，一般來說，過氧化物硫化體系強于有效硫化體系，本實施例采用特定含量的兩類硫化劑與促進劑相結(jié)合的硫化體系，極大地提高了橡膠的交聯(lián)程度。
活性劑可以為各種常規(guī)的用于橡膠配方的活性劑，能夠起到活化促進的作用，例如金屬氧化物和/或硬脂酸，優(yōu)選為4份金屬氧化物、1份硬脂酸。
填充補強劑為40份炭黑和10份煅燒陶土。
增塑劑為10份石蠟油和4份烷基酚醛樹脂。
橡膠密封件的組分還包括1份微晶蠟。
橡膠密封件的組分還包括0.2份防老劑。
本實施例中多種橡膠基材和彈性體并用，通過添加配合劑，起到多種材料協(xié)同效應(yīng)。
長壽命管道橡膠密封件的制備工藝，具體工藝步驟包括：煉膠、返煉、硫化、二段硫化。
(1)煉膠通過使用三元乙丙橡膠40份和充油三元乙丙橡膠40份在開煉機上進行并煉，再加入POE10份，薄通4-6次，輥距1mm；再加入填充補強劑和增塑劑，最后加入其它組分，混煉時間10-15min，輥距3mm，開煉機溫度控制60-80℃，出片停放24h。
(2)返煉指將停放24小時后的混煉膠進行返煉，薄通次數(shù)4-6次，輥距1mm，開煉機溫度40-60℃，然后出片，片厚3-5mm。
(3)硫化使用平板硫化機模壓硫化，溫度160-170℃，時間60-80min。
(4)二段硫化是在硫化完成后進行二段硫化，在循環(huán)熱空氣老化箱中進行，溫度150-170℃，時間100-140min。
混煉工藝對混煉膠性能影響非常大，主要是提高各種配合劑在橡膠中的分散均勻度，控制加料順序、混煉時間、混煉溫度、混煉容量、停放時間等，保證配合劑分散均勻，消除內(nèi)應(yīng)力，保證混煉膠質(zhì)量。
硫化過程中，時間和溫度的控制對硫化橡膠壓縮永久變形影響極大，不能過硫或者欠硫等。同時對于橡膠配方中的低分子物質(zhì)容易揮發(fā)的缺點需適當(dāng)增加二段硫化工藝，選擇合適的二段硫化溫度和時間，將低分子物質(zhì)揮發(fā)完，以提高硫化橡膠壓縮永久變形性能。
實施例2
長壽命管道橡膠密封件，其組份以重量份計，包括以下組份：
其中，三元乙丙橡膠，乙烯含量50-60％，第三單體ENB含量0.5-2.5％，門尼粘度40-50；
充油三元乙丙橡膠，乙烯含量60-70％，第三單體ENB含量4-5％，門尼粘度40-50，每百份橡膠充石蠟油75份；
聚烯烴彈性體(即POE)門尼粘度50-70，熔融指數(shù)0.5-5。
硫化劑為硫磺和過氧化物。
所用橡膠主要選用美國陶氏化學(xué)公司和德國朗盛化學(xué)公司的產(chǎn)品，通過在橡膠配方中增加了充油橡膠，且在充油橡膠合成過程中加入適量軟化劑，通過后續(xù)一系列反應(yīng)后，使得軟化劑在橡膠中的分散和結(jié)合度更好，相較于后加入軟化劑的情形，軟化劑不容易析出，可以提高產(chǎn)品的壓縮永久變形性能。
為了提高兩種橡膠的混煉效果，選取了門尼粘度均為40-50的三元乙丙橡膠與充油三元乙丙橡膠，從而具有良好的加工性能。同時，研究發(fā)現(xiàn)，第三單體含量低的三元乙丙橡膠相較于第三單體含量高的三元乙丙橡膠具有更好的耐老化性能，第三單體ENB含量在0.5-2.5％間的效果最優(yōu)；而聚烯烴彈性體具有良好的韌性和彈性，分子結(jié)構(gòu)中沒有不飽和雙鍵，耐老化性能較好，分子量分布較窄，流動性良好，門尼粘度與三元乙丙橡膠相近，通過塑煉后具有與三元乙丙橡膠良好的相容性和加工性。
相對于傳統(tǒng)的三元乙丙橡膠制品，采用第三單體ENB含量在0.5-2.5％間的三元乙丙橡膠與第三單體ENB含量在4-5％間的充油三元乙丙橡膠和特定量的POE并用，可以顯著提高橡膠密封件的耐老化性能，從而延長橡膠密封件的使用壽命。由于POE彈性體為飽和鏈段結(jié)構(gòu)，為了進一步提高橡膠的交聯(lián)程度，需要改善硫化體系，使用硫磺和過氧化物作為硫化劑，并使用次磺酰胺類促進劑，能夠有效提高交聯(lián)程度，改善以往配方中由于交聯(lián)程度不夠而導(dǎo)致的壓縮永久變形性能較差的問題，從而得到耐老化性能和加工性能好、具有極低壓縮永久變形的硫化橡膠產(chǎn)品。通過測量其交聯(lián)程度，不存在雙鍵，說明硫化橡膠的老化性能能夠得到極大的提升，使用壽命也得到了延長。
配方中，三元乙丙橡膠60份，充油三元乙丙橡膠60份，聚烯烴彈性體(POE)20份，且三者含量非常重要，在改善加工性能的同時，也提高了橡膠的交聯(lián)程度。
硫化劑為0.6份硫磺和4.4份無味過氧化二異丙苯。
促進劑為N-氧二亞乙基硫代氨基甲酰-N'-氧二亞乙基次磺酰胺(OTOS)。
通常壓縮永久變形性能的高低主要由橡膠的交聯(lián)密度和鍵能大小決定的，硫化體系的選擇非常重要，一般來說，過氧化物硫化體系強于有效硫化體系，本發(fā)明采用特定含量的兩類硫化劑與促進劑相結(jié)合的硫化體系，極大地提高了橡膠的交聯(lián)程度。
活性劑可以為各種常規(guī)的用于橡膠配方的活性劑，能夠起到活化促進的作用，例如金屬氧化物和/或硬脂酸，優(yōu)選為6份金屬氧化物、4份硬脂酸。
填充補強劑為60份炭黑和10份煅燒陶土。
增塑劑為20份石蠟油和6份烷基酚醛樹脂。
橡膠密封件的組份還包括1.5份微晶蠟。
橡膠密封件的組份還包括0.3份防老劑。
本實施例中多種橡膠基材和彈性體并用，通過添加配合劑，起到多種材料協(xié)同效應(yīng)。
長壽命管道橡膠密封件的制備工藝，具體工藝步驟包括：煉膠、返煉、硫化、二段硫化。
(1)煉膠通過使用三元乙丙橡膠60份和充油三元乙丙橡膠60份在開煉機上進行并煉，再加入POE20份，薄通4-6次，輥距1mm；再加入填充補強劑和增塑劑，最后加入其它組分，混煉時間10-15min，輥距3mm，開煉機溫度控制60-80℃，出片停放24h。
(2)返煉指將停放24小時后的混煉膠進行返煉，薄通次數(shù)4-6次，輥距1mm，開煉機溫度40-60℃，然后出片，片厚3-5mm。
(3)硫化使用平板硫化機模壓硫化，溫度160-170℃，時間60-80min。
(4)二段硫化是在硫化完成后進行二段硫化，在循環(huán)熱空氣老化箱中進行，溫度150-170℃，時間100-140min。
混煉工藝對混煉膠性能影響非常大，主要是提高各種配合劑在橡膠中的分散均勻度，控制加料順序、混煉時間、混煉溫度、混煉容量、停放時間等，保證配合劑分散均勻，消除內(nèi)應(yīng)力，保證混煉膠質(zhì)量。
硫化過程中，時間和溫度的控制對硫化橡膠壓縮永久變形影響極大，不能過硫或者欠硫等。同時對于橡膠配方中的低分子物質(zhì)容易揮發(fā)的缺點需適當(dāng)增加二段硫化工藝，選擇合適的二段硫化溫度和時間，將低分子物質(zhì)揮發(fā)完，以提高硫化橡膠壓縮永久變形性能。
實施例3
長壽命管道橡膠密封件，以重量份計，包括以下組份：
其中，三元乙丙橡膠，乙烯含量50-60％，第三單體ENB含量0.5-2.5％，門尼粘度40-50；
充油三元乙丙橡膠，乙烯含量60-70％，第三單體ENB含量4-5％，門尼粘度40-50，每百份橡膠充石蠟油75份；
聚烯烴彈性體(即POE)門尼粘度50-70，熔融指數(shù)0.5-5。
硫化劑為硫磺和過氧化物。
本實施例中所用橡膠主要選用美國陶氏化學(xué)公司和德國朗盛化學(xué)公司的產(chǎn)品，通過在橡膠配方中增加了充油橡膠，且在充油橡膠合成過程中加入適量軟化劑，通過后續(xù)一系列反應(yīng)后，使得軟化劑在橡膠中的分散和結(jié)合度更好，相較于后加入軟化劑的情形，軟化劑不容易析出，可以提高產(chǎn)品的壓縮永久變形性能。
為了提高兩種橡膠的混煉效果，選取了門尼粘度均為40-50的三元乙丙橡膠與充油三元乙丙橡膠，從而具有良好的加工性能。同時，研究發(fā)現(xiàn)，第三單體含量低的三元乙丙橡膠相較于第三單體含量高的三元乙丙橡膠具有更好的耐老化性能，第三單體ENB含量在0.5-2.5％間的效果最優(yōu)；而聚烯烴彈性體具有良好的韌性和彈性，分子結(jié)構(gòu)中沒有不飽和雙鍵，耐老化性能較好，分子量分布較窄，流動性良好，門尼粘度與三元乙丙橡膠相近，通過塑煉后具有與三元乙丙橡膠良好的相容性和加工性。
相對于傳統(tǒng)的三元乙丙橡膠制品，采用第三單體ENB含量在0.5-2.5％間的三元乙丙橡膠與第三單體ENB含量在4-5％間的充油三元乙丙橡膠和特定量的POE并用，可以顯著提高橡膠密封件的耐老化性能，從而延長橡膠密封件的使用壽命。由于POE彈性體為飽和鏈段結(jié)構(gòu)，為了進一步提高橡膠的交聯(lián)程度，需要改善硫化體系，使用硫磺和過氧化物作為硫化劑，并使用次磺酰胺類促進劑，能夠有效提高交聯(lián)程度，改善以往配方中由于交聯(lián)程度不夠而導(dǎo)致的壓縮永久變形性能較差的問題，從而得到耐老化性能和加工性能好、具有極低壓縮永久變形的硫化橡膠產(chǎn)品。通過測量其交聯(lián)程度，不存在雙鍵，說明硫化橡膠的老化性能能夠得到極大的提升，使用壽命也得到了延長。
配方中，三元乙丙橡膠40-60份，充油三元乙丙橡膠40-60份，聚烯烴彈性體(POE)10-20份，且三者含量非常重要，在改善加工性能的同時，也提高了橡膠的交聯(lián)程度。
硫化劑為0.5份硫磺和3.5份無味過氧化二異丙苯。
促進劑為N-氧二亞乙基硫代氨基甲酰-N'-氧二亞乙基次磺酰胺(OTOS)。
通常壓縮永久變形性能的高低主要由橡膠的交聯(lián)密度和鍵能大小決定的，硫化體系的選擇非常重要，一般來說，過氧化物硫化體系強于有效硫化體系，本發(fā)明采用特定含量的兩類硫化劑與促進劑相結(jié)合的硫化體系，極大地提高了橡膠的交聯(lián)程度。
活性劑可以為各種常規(guī)的用于橡膠配方的活性劑，能夠起到活化促進的作用，例如金屬氧化物和/或硬脂酸，優(yōu)選為5份金屬氧化物、1份硬脂酸。
填充補強劑為45份炭黑和10份煅燒陶土。
增塑劑為12份石蠟油和6份烷基酚醛樹脂。
橡膠密封件的組份還包括2份微晶蠟。
橡膠密封件的組份還包括0.4份防老劑。
本實施例中多種橡膠基材和彈性體并用，通過添加配合劑，起到多種材料協(xié)同效應(yīng)。
長壽命管道橡膠密封件的制備工藝，具體工藝步驟包括：煉膠、返煉、硫化、二段硫化。
(1)煉膠通過使用三元乙丙橡膠45份和充油三元乙丙橡膠45份在開煉機上進行并煉，再加入POE15份，薄通4-6次，輥距1mm；再加入填充補強劑和增塑劑，最后加入其它組分，混煉時間10-15min，輥距3mm，開煉機溫度控制60-80℃，出片停放24h。
(2)返煉指將停放24小時后的混煉膠進行返煉，薄通次數(shù)4-6次，輥距1mm，開煉機溫度40-60℃，然后出片，片厚3-5mm。
(3)硫化使用平板硫化機模壓硫化，溫度160-170℃，時間60-80min。
(4)二段硫化是在硫化完成后進行二段硫化，在循環(huán)熱空氣老化箱中進行，溫度150-170℃，時間100-140min。
混煉工藝對混煉膠性能影響非常大，主要是提高各種配合劑在橡膠中的分散均勻度，控制加料順序、混煉時間、混煉溫度、混煉容量、停放時間等，保證配合劑分散均勻，消除內(nèi)應(yīng)力，保證混煉膠質(zhì)量。
硫化過程中，時間和溫度的控制對硫化橡膠壓縮永久變形影響極大，不能過硫或者欠硫等。同時對于橡膠配方中的低分子物質(zhì)容易揮發(fā)的缺點需適當(dāng)增加二段硫化工藝，選擇合適的二段硫化溫度和時間，將低分子物質(zhì)揮發(fā)完，以提高硫化橡膠壓縮永久變形性能。
實施例4
長壽命管道橡膠密封件，以重量份計，包括以下組份：
其中，三元乙丙橡膠，乙烯含量50-60％，第三單體ENB含量0.5-2.5％，門尼粘度40-50；
充油三元乙丙橡膠，乙烯含量60-70％，第三單體ENB含量4-5％，門尼粘度40-50，每百份橡膠充石蠟油75份；
聚烯烴彈性體(即POE)門尼粘度50-70，熔融指數(shù)0.5-5。
硫化劑為硫磺和過氧化物。
本實施例中所用橡膠主要選用美國陶氏化學(xué)公司和德國朗盛化學(xué)公司的產(chǎn)品，通過在橡膠配方中增加了充油橡膠，且在充油橡膠合成過程中加入適量軟化劑，通過后續(xù)一系列反應(yīng)后，使得軟化劑在橡膠中的分散和結(jié)合度更好，相較于后加入軟化劑的情形，軟化劑不容易析出，可以提高產(chǎn)品的壓縮永久變形性能。
為了提高兩種橡膠的混煉效果，選取了門尼粘度均為40-50的三元乙丙橡膠與充油三元乙丙橡膠，從而具有良好的加工性能。同時，研究發(fā)現(xiàn)，第三單體含量低的三元乙丙橡膠相較于第三單體含量高的三元乙丙橡膠具有更好的耐老化性能，第三單體ENB含量在0.5-2.5％間的效果最優(yōu)；而聚烯烴彈性體具有良好的韌性和彈性，分子結(jié)構(gòu)中沒有不飽和雙鍵，耐老化性能較好，分子量分布較窄，流動性良好，門尼粘度與三元乙丙橡膠相近，通過塑煉后具有與三元乙丙橡膠良好的相容性和加工性。相對于傳統(tǒng)的三元乙丙橡膠制品，采用第三單體ENB含量在0.5-2.5％間的三元乙丙橡膠與第三單體ENB含量在4-5％間的充油三元乙丙橡膠和特定量的POE并用，可以顯著提高橡膠密封件的耐老化性能，從而延長橡膠密封件的使用壽命。由于POE彈性體為飽和鏈段結(jié)構(gòu)，為了進一步提高橡膠的交聯(lián)程度，需要改善硫化體系，使用硫磺和過氧化物作為硫化劑，并使用次磺酰胺類促進劑，能夠有效提高交聯(lián)程度，改善以往配方中由于交聯(lián)程度不夠而導(dǎo)致的壓縮永久變形性能較差的問題，從而得到耐老化性能和加工性能好、具有極低壓縮永久變形的硫化橡膠產(chǎn)品。通過測量其交聯(lián)程度，不存在雙鍵，說明硫化橡膠的老化性能能夠得到極大的提升，使用壽命也得到了延長。
配方中，三元乙丙橡膠50份，充油三元乙丙橡膠50份，聚烯烴彈性體(POE)18份，且三者含量非常重要，在改善加工性能的同時，也提高了橡膠的交聯(lián)程度。
硫化劑為0.4份硫磺，4.4份無味過氧化二異丙苯。
促進劑優(yōu)選N-氧二亞乙基硫代氨基甲酰-N'-氧二亞乙基次磺酰胺(OTOS)。
通常壓縮永久變形性能的高低主要由橡膠的交聯(lián)密度和鍵能大小決定的，硫化體系的選擇非常重要，一般來說，過氧化物硫化體系強于有效硫化體系，本發(fā)明采用特定含量的兩類硫化劑與促進劑相結(jié)合的硫化體系，極大地提高了橡膠的交聯(lián)程度。
活性劑可以為各種常規(guī)的用于橡膠配方的活性劑，能夠起到活化促進的作用，例如金屬氧化物和/或硬脂酸，優(yōu)選為6份金屬氧化物、2份硬脂酸。
填充補強劑為50份炭黑和10份煅燒陶土。
增塑劑為16份石蠟油和6份烷基酚醛樹脂。
橡膠密封件的組份還包括1.8份微晶蠟。
橡膠密封件的組份還包括0.4份防老劑。
本實施例中多種橡膠基材和彈性體并用，通過添加配合劑，起到多種材料協(xié)同效應(yīng)。
長壽命管道橡膠密封件的制備工藝，具體工藝步驟包括：煉膠、返煉、硫化、二段硫化。
(1)煉膠通過使用三元乙丙橡膠50份和充油三元乙丙橡膠50份在開煉機上進行并煉，再加入POE18份，薄通4-6次，輥距1mm；再加入填充補強劑和增塑劑，最后加入其它組分，混煉時間10-15min，輥距3mm，開煉機溫度控制60-80℃，出片停放24h。
(2)返煉指將停放24小時后的混煉膠進行返煉，薄通次數(shù)4-6次，輥距1mm，開煉機溫度40-60℃，然后出片，片厚3-5mm。
(3)硫化使用平板硫化機模壓硫化，溫度160-170℃，時間60-80min。
(4)二段硫化是在硫化完成后進行二段硫化，在循環(huán)熱空氣老化箱中進行，溫度150-170℃，時間100-140min。
混煉工藝對混煉膠性能影響非常大，主要是提高各種配合劑在橡膠中的分散均勻度，控制加料順序、混煉時間、混煉溫度、混煉容量、停放時間等，保證配合劑分散均勻，消除內(nèi)應(yīng)力，保證混煉膠質(zhì)量。
硫化過程中，時間和溫度的控制對硫化橡膠壓縮永久變形影響極大，不能過硫或者欠硫等。同時對于橡膠配方中的低分子物質(zhì)容易揮發(fā)的缺點需適當(dāng)增加二段硫化工藝，選擇合適的二段硫化溫度和時間，將低分子物質(zhì)揮發(fā)完，以提高硫化橡膠壓縮永久變形性能。
實施例5
長壽命管道橡膠密封件，以重量份計，包括以下組份：
其中，所述三元乙丙橡膠，乙烯含量50-60％，第三單體ENB含量0.5-2.5％，門尼粘度40-50；
充油三元乙丙橡膠，乙烯含量60-70％，第三單體ENB含量4-5％，門尼粘度40-50，每百份橡膠充石蠟油75份；
聚烯烴彈性體(即POE)門尼粘度50-70，熔融指數(shù)0.5-5。
所述硫化劑為硫磺和過氧化物。
本發(fā)明中所用橡膠主要選用美國陶氏化學(xué)公司和德國朗盛化學(xué)公司的產(chǎn)品，通過在橡膠配方中增加了充油橡膠，且在充油橡膠合成過程中加入適量軟化劑，通過后續(xù)一系列反應(yīng)后，使得軟化劑在橡膠中的分散和結(jié)合度更好，相較于后加入軟化劑的情形，軟化劑不容易析出，可以提高產(chǎn)品的壓縮永久變形性能。
為了提高兩種橡膠的混煉效果，選取了門尼粘度均為40-50的三元乙丙橡膠與充油三元乙丙橡膠，從而具有良好的加工性能。同時，研究人員發(fā)現(xiàn)，第三單體含量低的三元乙丙橡膠相較于第三單體含量高的三元乙丙橡膠具有更好的耐老化性能，ENB含量在0.5-2.5％間的效果最優(yōu)；而聚烯烴彈性體具有良好的韌性和彈性，分子結(jié)構(gòu)中沒有不飽和雙鍵，耐老化性能較好，分子量分布較窄，流動性良好，門尼粘度與三元乙丙橡膠相近，通過塑煉后具有與三元乙丙橡膠良好的相容性和加工性。相對于傳統(tǒng)的三元乙丙橡膠制品，采用第三單體ENB含量在0.5-2.5％間的三元乙丙橡膠與第三單體ENB含量在4-5％間的充油三元乙丙橡膠和特定量的POE并用，可以顯著提高橡膠密封件的耐老化性能，從而延長橡膠密封件的使用壽命。由于POE彈性體為飽和鏈段結(jié)構(gòu)，為了進一步提高橡膠的交聯(lián)程度，需要改善硫化體系，使用硫磺和過氧化物作為硫化劑，并使用次磺酰胺類促進劑，能夠有效提高交聯(lián)程度，改善以往配方中由于交聯(lián)程度不夠而導(dǎo)致的壓縮永久變形性能較差的問題，從而得到耐老化性能和加工性能好、具有極低壓縮永久變形的硫化橡膠產(chǎn)品。通過測量其交聯(lián)程度，不存在雙鍵，說明硫化橡膠的老化性能能夠得到極大的提升，使用壽命也得到了延長。
配方中，三元乙丙橡膠40-60份，充油三元乙丙橡膠40-60份，聚烯烴彈性體(POE)10-20份，且三者含量非常重要，在改善加工性能的同時，也提高了橡膠的交聯(lián)程度。
所述硫化劑優(yōu)選為0.3-0.6份硫磺，2-5份無味過氧化二異丙苯。
所述促進劑優(yōu)選N-氧二亞乙基硫代氨基甲酰-N'-氧二亞乙基次磺酰胺(OTOS)。
通常壓縮永久變形性能的高低主要由橡膠的交聯(lián)密度和鍵能大小決定的，硫化體系的選擇非常重要，一般來說，過氧化物硫化體系強于有效硫化體系，本發(fā)明采用特定含量的兩類硫化劑與促進劑相結(jié)合的硫化體系，極大地提高了橡膠的交聯(lián)程度。
所述活性劑可以為各種常規(guī)的用于橡膠配方的活性劑，能夠起到活化促進的作用，例如金屬氧化物和/或硬脂酸，優(yōu)選為4-6份金屬氧化物、1-2份硬脂酸。
所述填充補強劑優(yōu)選炭黑和煅燒陶土，優(yōu)選為40-60份炭黑和5-10份煅燒陶土。
所述增塑劑優(yōu)選石蠟油和烷基酚醛樹脂，優(yōu)選為為10-20份石蠟油和4-6份烷基酚醛樹脂。
所述的橡膠密封件，還包括1-2份微晶蠟。
所述的橡膠密封件，還包括0.2-0.4份防老劑。
本發(fā)明中多種橡膠基材和彈性體并用，通過添加配合劑，起到多種材料協(xié)同效應(yīng)。
長壽命管道橡膠密封件的制備工藝，具體工藝步驟包括：煉膠、返煉、硫化、二段硫化。
(1)煉膠通過使用三元乙丙橡膠40-60份和充油三元乙丙橡膠40-60份在開煉機上進行并煉，再加入POE10-20份，薄通4-6次，輥距1mm；再加入填充補強劑和增塑劑，最后加入其它組分，混煉時間10-15min，輥距3mm，開煉機溫度控制60-80℃，出片停放24h。
(2)返煉指將停放24小時后的混煉膠進行返煉，薄通次數(shù)4-6次，輥距1mm，開煉機溫度40-60℃，然后出片，片厚3-5mm。
(3)硫化使用平板硫化機模壓硫化，溫度160-170℃，時間60-80min。
(4)二段硫化是在硫化完成后進行二段硫化，在循環(huán)熱空氣老化箱中進行，溫度150-170℃，時間100-140min。
混煉工藝對混煉膠性能影響非常大，主要是提高各種配合劑在橡膠中的分散均勻度，控制加料順序、混煉時間、混煉溫度、混煉容量、停放時間等，保證配合劑分散均勻，消除內(nèi)應(yīng)力，保證混煉膠質(zhì)量。
硫化過程中，時間和溫度的控制對硫化橡膠壓縮永久變形影響極大，不能過硫或者欠硫等。同時對于橡膠配方中的低分子物質(zhì)容易揮發(fā)的缺點需適當(dāng)增加二段硫化工藝，選擇合適的二段硫化溫度和時間，將低分子物質(zhì)揮發(fā)完，以提高硫化橡膠壓縮永久變形性能。
為了突出本發(fā)明的有益效果，還采用現(xiàn)有技術(shù)進行了對比例試驗：
對比例1
所述三元乙丙橡膠橡膠乙烯含量60-70％，第三單體ENB含量5.5-6.5％，門尼粘度50-60。
其他均使用市售常用工業(yè)材料。
對比例2
所述三元乙丙橡膠橡膠乙烯含量50-60％，第三單體ENB含量4.5-5.5％，門尼粘度40-50。
充油三元乙丙橡膠乙烯含量65-75％，第三單體ENB含量4-5％，門尼粘度60-70，每百份橡膠充石蠟油75份。
其他均使用市售常用工業(yè)材料。
試驗方法采用《GBT 27800-2011靜密封橡膠制品使用壽命的快速預(yù)測方法》，比較分析測試結(jié)果，與現(xiàn)有技術(shù)相比，實施例1-5生產(chǎn)的產(chǎn)品使用壽命較現(xiàn)有產(chǎn)品提升一倍以上，使用年限可以達到100年左右的時間，完全可以滿足與之配套的管道壽命匹配。對原三元乙丙橡膠進行配方改性研究，通過加入聚烯烴彈性體以及對硫化體系的適當(dāng)調(diào)整，使得硫化產(chǎn)品的性能得到極大的提高，具有良好的機械性能、耐老化性能和極低壓縮永久變形性能，同時也改善了膠料的加工工藝性能。同時還降低該材料的制造成本，從而產(chǎn)出較好的經(jīng)濟效益。
具體實驗數(shù)據(jù)如下：
以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。