專利名稱：橡膠密封圈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠密封國及其制造方法，更具體地說，涉及一種用于液體管道靜密封領(lǐng)域、特別是聚氯乙烯水管靜密封的全橡膠密封圈及其制造方法。
背景技術(shù)：
純橡膠的密封圈，由于沒有挺性，在一些有著特殊要求的地方，很難達(dá)到所需的效果。例如在液體管道靜密封領(lǐng)域，如果使用純橡膠的密封圈，由于橡膠圈太軟，無法在管道中安裝。所以，傳統(tǒng)上，在這些領(lǐng)域使用的密封圈是以金屬材料作為骨架材料。由于金屬材料和橡膠材料的不同屬性，兩者的結(jié)合必須依靠金屬表面的處理，如酸洗、鍍銅、磷化等，同時(shí)還要在金屬材料上涂抹粘合劑。另外，金屬材料在加工過程中，半成品不能在空氣中長期置放，否則會因氧化反應(yīng)導(dǎo)致與橡膠結(jié)合不好。由于制造過程要求嚴(yán)格，用金屬材料作骨架的密封圈，在實(shí)際使用過程中，橡膠和金屬材料的結(jié)合易于變?nèi)酰瑥亩沟脡勖陆怠?br>
發(fā)明內(nèi)容
鑒于金屬材料作骨架的橡膠密封圈存在的上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了大量深入細(xì)致的研究，希望找到一種制造工藝簡單、骨架部分與密封部分結(jié)合性強(qiáng)、使用壽命長的密封圈，從而代替現(xiàn)有密封圈。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用橡膠材料替代金屬材料作為骨架可以制得一種全橡膠的密封圈。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于液體管道靜密封的全橡膠密封圈，由硬度不同的橡膠骨架部分和橡膠密封部分構(gòu)成，由于兩種橡膠部分是同一材質(zhì)，結(jié)合性良好，不需要使用粘合劑。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種橡膠密封圈的制造方法，該方法由于省去了涂布粘合劑的步驟，工藝簡單，生產(chǎn)成本低。
更具體地講，本發(fā)明提供了一種全橡膠密封圈，其由作為密封圈骨架部分的硬度80-100度的橡膠和作為密封圈密封部分的硬度48-62度的橡膠構(gòu)成。
本發(fā)明還提供了一種全橡膠密封圈的制造方法，包括如下步驟(1)將橡膠骨架材料部分硫化，然后置于模具內(nèi)；(2)向所述模具內(nèi)注入橡膠密封材料，與已部分硫化的橡膠骨架材料一起完全硫化，得到所述橡膠密封圈。
下面詳細(xì)描述本發(fā)明。
本發(fā)明中，術(shù)語“高苯乙烯橡膠”，指苯乙烯含量在45％以上的高苯乙烯(即丁二烯與苯乙烯的共聚物)。
術(shù)語“完全硫化”是指橡膠在加溫加壓下通過硫化劑的作用，分子之間達(dá)到完全交聯(lián)。本發(fā)明中，”正硫化”與“完全硫化”可以通用。
術(shù)語“部隊(duì)分硫化”是指橡膠在加溫加壓的條件下，分子間未達(dá)到完全交聯(lián)，即部分交聯(lián)。本發(fā)明中，“部分硫化”與“半硫化”可以通用。
術(shù)語“硬度”是指邵爾硬度。
適用于本發(fā)明的橡膠骨架材料是能夠提高橡膠硬度并且能夠與橡膠共混的材料，具體可以列舉天然橡膠、異戊橡膠、低壓聚乙烯、中壓聚乙烯、高苯乙烯橡膠等。只要加工后能夠得到適合本發(fā)明的硬度，則沒有特別限制。可以只使用一種橡膠材料，也可以使用兩種以上橡膠材料的共混物。
從有效提高硬度的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用高密度苯乙烯、低密度苯乙烯或高苯乙烯橡膠和丁苯橡膠的混煉產(chǎn)物，更優(yōu)選使用高苯乙烯橡膠和丁苯橡膠的混煉產(chǎn)物。
適用于本發(fā)明的橡膠密封材料是指具有一定硬度并具有彈性的材料，具體可以列舉丁苯橡膠、天然橡膠、異戊橡膠等。只要能夠符合本發(fā)明要求的密封性能以及變形恢復(fù)性，沒有特別的限制。
其中，從經(jīng)濟(jì)和飲用水要求的角度考慮，優(yōu)選使用充油丁苯橡膠、充碳黑丁苯橡膠、低溫丁苯橡膠等，更優(yōu)選低溫丁苯橡膠，最優(yōu)選1502丁苯橡膠。
用于本發(fā)明橡膠密封圈的骨架材料以及密封材料均可以根據(jù)需要含有橡膠中常規(guī)使用的各種助劑和添加劑。
本發(fā)明橡膠密封國產(chǎn)品中，正硫化后的橡膠骨架部分的硬度為80-100度，優(yōu)選97-99度，最優(yōu)選98度；正硫化后的橡膠密封部分的硬度為48-62度，優(yōu)選50-60度，最優(yōu)選54-57度。
本發(fā)明中的橡膠密封圈的骨架部分與密封部分的重量比可以根據(jù)不同規(guī)格的密封圈進(jìn)行調(diào)整。
適用于本發(fā)明的橡膠骨架材料的高苯乙烯橡膠中的苯乙烯含量為50-60％，適用于本發(fā)明的橡膠密封材料的丁苯橡膠中的苯乙烯含量為23.5％。
適用于本發(fā)明的橡膠材料是本領(lǐng)域公知的，可以按照本領(lǐng)域公知的方法制備或者市購。作為骨架材料，例如有高苯乙烯橡膠，其可列舉的商品有購自韓國大宇公司的KHS48，日本Zeon公司的HS860等。作為密封材料，例如有丁苯橡膠，其可列舉的商品有購自吉化的1502丁苯橡膠，齊魯石化的1502丁苯橡膠等。
本發(fā)明的橡膠密封圈可以采用本領(lǐng)域公知的方法制造。例如，可以舉出下面的一種方法。將橡膠密封圈的骨架材料在混煉機(jī)中混煉，得到混煉膠，經(jīng)熱壓模半硫化，成為預(yù)期硬度的半成品骨架部分，置于射出機(jī)模具中。將密封材料在混煉機(jī)中混煉，得到混煉膠，將所述混煉膠加入螺桿機(jī)塑化后注入上述射出機(jī)模具內(nèi)，經(jīng)高溫高壓共同硫化后，得到正硫化的密封圈產(chǎn)品。本發(fā)明中，只要是包括“半硫化”和“共同硫化”兩個(gè)步驟，則本發(fā)明的橡膠密封圈可以用各種方法制造，不限于上述所例舉的方法。
本發(fā)明的橡膠密封圈制造方法中的半硫化以及正硫化工藝的具體條件，可以由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)原料及實(shí)際需要確定。
根據(jù)本發(fā)明制造方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，通過對骨架材料和密封材料使用不同的硫化促進(jìn)劑，同時(shí)利用硫變儀將骨架材料的半硫化點(diǎn)控制在T80-T90，即，以完全硫化為100％計(jì)，半硫化度為80-90％，從而使骨架材料半硫化，并且使得到的半硫化品和密封材料一起達(dá)到正硫化。
由于骨架材料與密封材料成分相似，所以正硫化后，兩者在結(jié)構(gòu)上具有一定的類似性，能夠緊密結(jié)合。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明的密封圈及其制造方法進(jìn)行更為詳盡的說明。應(yīng)當(dāng)指出，這些實(shí)施例僅是用來解釋本發(fā)明，絕不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。
本發(fā)明中的所有“％”和“份”均是基于重量計(jì)。
實(shí)施例下面實(shí)施例中的硬度是采用化學(xué)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編GB/T531-1999的方法測定的。
實(shí)施例1將80份高苯乙烯橡膠(日本Zeon公司制，HS860)和20份丁苯橡膠(齊魯石化公司制，1502丁苯橡膠)在密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，排膠溫度為160℃，排膠后在開煉機(jī)中加入1份4，4-二硫代二嗎啉和0.5份硫磺作為硫化劑，然后冷卻得到混煉膠，將得到的混煉膠用熱壓模進(jìn)行半硫化，半硫化溫度為170℃，時(shí)間為180秒，制得半成品骨架部分，放入射出機(jī)(德國制，型號DESMA964)的模具內(nèi)。
將100份丁苯橡膠(齊魯石化公司制，1502丁苯橡膠)在密煉機(jī)中混煉，排膠溫度為140℃，制得母膠，母膠冷卻后，再次加入密煉機(jī)，并加入1份4，4’-二硫代二嗎啉和0.5份硫磺作為硫化劑，排膠溫度為105℃，得到密封膠，經(jīng)塑化后，將其注入上述射出機(jī)模具內(nèi)。在溫度180℃下共同硫化200秒，制得密封圈產(chǎn)品。
經(jīng)測定，所得密封圈的骨架部分硬度是98度，密封部分硬度是55度。
本發(fā)明采用硬質(zhì)橡膠作為骨架材料取代金屬材料的方法，與采用金屬材料的密封圈相比，省去了金屬之鍛造、電焊、噴砂、酸洗、脫脂、干燥、粘合劑涂布等步驟，具有工藝簡單、成本低、不會污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，所以，在液體密封用途，特別是靜密封用途中有廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種橡膠密封圈，由橡膠骨架部分和橡膠密封部分構(gòu)成，其中的骨架部分是硬度80-100度的橡膠材料，密封部分是硬度48-62度的橡膠材料。
2.權(quán)利要求1的橡膠密封圈，其中的橡膠骨架部分含有高苯乙烯橡膠和丁苯橡膠。
3.權(quán)利要求1的橡膠密封圈，其中的橡膠密封部分含有丁苯橡膠。
4.權(quán)利要求2的橡膠密封圈，其中的高苯乙烯橡膠中的苯乙烯含量為50-60重量％。
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的密封圈，其中的橡膠骨架部分的硬度是97-99度。
6.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的密封圈，其中的橡膠密封部分的硬度是50-60度。
7.一種制造權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的橡膠密封圈的方法，包括如下步驟(1)將橡膠骨架材料部分硫化，然后置于模具內(nèi)；(2)向所述模具內(nèi)注入橡膠密封材料，與已部分硫化的橡膠骨架材料一起完全硫化，得到所述橡膠密封圈。
8.權(quán)利要求7的方法，其中，在步驟(2)中，所述橡膠骨架材料的硫化點(diǎn)控制在T80-T90。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種由硬度80－100度的骨架部分和硬度48－62度的密封部分構(gòu)成的橡膠密封圈及其制造方法，這種密封圈的骨架部分和密封部分之間不需要使用粘合劑，結(jié)合性良好，使用壽命長。
文檔編號C09K3/10GK1492021SQ0213756
公開日2004年4月28日 申請日期2002年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月22日
發(fā)明者嚴(yán)凱威, 高英隆 申請人:上海阿克隆橡塑制品有限公司