簡析橡膠密封制品材料配合與加工技術(shù)

鄭玲

[摘 要]目前，橡膠密封制品在很多領(lǐng)域中都獲得了非常廣泛的應(yīng)用，因此，本文以丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠等一些常見的橡膠密封制品材料配合與加工技術(shù)方面的要點(diǎn)與進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)的探討，希望能夠?yàn)橥惖睦碚摵蛯?shí)踐提供一定的借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]橡膠密封制品 材料配合 加工技術(shù)

中圖分類號：TQ330 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0060-01

一、引言

橡膠密封制品屬于機(jī)械基礎(chǔ)件，其產(chǎn)品在冶金礦山機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、工程機(jī)械、汽車用機(jī)械、船舶用機(jī)械、電力機(jī)械、石油化工機(jī)械、航空航天機(jī)械等領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用，其主要代表產(chǎn)品主要包括汽車減振器往復(fù)密封件、風(fēng)力發(fā)電等超大直徑密封件，諸如此類產(chǎn)品直接和主機(jī)設(shè)備的安全運(yùn)行往往有著直接的關(guān)系，而且能夠有效起著防泄漏、防滲漏等密封作用。而隨著目前我國對橡膠密封制品的技術(shù)要求越來越高，本文亦是結(jié)合筆者的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，對橡膠密封制品材料配合與加工技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了探討。

二、橡膠密封制品材料及其配合技術(shù)分析

1、NBR配合技術(shù)

NBR的耐油性能比較優(yōu)異，其具有明顯的加工和物理性能，而且耐熱性能較好，成本也較為低廉，在橡膠密封制品中獲得了廣泛的應(yīng)用。軟NBR和硬NBR是兩種NBR的主要分類，由于基于環(huán)保問題的考慮，硬NBR的應(yīng)用范圍逐漸減少，而軟NBR的應(yīng)用開始變得成為了主流。其配合重點(diǎn)尤其在耐熱性的提高方面效果更為明顯，而且以硫化體的配合為主。在硫化體系上主要采用硫黃硫化體系、低硫或無硫硫化體系、有機(jī)過氧化物硫化體系和鎘鎂硫化體系。為防止硫黃噴出，可使用不溶性硫黃、聚合硫黃，為防止分散不均，可使用預(yù)分散硫黃顆粒。氧化鋅有新型活性氧化鋅、納米氧化鋅。

2、ACM配合技術(shù)

ACM的耐油性和耐熱性處于NBR與氟橡膠之間，其能夠在150攝氏度與180攝氏度范圍的熱油之中工作。其最大的優(yōu)勢表現(xiàn)在耐有極壓添加劑的油類，其尤其適用在各種軸封、油封以及傳動密封之中適用。通常情況下，國外和國內(nèi)的ACM應(yīng)用效果均比較明顯。以國外發(fā)達(dá)國家為例，為改進(jìn)ACM彈性不足之缺點(diǎn)，國外開發(fā)了乙烯-丙烯酸酯橡膠，其耐油和耐高低溫性能優(yōu)良，且綜合性能好。在硫化體系上，國內(nèi)主要以硫黃/皂（鈉皂或鉀皂）為主要硫化體系，其抗壓縮變形一般，且該硫化體系需二段硫化。為改進(jìn)其性能不足，應(yīng)逐漸采用TCY系硫體體系，該體系具有優(yōu)良的抗壓縮變形，且不需二段硫化。TCY系硫化體系應(yīng)配合相應(yīng)的助硫化劑和酸吸收劑，可獲更佳的性能，其中配合的BZ類促進(jìn)劑由于硫化時產(chǎn)生亞硝胺，應(yīng)換用替代物ZDEC或IZ。

3、硅橡膠配合技術(shù)

對于硅橡膠來說，其主要有甲基硅橡膠、苯醚撐硅橡膠、乙烯基硅橡膠、氟硅橡膠以及苯基硅橡膠，而其中乙烯基硅橡膠的應(yīng)用范圍最為廣泛。不過通常情況下，硅橡膠的強(qiáng)度往往較低，不能夠直接進(jìn)行使用，需要配合技術(shù)的應(yīng)用來達(dá)到運(yùn)用的目的。硅橡膠應(yīng)用的補(bǔ)強(qiáng)填充劑為氣相法白炭黑，為防止混煉過程的結(jié)構(gòu)化，應(yīng)添加結(jié)構(gòu)控制劑，如二苯基硅二醇或羥基硅油，并應(yīng)對混煉膠進(jìn)行熱處理。為解決結(jié)構(gòu)化問題，常采用表面處理的4號氣相法白炭黑。如要進(jìn)一步提高硅橡膠的強(qiáng)度則應(yīng)再添加乙烯基硅油或乙烯基硅氧烷化合物，以使補(bǔ)強(qiáng)效果更好。

4、氟橡膠配合技術(shù)

對于氟橡膠來說，耐油性以及耐高溫是兩種最為主要的優(yōu)勢所在，是目前密封制品材料中的最好選擇，其中主要有23、26以及246三個主要大類的型號，其并用能夠取得更好的效果。另外還有一些特殊氟橡膠，如四氟丙橡膠、氟醚橡膠、磷氟橡膠等。為提高氟橡膠的抗壓縮永久變形，應(yīng)使用雙酚AF為硫化劑，并配合促進(jìn)劑BPP。過氧化物及助交聯(lián)劑硫化氟橡膠日漸受到重視，其具有較好的綜合性能（高強(qiáng)度和拉斷伸長率），現(xiàn)已有過氧化物硫化專用氟橡膠。最近還出現(xiàn)了無需二段硫化的氟橡膠，可大大提高氟橡膠密封制品的生產(chǎn)效率。吸酸劑主要使用氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鎂，而鉛吸酸劑應(yīng)淘汰。

三、橡膠密封制品的加工技術(shù)

在上文中對橡膠密封制品的材料配合的詳細(xì)情況進(jìn)行了介紹，其是橡膠密封制品獲取良好性能產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)，而加工制造技術(shù)則是保證產(chǎn)品能夠獲得較高質(zhì)量的重要保障。只有通過材料配合以及加工技術(shù)的密切配合才能有效實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)化。

1、膠料制備

密封制品的橡膠塑煉由傳統(tǒng)開煉機(jī)機(jī)械塑煉發(fā)展為密煉機(jī)塑煉，混煉膠制備由傳統(tǒng)的開煉機(jī)制備發(fā)展為密煉機(jī)制備，并配備自動配料和混煉過程的自動控制（包括混煉后的膠料輸送、壓片、冷卻、裁斷和膠料集存），實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效，減少對環(huán)境的污染和制造高品質(zhì)的混煉膠。為提高混煉效果和效率，密煉機(jī)的研究重點(diǎn)在轉(zhuǎn)子形狀及可變轉(zhuǎn)速上。如國外的4WH轉(zhuǎn)子、ST轉(zhuǎn)子、GK-E轉(zhuǎn)子的各種新型密煉機(jī)（可變速）適用于密封制品膠料制備。為減少橡膠混煉過程的煙氣污染，應(yīng)采取迅速冷卻混煉膠料和膠片，并在開煉機(jī)和密煉機(jī)等煙氣較多的崗位設(shè)置排風(fēng)罩以加強(qiáng)通風(fēng)，避免操作工受煙氣傷害。粉塵的問題可采用濕法造粒炭黑、造粒的配合劑、炭黑（散裝）/氣力輸送代替人工投料、低熔點(diǎn)塑料包裝小料投料、自動配料系統(tǒng)、袋濾除塵、液體隔離劑代替滑石粉等方法，并采取有效的通風(fēng)措施解決。

2、半成品制備

針對橡膠密封制品的半成品制備，已經(jīng)逐漸將傳統(tǒng)的手工方法轉(zhuǎn)變?yōu)榘霗C(jī)械化或者機(jī)械化的發(fā)展方向。比如，膠料經(jīng)熱煉出片后，采用膠圈切割機(jī)、膠條切割機(jī)、圓刀裁條機(jī)、沖切機(jī)和裁圓片機(jī)等制備半成品。當(dāng)然，最為先進(jìn)的即是采用預(yù)成型的機(jī)對各種半成品進(jìn)行制備。在國內(nèi)外能夠找到小不少成功的運(yùn)用案例。

3、硫化成型

針對硫化成型來說，傳統(tǒng)一直采用的是平板硫化機(jī)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，則開始轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)自動控制方式，出現(xiàn)了抽真空平板硫化機(jī)、注射硫化機(jī)等。而且也實(shí)現(xiàn)了一臺計(jì)算機(jī)能夠控制多臺硫化機(jī)的目的，大型制品采用注壓法生產(chǎn)。其中的加熱方式也開始由傳統(tǒng)的蒸汽加熱和電加熱向著采用導(dǎo)熱油加油的方向發(fā)展。

四、結(jié)束語

總之，橡膠密封制品的應(yīng)用前景非常廣闊，不過在實(shí)際的材料配合與加工技術(shù)方面，和國外發(fā)達(dá)國家還有著一定的差距，這些都需要我們在未來要不斷地對工藝等進(jìn)行改進(jìn)，以滿足各領(lǐng)域?qū)ο鹉z密封制品逐漸升高的技術(shù)性能要求，繼而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙雅婷，杜志萍，賈雷雷. 節(jié)能環(huán)保補(bǔ)強(qiáng)材料在橡膠密封制品中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 中國橡膠，2013，03：47-48.

[2] 鄭華，肖箐，李雪婷，郭娜，趙靜波. 白炭黑對汽車用丁腈橡膠密封制品性能的影響[J]. 特種橡膠制品，2015，02：40-45.

[3] 黃碩. 汽車橡膠減振件加工工藝流程優(yōu)化[J]. 汽車工藝師，2015，05：63-65.