簡析橡膠密封制品材料配合與加工技術
發布時間：2019-11-25信息來源：瀏覽次數：1306
一、引言
橡膠密封制品屬于機械基礎件，其產品在冶金礦山機械、農用機械、工程機械、汽車用機械、船舶用機械、電力機械、石油化工機械、航空航天機械等領域中獲得了廣泛的應用，其主要代表產品主要包括汽車減振器往復密封件、風力發電等超大直徑密封件，諸如此類產品直接和主機設備的安全運行往往有著直接的關系，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要求越來越高，本文亦是結合筆者的實踐工作經驗，對橡膠密封制品材料配合與加工技術相關的內容進行了探討。
二、橡膠密封制品材料及其配合技術分析
1、NBR配合技術
NBR的耐油性能比較優異，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用。軟NBR和硬NBR是兩種NBR的主要分類，由于基于環保問題的考慮，硬NBR的應用范圍逐漸減少，而軟NBR的應用開始變得成為了主流。其配合重點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
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。其最大的優勢表現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，國外和國內的ACM應用效果均比較明顯。以國外發達國家為例，為改進ACM彈性不足之缺點，國外開發了乙烯-丙烯酸酯橡膠，其耐油和耐高低溫性能優良，且綜合性能好。在硫化體系上，國內主要以硫黃/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。為改進其性能不足，應逐漸采用TCY系硫體體系，該體系具有優良的抗壓縮變形，且不需二段硫化。TCY系硫化體系應配合相應的助硫化劑和酸吸收劑，可獲更佳的性能，其中配合的BZ類促進劑由于硫化時產生亞硝胺，應換用替代物ZDEC或IZ。
3、硅橡膠配合技術
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用范圍最為廣泛。不過通常情況下，硅橡膠的強度往往較低，不能夠直接進行使用，需要配合技術的應用來達到運用的目的。硅橡膠應用的補強填充劑為氣相法白炭黑，為防止混煉過程的結構化，應添加結構控制劑，如二苯基硅二醇或羥基硅油，并應對混煉膠進行熱處理。為解決結構化問題，常采用表面處理的4號氣相法白炭黑。如要進一步提高硅橡膠的強度則應再添加乙烯基硅油或乙烯基硅氧烷化合物，以使補強效果更好。
4、氟橡膠配合技術
對于氟橡膠來說，耐油性以及耐高溫是兩種最為主要的優勢所在，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，應使用雙酚AF為硫化劑，并配合促進劑BPP。過氧化物及助交聯劑硫化氟橡膠日漸受到重視，其具有較好的綜合性能（高強度和拉斷伸長率），現已有過氧化物硫化專用氟橡膠。最近還出現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，而鉛吸酸劑應淘汰。
三、橡膠密封制品的加工技術
在上文中對橡膠密封制品的材料配合的詳細情況進行了介紹，其是橡膠密封制品獲取良好性能產品的重要基礎，而加工制造技術則是保證產品能夠獲得較高質量的重要保障。只有通過材料配合以及加工技術的密切配合才能有效實現產品的優質化。
1、膠料制備
密封制品的橡膠塑煉由傳統開煉機機械塑煉發展為密煉機塑煉，混煉膠制備由傳統的開煉機制備發展為密煉機制備，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），實現節能高效，減少對環境的污染和制造高品質的混煉膠。為提高混煉效果和效率，密煉機的研究重點在轉子形狀及可變轉速上。如國外的4WH轉子、ST轉子、GK-E轉子的各種新型密煉機（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，應采取迅速冷卻混煉膠料和膠片，并在開煉機和密煉機等煙氣較多的崗位設置排風罩以加強通風，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、低熔點塑料包裝小料投料、自動配料系統、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，已經逐漸將傳統的手工方法轉變為半機械化或者機械化的發展方向。比如，膠料經熱煉出片后，采用膠圈切割機、膠條切割機、圓刀裁條機、沖切機和裁圓片機等制備半成品。當然，最為先進的即是采用預成型的機對各種半成品進行制備。在國內外能夠找到小不少成功的運用案例。
3、硫化成型
針對硫化成型來說，傳統一直采用的是平板硫化機，隨著信息技術的發展，則開始轉向計算機自動控制方式，出現了抽真空平板硫化機、注射硫化機等。而且也實現了一臺計算機能夠控制多臺硫化機的目的，大型制品采用注壓法生產。其中的加熱方式也開始由傳統的蒸汽加熱和電加熱向著采用導熱油加油的方向發展。
四、結束語
總之，橡膠密封制品的應用前景非常廣闊，不過在實際的材料配合與加工技術方面，和國外發達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行改進，以滿足各領域對橡膠密封制品逐漸升高的技術性能要求，繼而促進我國經濟的飛速發展。
