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嚴(yán)宏洲　馬國富
（湖北紅星化學(xué)研究所，湖北襄樊　441003）

　　摘　要：介紹了氛橡膠外露骨架油封的新式結(jié)構(gòu)、配方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品性能。
　　關(guān)鍵詞：氟橡膠；骨架；油封
　　油封是工程機(jī)械、汽車、航空等領(lǐng)域廣泛使用的一種橡膠密封制品，它具有柔性唇，內(nèi)有金屬骨架撐，靠密封刃口給軸施加徑向力，密封潤滑油^[1]。油封質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到設(shè)備是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著汽車制造業(yè)的高速發(fā)展，油封的使用條件越來越苛刻，使用溫度也越來越高，傳統(tǒng)的丁腈橡膠在很多方面已不能滿足使用要求。氟橡膠具有優(yōu)異的耐高溫和耐油性，是制造耐高溫油封的理想材料。
　　1　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
　　我們設(shè)計(jì)的外露骨架油封的結(jié)構(gòu)如圖1所示。過去油封設(shè)計(jì)多為反向副唇（如圖2所示）。國外研究發(fā)現(xiàn)，反向副唇會(huì)促使主唇溫升增加11℃，因而大大減少了油封使用壽命。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，老式反向副唇的徑向力大大增加，從而加劇了摩擦生熱，導(dǎo)致主唇溫升。我們設(shè)計(jì)的油封采用了新型的同向副唇結(jié)構(gòu)，副唇薄而柔軟，對(duì)軸的徑向力較小，在實(shí)際使用中防塵效果也很好。表1列舉了反向副唇油封和該外露骨架油封去除副唇前后徑向力的差別。

　　2　膠料配方設(shè)計(jì)
　　2.1實(shí)驗(yàn)用原材料
　　國產(chǎn)26B型氟橡膠，上海3F公司；雙酚AF，上海三愛思試劑有限公司；BPP（芐基三苯基氯化磷），上海三愛思試劑有限公司；3#硫化劑，中國錦華生物化學(xué)品廠；氫氧化鈣，中國醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司；氟化鈣，上海三愛思試劑有限公司；硫酸鋇，北京紅星化工廠；膠粘劑ap133，上海洛德公司；其他材料均為市售工業(yè)品級(jí)。
　　2.2硫化體系
　　氟橡膠常用的硫化劑為3#硫化劑，此種硫化體系硫化速度快^[2]，國內(nèi)報(bào)道過用3#硫化體系試制氟橡膠油封，但此硫化體系壓縮永久變形過大，不利于密封。近年來，氟橡膠開始使用雙酚AF硫化體系，其壓縮永久變形低，綜合性能優(yōu)異，表2對(duì)這兩種硫化體系進(jìn)行了對(duì)比。從表2中可以看出，雙酚AF硫化體系具有優(yōu)異的綜合性能，而且壓縮永久變形大大低于3#硫化體系^[3-4]。

　　試驗(yàn)配方如下（質(zhì)量份）：氟橡膠100，活性氧化鎂7，氫氧化鈣6，噴霧碳黑10，耐磨填料8，硫化體系變量：雙酚AF2.2十BPP0.5，3#硫化劑3。
　　用上述兩種體系膠料試制油封，油封臺(tái)架試驗(yàn)依照國標(biāo)GB/T14273一93，試驗(yàn)溫度110℃，軸轉(zhuǎn)速2100rpm/s（線速度15m/s），62h后，使用3#硫化體系的氟像膠油封開始間斷地緩慢泄漏，停止試驗(yàn)后立即測量其內(nèi)徑尺寸，比試驗(yàn)前增大了1.5mm。采用雙酚AF硫化體系的氟橡膠油封試驗(yàn)10個(gè)周期，共240h后未漏油，性能優(yōu)異。可見雙酚AF硫化體系是氟橡膠油封的理想硫化體系。
　　2.3填充體系確定
　　我們對(duì)氟橡膠常用的幾種填料進(jìn)行了對(duì)比，試驗(yàn)配方如下（質(zhì)量份）：氟橡膠100，活性氧化鎂7，氫氧化鈣6，填料（品種變化）10，耐磨填料8，硫化體系：雙酚AF2.2，BPP0.5。
　　通過實(shí)驗(yàn)，從表3中可以看出，由于氟橡膠的自補(bǔ)強(qiáng)性和填料填充量較少，含不同填料的硫化膠性能差異不大，噴霧炭黑和氧化鋅的補(bǔ)強(qiáng)性Z好，氧化鈣和噴霧炭黑的耐油性Z好，噴霧炭黑和硫酸鋇的壓縮永永變形Z低。綜上所述，噴霧碳黑的綜合性能略優(yōu)于其它填料。

　　3　生產(chǎn)工藝
　　3.1膠料混煉
　　采用XK160開煉機(jī)混煉膠料，生膠包輥后加入氫氧化鈣，然后將氧化鎂、炭黑和耐磨填料混合均勻后緩慢加入，Z后加入硫化劑和促進(jìn)劑，膠料薄通8次后出片切條。
　　3.2骨架處理
　　由于外露骨架油封膠料與骨架粘接面積小，可對(duì)金屬骨架進(jìn)行噴吵，增加粘接面積以提高粘接強(qiáng)度。噴砂過程中注意控制砂粒一般<1.5mm，壓力0.1-0.2MPa，沙粒過大，壓力過高，容易導(dǎo)致骨架在噴砂過程中變形，使產(chǎn)品尺寸不穩(wěn)定。膠粘劑系選用上海洛德公司的ap133膠粘劑。
　　生產(chǎn)工序?yàn)椋簢娚埃颓逑矗匀涣栏桑磕z粘劑－烘干待用；汽油清洗完晾干后要馬上涂布上海洛德公司的ap133膠，避免骨架生銹。
　　3.3骨架車削
　　骨架外側(cè)圓周留有余量，既可避免骨架在噴砂和硫化過程中變形，又可車削掉在二段硫化過程中外側(cè)被腐蝕部分，保證產(chǎn)品美觀。
　　3.4切削唇口
　　氟橡膠收縮率變化范圍大，該外露骨架油封主唇口采用了全切唇技術(shù)。用油封修邊機(jī)切唇控制主唇口尺寸，避免了主唇口尺寸因一些不穩(wěn)定的因素變化過大。
　　3.5工藝流程
　　外露骨架油封生產(chǎn)工藝流程為：

　　4　結(jié)束語
　　采用雙酚AF硫化體系制造的氟橡膠外露骨架油封性能優(yōu)異，可在高溫高速條件下使用，完全可替代進(jìn)口產(chǎn)品。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]謝遂志，劉登祥，周鳴戀.橡膠工業(yè)手冊(分冊)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1993,598-662.
　　[2]林孔勇，金展娟，梁星宇.橡膠工業(yè)手冊(第六分冊)[M].北學(xué)工業(yè)出版社，1993,27-43.
　　[3]倪海鷹，陳軍，杜躍兵等.氟橡膠中雙酚AF硫化體系的硫化特性分析[J].特種橡膠制品，2002,23(3)22-23.
　　[4]楊清芝，趙桂蘭.用雙酚AF和節(jié)基三苯基抓化磷降低26型氟橡膠壓縮永久變形的研究[J].特種橡膠制品，1980,(1)12-23.
 

來源：《世界橡膠工業(yè)》2005年08期