严宏洲　马国富
（湖北红星化学研究所，湖北襄樊　441003）

　　摘　要：介绍了氛橡胶外露骨架油封的新式结构、配方设计、生产工艺及产品性能。
　　关键词：氟橡胶；骨架；油封
　　油封是工程机械、汽车、航空等领域广泛使用的一种橡胶密封制品，它具有柔性唇，内有金属骨架撑，靠密封刃口给轴施加径向力，密封润滑油^[1]。油封质量的好坏直接关系到设备是否能正常运转。随着汽车制造业的高速发展，油封的使用条件越来越苛刻，使用温度也越来越高，传统的丁腈橡胶在很多方面已不能满足使用要求。氟橡胶具有优异的耐高温和耐油性，是制造耐高温油封的理想材料。
　　1　产品结构
　　我们设计的外露骨架油封的结构如图1所示。过去油封设计多为反向副唇（如图2所示）。国外研究发现，反向副唇会促使主唇温升增加11℃，因而大大减少了油封使用寿命。在实验中发现，老式反向副唇的径向力大大增加，从而加剧了摩擦生热，导致主唇温升。我们设计的油封采用了新型的同向副唇结构，副唇薄而柔软，对轴的径向力较小，在实际使用中防尘效果也很好。表1列举了反向副唇油封和该外露骨架油封去除副唇前后径向力的差别。

　　2　胶料配方设计
　　2.1实验用原材料
　　国产26B型氟橡胶，上海3F公司；双酚AF，上海三爱思试剂有限公司；BPP（苄基三苯基氯化磷），上海三爱思试剂有限公司；3#硫化剂，中国锦华生物化学品厂；氢氧化钙，中国医药集团上海化学试剂公司；氟化钙，上海三爱思试剂有限公司；硫酸钡，北京红星化工厂；胶粘剂ap133，上海洛德公司；其他材料均为市售工业品级。
　　2.2硫化体系
　　氟橡胶常用的硫化剂为3#硫化剂，此种硫化体系硫化速度快^[2]，国内报道过用3#硫化体系试制氟橡胶油封，但此硫化体系压缩永久变形过大，不利于密封。近年来，氟橡胶开始使用双酚AF硫化体系，其压缩永久变形低，综合性能优异，表2对这两种硫化体系进行了对比。从表2中可以看出，双酚AF硫化体系具有优异的综合性能，而且压缩永久变形大大低于3#硫化体系^[3-4]。

　　试验配方如下（质量份）：氟橡胶100，活性氧化镁7，氢氧化钙6，喷雾碳黑10，耐磨填料8，硫化体系变量：双酚AF2.2十BPP0.5，3#硫化剂3。
　　用上述两种体系胶料试制油封，油封台架试验依照国标GB/T14273一93，试验温度110℃，轴转速2100rpm/s（线速度15m/s），62h后，使用3#硫化体系的氟像胶油封开始间断地缓慢泄漏，停止试验后立即测量其内径尺寸，比试验前增大了1.5mm。采用双酚AF硫化体系的氟橡胶油封试验10个周期，共240h后未漏油，性能优异。可见双酚AF硫化体系是氟橡胶油封的理想硫化体系。
　　2.3填充体系确定
　　我们对氟橡胶常用的几种填料进行了对比，试验配方如下（质量份）：氟橡胶100，活性氧化镁7，氢氧化钙6，填料（品种变化）10，耐磨填料8，硫化体系：双酚AF2.2，BPP0.5。
　　通过实验，从表3中可以看出，由于氟橡胶的自补强性和填料填充量较少，含不同填料的硫化胶性能差异不大，喷雾炭黑和氧化锌的补强性Z好，氧化钙和喷雾炭黑的耐油性Z好，喷雾炭黑和硫酸钡的压缩永永变形Z低。综上所述，喷雾碳黑的综合性能略优于其它填料。

　　3　生产工艺
　　3.1胶料混炼
　　采用XK160开炼机混炼胶料，生胶包辊后加入氢氧化钙，然后将氧化镁、炭黑和耐磨填料混合均匀后缓慢加入，Z后加入硫化剂和促进剂，胶料薄通8次后出片切条。
　　3.2骨架处理
　　由于外露骨架油封胶料与骨架粘接面积小，可对金属骨架进行喷吵，增加粘接面积以提高粘接强度。喷砂过程中注意控制砂粒一般<1.5mm，压力0.1-0.2MPa，沙粒过大，压力过高，容易导致骨架在喷砂过程中变形，使产品尺寸不稳定。胶粘剂系选用上海洛德公司的ap133胶粘剂。
　　生产工序为：喷砂－汽油清洗－自然晾干－涂胶粘剂－烘干待用；汽油清洗完晾干后要马上涂布上海洛德公司的ap133胶，避免骨架生锈。
　　3.3骨架车削
　　骨架外侧圆周留有余量，既可避免骨架在喷砂和硫化过程中变形，又可车削掉在二段硫化过程中外侧被腐蚀部分，保证产品美观。
　　3.4切削唇口
　　氟橡胶收缩率变化范围大，该外露骨架油封主唇口采用了全切唇技术。用油封修边机切唇控制主唇口尺寸，避免了主唇口尺寸因一些不稳定的因素变化过大。
　　3.5工艺流程
　　外露骨架油封生产工艺流程为：

　　4　结束语
　　采用双酚AF硫化体系制造的氟橡胶外露骨架油封性能优异，可在高温高速条件下使用，完全可替代进口产品。
　　参考文献：
　　[1]谢遂志，刘登祥，周鸣恋.橡胶工业手册(分册)[M].化学工业出版社，1993,598-662.
　　[2]林孔勇，金展娟，梁星宇.橡胶工业手册(第六分册)[M].北学工业出版社，1993,27-43.
　　[3]倪海鹰，陈军，杜跃兵等.氟橡胶中双酚AF硫化体系的硫化特性分析[J].特种橡胶制品，2002,23(3)22-23.
　　[4]杨清芝，赵桂兰.用双酚AF和节基三苯基抓化磷降低26型氟橡胶压缩永久变形的研究[J].特种橡胶制品，1980,(1)12-23.
 

来源：《世界橡胶工业》2005年08期