一种承插式管道密封圈及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种承插式管道密封圈及其制备方法。

背景技术

承插管是指为了连接管道/件或分叉管道，把管道两端分别制成承口与插口，把一管道的插口插入另一管道的承口内，然后密封接缝。承插连接主要用于带承插接头的铸铁管、混凝土管、陶瓷管、塑料管、钢管等，有刚性承插连接和柔性承插连两种。刚性承插连接是用管道的插口插入管道的承口内，对位后先用嵌缝材料嵌缝，然后再用密封材料密封，使之成为一个牢固的封闭整体。柔性承插连接接头是在管道承插口的止封口上放入富有弹性的橡胶圈，然后施力将管子插端插入，形成一个能适应一定范围内的位移、振动及偏转的封闭管。相关技术中的管道密封圈无论在材料、制备方法上还不尽完善，无法满足特定的使用性能要求，因此，还有较大的改进空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种承插式管道密封圈及其制备方法，能够制得强力、压变、抗老化效果好，且由不同硬度橡胶部相接而成的特定密封圈。

为实现以上目的，第一方面，本发明提供了一种承插式管道密封圈，其环断面由硬质橡胶部Ⅰ与软质橡胶部Ⅱ相接而成；

所述硬质橡胶部Ⅰ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶80～120份，硫化剂3～7份，氧化锌3～4.5份，活化剂1～3份，炭黑130～150份，防护蜡1～2份；

所述软质橡胶部Ⅱ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶80～120份，硫化剂3～7份，氧化锌3～4.5份，活化剂1～3份，炭黑40～80份，石蜡油15～35份，防护蜡1～2份。

优选地，其环断面由硬质橡胶部Ⅰ与软质橡胶部Ⅱ相接而成；

所述硬质橡胶部Ⅰ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶90～110份，硫化剂4～6份，氧化锌3.5～4.5份，活化剂1.5～2.5份，炭黑135～145份，防护蜡1～2份；

所述软质橡胶部Ⅱ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶90～110份，硫化剂4～6份，氧化锌3.5～4.5份，活化剂1.5～2.5份，炭黑50～70份，石蜡油20～30份，防护蜡1～2份。

优选地，其环断面由硬质橡胶部Ⅰ与软质橡胶部Ⅱ相接而成；

所述硬质橡胶部Ⅰ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶100份，硫化剂5份，氧化锌4份，活化剂2份，炭黑140份，防护蜡1.5份；

所述软质橡胶部Ⅱ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶100份，硫化剂5份，氧化锌4份，活化剂2份，炭黑60份，石蜡油25份，防护蜡1.5份。

优选地，所述硫化剂为双二五。

优选地，所述活化剂为硬脂酸。

优选地，所述硬质橡胶部Ⅰ的邵氏硬度为85～91，所述软质橡胶部Ⅱ的邵氏硬度为45～55。

第二方面，本发明还提供了一种上述承插式管道密封圈的制备方法，包括如下步骤：

S1、练胶：

A、硬质胶料：将三元乙丙橡胶的生胶投放入密炼机中，密炼1～3min；添加氧化锌、活化剂，继续密炼1～2min；添加炭黑、防护蜡，搅拌3～5min并升温至135～155℃，排胶；排出的胶料投至开炼机中并加入硫化剂，调整到窄辊距，打三角包薄通至少3次；放宽辊距，打三角包薄通至少2次，下片，得硬质胶料，待用；

B、软质胶料：将三元乙丙橡胶的生胶投放入密炼机中，密炼1～3min；添加氧化锌、活化剂，继续密炼1～2min；添加炭黑、石蜡油、防护蜡，搅拌3～5min并升温至135～155℃，排胶；排出的胶料投至开炼机中并加入硫化剂，调整到窄辊距，打三角包薄通至少3次；再放宽辊距，打三角包薄通至少2次，下片，得软质胶料，待用；

S2、挤出成条：分别将S1中的硬质胶料、软质胶料通过冷喂料挤出机挤出成条状，得硬质胶条、软质胶条，待用；

S3、装模硫化：按工艺要求分别对S2中的硬质胶条、软质胶条进行称量，先将硬质胶条放入模具相应位置的腔内并贴紧内壁，接头处搭接平整；再将软质胶条放入模具相应位置的腔内并贴紧内壁，接头处搭接平整，最后合模硫化。

优选地，所述步骤S1中下片后的胶料须停放8小时以上。

优选地，所述步骤S3中合模时的温度150～170℃，合模压力为15～20MPa。

优选地，所述步骤S3中在进行合模硫化之前，至少应排气3次。

优选地，所述步骤S3中装填硬质胶条后，再装入硬质的环状隔挡片用以隔离硬质、软质胶条，最后再装填软质胶条；在预硫阶段前，开模将环状隔挡片取出，再合模进行后续硫化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供的承插式管道密封圈及其制备方法，能够制得强力、压变、抗老化效果好，且由不同硬度橡胶部相接而成的特定密封圈。

1、本发明中以三元乙丙橡胶为基材，配合硫化剂、氧化锌、活化剂、不同比例的炭黑、以及蜡油，得出不同硬度拼接的且满足特定使用性能要求的密封圏，具有优良的性能指标。

2、本发明中通过特定的制备方法得出规整的软硬胶部分界面，满足特定的使用性能要求。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例的主视结构示意图；

图2为图1中的实物拍摄图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其为本发明承插式管道密封图主视结构示意图。

实施例1：

一种承插式管道密封圈，其环断面由硬质橡胶部Ⅰ与软质橡胶部Ⅱ相接而成；

所述硬质橡胶部Ⅰ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶80份，硫化剂3份，氧化锌3份，活化剂1份，炭黑130份，防护蜡1份；

所述软质橡胶部Ⅱ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶80份，硫化剂3份，氧化锌3份，活化剂1份，炭黑40份，石蜡油15份，防护蜡1份；

具体地，所述硫化剂为双二五；所述活化剂为硬脂酸。

实施例2：

一种承插式管道密封圈，其环断面由硬质橡胶部Ⅰ与软质橡胶部Ⅱ相接而成；

所述硬质橡胶部Ⅰ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶120份，硫化剂7份，氧化锌4.5份，活化剂3份，炭黑150份，防护蜡2份；

所述软质橡胶部Ⅱ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶120份，硫化剂7份，氧化锌4.5份，活化剂3份，炭黑80份，石蜡油35份，防护蜡2份；

具体地，所述硫化剂为双二五；所述活化剂为硬脂酸。

实施例3：

一种承插式管道密封圈，其环断面由硬质橡胶部Ⅰ与软质橡胶部Ⅱ相接而成；

所述硬质橡胶部Ⅰ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶90份，硫化剂4份，氧化锌3.5份，活化剂1.5份，炭黑135份，防护蜡1份；

所述软质橡胶部Ⅱ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶90份，硫化剂4份，氧化锌3.5份，活化剂1.5份，炭黑50份，石蜡油20份，防护蜡1份；

具体地，所述硫化剂为双二五；所述活化剂为硬脂酸。

实施例4：

一种承插式管道密封圈，其环断面由硬质橡胶部Ⅰ与软质橡胶部Ⅱ相接而成；

所述硬质橡胶部Ⅰ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶110份，硫化剂6份，氧化锌4.5份，活化剂2.5份，炭黑145份，防护蜡2份；

所述软质橡胶部Ⅱ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶110份，硫化剂6份，氧化锌4.5份，活化剂2.5份，炭黑70份，石蜡油30份，防护蜡2份；

具体地，所述硫化剂为双二五；所述活化剂为硬脂酸。

实施例5：

一种承插式管道密封圈，其环断面由硬质橡胶部Ⅰ与软质橡胶部Ⅱ相接而成；

所述硬质橡胶部Ⅰ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶100份，硫化剂5份，氧化锌4份，活化剂2份，炭黑140份，防护蜡1.5份；

所述软质橡胶部Ⅱ，由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶100份，硫化剂5份，氧化锌4份，活化剂2份，炭黑60份，石蜡油25份，防护蜡1.5份；

具体地，所述硫化剂为双二五；所述活化剂为硬脂酸。

实施例6：

上述实施例1～5中，所述硬质橡胶部Ⅰ的邵氏硬度为85～91，所述软质橡胶部Ⅱ的邵氏硬度为45～55。

实施例7：

本发明还提供了适用于实施例1～6中所述承插式管道密封圈的制备方法，包括如下步骤：

S1、练胶：

A、硬质胶料：将三元乙丙橡胶的生胶投放入密炼机中，密炼1～3min；添加氧化锌、活化剂，继续密炼1～2min；添加炭黑、防护蜡，搅拌3～5min并升温至135～155℃，排胶；排出的胶料投至开炼机中并加入硫化剂，调整到窄辊距，打三角包薄通至少3次；放宽辊距，打三角包薄通至少2次，下片，得硬质胶料，待用；

B、软质胶料：将三元乙丙橡胶的生胶投放入密炼机中，密炼1～3min；添加氧化锌、活化剂，继续密炼1～2min；添加炭黑、石蜡油、防护蜡，搅拌3～5min并升温至135～155℃，排胶；排出的胶料投至开炼机中并加入硫化剂，调整到窄辊距，打三角包薄通至少3次；再放宽辊距，打三角包薄通至少2次，下片，得软质胶料，待用；

S2、挤出成条：分别将S1中的硬质胶料、软质胶料通过冷喂料挤出机挤出成条状，得硬质胶条、软质胶条，待用；

S3、装模硫化：按工艺要求分别对S2中的硬质胶条、软质胶条进行称量，先将硬质胶条放入模具相应位置的腔内并贴紧内壁，接头处搭接平整；再将软质胶条放入模具相应位置的腔内并贴紧内壁，接头处搭接平整，最后合模硫化。

具体地，所述步骤S1中下片后的胶料须停放8小时以上；所述步骤S3中合模时的温度150～170℃，合模压力为15～20MPa；所述步骤S3中在进行合模硫化之前，至少应排气3次；所述步骤S3中装填硬质胶条后，再装入硬质的环状隔挡片用以隔离硬质、软质胶条，最后再装填软质胶条；在预硫阶段前，开模将环状隔挡片取出，再合模进行后续硫化；在预硫阶段前，由于胶料的热塑性较好，此阶段在环状隔挡片的阻隔作用下，使得软、硬胶相接的界面形成较平整的结合面，目的也是为了满足该密封圏上特定分界面的设计要求。

以下对橡胶的性能指标进行分析：

表1.实施1～5中硬质橡胶的性能指标

表2.实施1～5中软质橡胶的性能指标

从表1、2中可以看出，本发明所提供的承插式管道密封圈的软硬胶部都具有优良的抗拉、抗压、抗老化性能指标，其抗拉强度及断裂延伸率均远高于国家及行业标准，其在高温条件下的压缩永久变形远低于国家及行业标准；另外，通过特定的制备方法得出规整的软硬胶部分界面，采用基本相同的配比成分保证界面较强的结合力，理化性能完全能满足承插管对接的实际使用要求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。