本發明屬于橡膠制品技術領域，涉及一種聚丙烯酸酯橡膠旋轉軸唇形密封圈及其制備方法。
背景技術：
旋轉軸唇形密封圈（骨架油封），應用于機動車發動機、變速箱、車橋、液壓泵等旋轉軸處的密封，是一種應用范圍廣、品種多、用量大的密封制品。使用的膠種是丁腈膠，使用溫度100℃以下，耐熱丁腈膠125℃以下，丙烯酸酯橡膠（以下簡稱ACM）使用溫度150℃以下，氟膠使用溫度200℃以下。自上世紀80年代末，活性氯型的ACM膠制作骨架油封，如日本AR801，AR840，AR860，AR74，AR72，國產的AR100，AR200，因上述膠種分子化學結構的問題，壓縮變形大，不耐低溫，特別是溫度低于10℃時，幾乎失去彈性，造成低溫裝配時出現裝配困難，初始，易出現滲漏，因此自上世紀末，用ACM膠制作油封，特別是大規格油封已被氟膠所取代，近幾年市場上出現多種羧酸型ACM膠，如日本電化公司AR 403，AR413 日本瑞翁公司的AR12、AR14、AR22，國產的PA515E PA500，上述膠種雖可制作油封，但是物化性能低、工藝性能差，特別是變形性和手感彈性比耐熱丁腈膠、氟膠油封差距很大，市場不認可。
技術實現要素：
為了解決現有的ACM膠在油封應用中存在的上述缺陷，本發明提供一種聚丙烯酸酯橡膠旋轉軸唇形密封圈，同時還提供了該密封圈的制備方法。
本發明解決其技術問題采用的技術方案是：一種聚丙烯酸酯橡膠旋轉軸唇形密封圈，包括以下重量份配比的組分：聚丙烯酸酯橡膠100份；炭黑50～60份；防老劑 2～3份；操作助劑2～2.5份；抗磨劑 30～35份；硫化劑0.86份；促進劑 2.2～2.6份。
所述的聚丙烯酸酯橡膠為羧酸型聚丙烯酸酯橡膠。
所述的炭黑由N330 40-50份、N990 8-12份組成。
所述的防老劑由防老劑445 2份、防老劑MBZ 1份組成。
所述的抗磨劑由AO石墨粉8-12份、硅藻土20-25份組成。
所述的操作助劑由VAM 1-1.5份、油胺/芥胺0.8-1.2份組成。
本發明提供的另一個技術方案是：一種聚丙烯酸酯橡膠旋轉軸唇形密封圈的制備方法，包括以下步驟：
第一步 膠料制備工藝
（1）密煉：將聚丙烯酸酯橡膠PA-522投入密煉機中加壓，1~2分鐘后加入炭黑、防老劑、操作助劑、抗磨劑等加壓混煉，待溫度升到130~135℃時，自動排膠；
（2）開煉：將密煉機排出的混煉膠，投入到開煉機上，輥溫60℃以下，輥距5~6mm，后左右倒膠1~2分鐘，下片，掛到晾膠架上，用強風降溫至室溫，存放待用；
（3）經開煉機下片強風降溫后的混煉膠，再次投放到開煉機上，輥溫55℃以下，輥距4~5mm，后加入硫化劑和促進劑后左右倒膠1~2分鐘，快速將輥距調到1mm以下左右倒膠2~3分鐘，快速將輥距調至5~6mm，快速下片，強風吹至室溫，存放待用；
第二步 膠坯制備工藝
（1）將上述制備的混煉膠放到開煉機上，打成直徑250～270mm、長度65~75cm的膠卷；
（2）將膠卷投放于精密預成型機中的機身部位，機身溫度60-65℃，機頭溫度75-80℃，開機，邊擠出邊切割成環狀膠圈或膠條；
第三步 金屬骨架的表面處理和浸涂粘合劑工藝，采用電腦控制的表面處理生產線進行處理；
第四步 硫化和切唇口修膠邊工藝
將經表面處理、浸涂粘合劑和預固化的金屬骨架和擠出切割的膠坯放入預熱的模具內，自動推入熱真空硫化機中加壓硫化，硫化兩次后，在自動切唇口機上按圖紙要求切唇口，后裝入金屬彈簧，經尺寸外觀檢查合格后包裝入庫。
所述的第三步中金屬骨架采用化學法進行表面處理，其工藝流程為：80~90℃堿液脫脂去油→冷水沖洗→酸液去銹→冷水沖洗→硫化處理→85~90℃熱水清洗→熱風吹干。
用電腦控制的粘合劑浸涂、預固化工藝為：粘合劑TD870與甲醇的混合液配比為1:6~1:10，浸涂后室溫晾干后，放入通道式恒溫干燥箱內，溫度145±5℃預固化10~15分鐘后放在干燥清潔的場地，存放待用。
本發明的聚丙烯酸酯橡膠旋轉軸唇形密封圈，與現有技術相比，具有以下優點和效果：采用目前最新型的日本NOK公司生產的羧酸型ACM膠PA-522和性能優良的化工輔料，如防老劑445、MBZ，新型操作助劑VAM、油胺/芥胺，新型抗磨劑AO石墨粉和MW27硅藻土，補強劑用N330和N990炭黑并用體系，配比合理。油胺/芥胺做為爽滑劑，提高制品表面的光滑性，使制品易脫模。
制造工藝采用了目前先進的工藝裝備，如煉膠控制的防差錯配料生產線，下料裝置的密煉機，電腦控制的骨架表面處理線和電腦控制的涂粘合劑、固化生產線，硫化工藝采用具有探測裝置的抽真空硫化機，采用多功能的切唇口修整機，工藝先進，檢測設備齊全，精細，質量控制科學而嚴格，制作的ACM膠骨架油封耐熱、耐磨、耐油、耐低溫、變形小，隨動性好，改變了以前ACM膠油封手感彈性差，復原性不好，冬季低溫裝配困難，初始漏油等質量問題，因工藝裝備先進，檢測手段齊全、精細，質量控制嚴格，成品合格率可達98%以上，制作的油封得到了用戶的認可。
具體實施方式
下面結合實施例詳細闡述本發明的技術方案。
實施例1 本實施例的聚丙烯酸酯橡膠旋轉軸唇形密封圈，包括以下重量份配比的組分：聚丙烯酸酯橡膠PA-522 100份；炭黑N330 50份，N990 10份；防老劑445 2份 MBZ 1份；抗磨料AO石墨粉10份，硅藻土25份；操作助劑VAM 1份，油胺/芥胺1份；硫化劑HMDC-75 0.86份；促進劑DOTG-75 0.23份。
實施例2 聚丙烯酸酯橡膠PA-522 100份；N330炭黑45份、N990炭黑10份；防老劑445 2份、防老劑MBZ 1份；抗磨劑AO石墨粉10份、硅藻土 20份；操作助劑VAM 1.5份、油胺/芥胺 1份；硫化劑HMDC-75 0.86份；促進劑DOTG-70 2.4份。
上述實施例中，聚丙烯酸酯橡膠PA-522為日本NOK公司產品；抗磨劑AO石墨粉為日本利達公司產品；MW27硅藻土為美國一品公司產品；操作助劑VAM 為美國RTVanderbilt公司產品；油胺/芥胺為日本利達公司產品。
實施例3本實施例的聚丙烯酸酯橡膠旋轉軸唇形密封圈的制備方法，采用實施例1的組分配比，具體工藝步驟如下：
第一步 膠料制備工藝
（1）密煉：將ACM膠PA522投入密煉機中加壓，1~2分鐘后加入除硫化劑 1#硫化劑和促進劑DOTG之外的炭黑、防老劑、操作助劑、抗磨劑等全部化工輔料加壓混煉，待溫度升到135℃時，自動排膠。
（1）開煉：將密煉機排除的混煉膠，投入到開煉機上，輥溫60℃以下，輥距5~6mm，后左右倒膠1~2分，下片，掛到晾膠架上，用強風降溫至室溫，存放待用。
經開煉機下片強風降溫后的混煉膠，投放到開煉機上，輥溫55℃以下，輥距4~5mm，后加入硫化劑和促進劑DOTG后左右倒膠1~2分鐘，快速將輥距調到1mm以下左右倒膠2~3分，快速將輥距調至5~6mm，快速下片，強風吹至室溫，存放待用。
第二步膠坯制備工藝
將上述制備的混煉膠放到開煉機上，輥距調到1mm，輥溫60℃以下，左右倒膠1~2分，輥距調到3~4mm，打成直徑250~270mm，長度65~75cm的膠卷。
將膠卷投放于精密預成型機中的機身部位，機身溫度60-65℃，機頭溫度75-80℃，開機，邊擠出邊切割成膠環狀膠圈，（用于外徑小于85mm的骨架油封）和膠條用于外徑大于85mm的骨架油封。
第三步 金屬骨架的表面處理和浸涂粘和劑工藝
用電腦控制的表面處理生產線進行處理
化學法進行表面處理，用于精度要求高，防銹能力強的骨架油封，其工藝過程需多種處理液，即堿液（80~90℃）脫脂去油→冷水沖洗→酸液去銹→冷水沖洗→硫化處理→熱水清洗（85~90℃）→熱風吹干，用電腦控制的粘合劑浸涂、予固化生產線，浸涂粘合劑TD870與甲醇的混合液配比為1:6~1:10，室溫晾干后，放入通道式恒溫干燥箱內，溫度145±5℃予固化10~15分鐘后放在干燥清潔的場地，存放待用。
第四步 硫化和切唇口修膠邊工藝
將經表面處理浸涂TD870粘合劑的金屬骨架與膠環放置于模具內（模具175-180℃預熱15分鐘以上）。推入175-180℃的真空硫化機中加壓硫化，硫化溫度175-180℃。硫化時間210秒~240秒，到時間后模具自動推出，自動開模取出膠件后進行二段硫化，硫化條件為170℃x 6h，二次硫化后的骨架油封在自動切唇口機上按圖紙要求切唇口，修膠邊后自動涂潤滑脂，裝上彈簧，經尺寸、外觀檢驗合格后包裝入庫。
本發明的聚丙烯酸酯橡膠旋轉軸唇形密封圈膠料性能試驗結果和臺架試驗見下表：
表1 實施例1和實施例2的聚丙烯酸酯橡膠旋轉軸唇形密封圈膠料性能試驗結果和臺架試驗
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實施例1 HESCⅡ8005 為日本本田汽車公司 ACM膠骨架油封膠料性能標準。
實施例2 MSB2726.為美國克萊斯勒汽車公司ACM膠骨架油封膠料性能標準，該膠用于制作奧迪轎車發動機、曲軸前油封和變速箱油封。模擬臺架試驗條件，載重汽車油封油溫90~100℃，唇口溫度110~120℃，轉速3500r/min,運行2000小時無滲漏，轎車油封油溫120~130℃，唇口下溫度130~140℃，轉速5000r/分，運行2000小時無滲漏。