根据密封系统中压力的不同,分别设计出不同硬度的O型密封圈用胶料。压力高的应选用高硬度胶料,压力低的则选用中硬度或者低硬度胶料。为了提高产品质量和使用寿命,国家标准中对胶料硬度已实现系列化。例如,液压系统用的丁晴橡胶,除特殊要求外,胶料硬度分为60°±5°,70°±5°,80°±5°, 88°±5°(邵尔A)四个硬度,以满足不同压力的要求。一般60-70为低硬度,80为中硬度,88为高硬度,密封压力在30-60Mpa范围内,,O型圈的硬度为85-90较为适宜。

作为密封使用的O型圈,除了考虑胶料硬度外,还要求胶料必须具有良好的综合性能,压缩变形要小,特别是高硬度胶料,良好的工艺性能也是必不可少的。设计高硬度胶料,一般需要大量填充炭黑,而大量的填充炭黑又会给炼胶工艺带来困难,炼胶过程中的摩擦生热大,胶料容易焦烧。同时大量的炭黑会使胶料弹性降低,压缩变形增大。因此,胶料配方中硫化体系和填充体系的选择和配合至关重要。就丁晴橡胶而言,为了提高胶料的耐热性,降低压缩变形,改善其他性能,目前多采用低硫(0.5份以下)高促以及无硫和过氧化物硫化体系,硫化胶具有良好的物理机械性能和耐热性,压缩变形小,不易焦烧。

一、 进口O型圈硬度胶料的配方设计

对高硬度胶料,也可以采用多官能团化合物和树脂类补强剂(如低聚酯、酚醛树脂等)作为胶料的增硬剂,减少炭黑用量。低聚酯也是一种良好的软化剂,在胶料混炼过程中起增塑软化作用。改善胶料的加工工艺,在胶料硫化过程中,在DCP的引发下不能参与交联反应,起补强作用,从而提高了O型圈硫化胶的拉伸强度、硬度及耐磨性。此外,配方中还加入低分子量聚乙烯加工助剂,对改善胶料加工性,流动性有较好的效果。

就中硬度、低硬度胶料配方的设计而言,本着尽量简化系列胶料配方的原则,力争少量基本配方的基础上,用变更炭黑和软化剂用量的办法,设计试验出中、低硬度级别的胶料,以达到既便于生产管理,又能满足使用要求的目的。