抗臭氧的新型密封材料
2008-07-23
由丁腈橡胶材料制造的密封件会因为臭氧而产生裂纹，从而导致密封系统泄漏。Trelleborg公司推出了一种新型丁腈橡胶材料，可有效的抵抗臭氧的破坏。
臭氧（O3）是导致丁腈橡胶材料制造的密封件产生裂纹的主要原因，也是密封系统提前出现泄漏的根源所在。Trelleborg公司根据这一情况加强了密封件材料抗臭氧能力的研究。大气中的臭氧可导致丁腈橡胶密封件在大气环境中很快就失去了原有的性能，当前正在进行的研发项目旨在利用丁腈橡胶混合材料来提高抗臭氧的能力。在这一项目的进行过程中，他们研发出了三种不同的调节丁腈橡胶硬度的材料。
臭氧——导致密封件产生裂纹的根源
当大气层中平流层的氧分子被分解为两个氧原子、与一个氧分子结合后就会形成臭氧，而太阳光就是这一化学反应过程的“催化剂”。同时，这种化学反应过程也会在紫外线的作用下而加强，由氮氧化物（NO2）和氧（O2）反应出臭氧。
当这种气体产生之后，会在丁腈橡胶材料（NBR）制造的O型密封圈和成型件上引起裂纹，尤其是在丁腈橡胶材料制造的密封件中。为了抵抗臭氧对丁腈橡胶密封件的损害，可以使用具有抗臭氧破坏的新型丁腈橡胶材料，这些新型丁腈橡胶的硬度为肖氏硬度（A）70，80和90，即在中等硬度到硬橡胶之间。
普通的丁腈橡胶在延伸率为5％的工况下一周即会出现条裂纹，而新型丁腈橡胶材料的性能则要强4倍。因此，在流程工艺技术中，使用新型丁腈橡胶材料是解决臭氧导致丁腈橡胶材料制造的O型密封圈产生裂纹的解决方案，它使得流程设备具有更高的可靠性，密封性能保持的时间更长，能够更好地避免流程设备的故障检修停机。
新型丁腈橡胶材料制造的密封件和成型件的优点不仅仅体现在技术性能方面，而且在经济性能方面表现也不可小觑。与普通的丁腈橡胶材料相比较，新型丁腈橡胶材料制造的零件使用寿命明显增长，而且新型丁腈橡胶的价格也比普通丁腈橡胶更加经济。因为被臭氧损坏的密封件需要拆除，其拆除和安装新的密封件的维修费用不容忽视。基于这一状况，Trellerborg公司计算出了一条新型抗臭氧丁腈橡胶经济性能更好的特性曲线。还有一点必须指出：普通丁腈橡胶在使用前、或出售前就容易被臭氧所破坏，这种情况在新型丁腈橡胶研发时已经得到了证实——仓库中的普通丁腈橡胶密封件就有被臭氧破坏而产生的裂纹。
Trelleborg公司参照DIN 53509-1标准的要求和规定对新型丁腈橡胶抗臭氧的保护性能进行了测试。新型材料的工作温度范围在-30~100℃之间，在确定肖氏A级硬度时，他们注意到了普通丁腈橡胶在臭氧作用下会“逐步变硬”。如果用户需要更高的抗臭氧破坏能力，可采用制造成本更高的HNBR加氢丁腈橡胶材料。
气动系统：手动拧紧即可密封
出于防爆安全的考虑，在许多流程工业设备中用到压缩空气。而新型的丁腈橡胶零部件恰恰为这一领域开创了全新的产品。符合DRV 4标准要求的新型静态密封件是非常适合做气动系统连接件使用的密封件。在双色注塑工艺中，一次注塑可生产出浅灰色PP（聚丙烯）和黑色耐高温TPU（热塑性聚氨酯）材料的密封件。密封件的三个定位点在螺纹连接过程中起到了很好的定心作用。在拧紧螺母时，密封唇紧贴到密封面，密封件体还起到了预紧力监控的作用。该密封件符合ISO 16030标准的要求。
在新的产品系列中，还有规格为1/8?， 1/4?， 3/8?， 1/2?和3/4?的可重复使用的密封件。小规格型号密封件的拧紧力矩为2Nm，大规格型号的拧紧力矩为10Nm，它们都可在-10~60℃的温度环境中使用。在室温条件下，它们的拧紧力矩统一是0.5Nm，也就是说：用手即可将它们拧紧。在室温条件下可以承受的压力Z高10bar，Z低-0.95bar。
无需模具即可制造大型O型密封圈
对流程设备的生产厂家和使用者来说，一种无缝大型O型密封件和成型件（直径尺寸的500mm以上）的工艺技术是一种创新。长期以来，这种大型O型密封件只能依靠较大的模具投资在很长的时间内生产出来，或者在带有技术缺陷的情况下制造出来。大型环形件生产制造的难点是：圆形的胶条或者成型件胶条达到要求的长度尺寸时，一般需要裁断，再将裁断后的两个端面连接起来。借助于新的Flexi-Mold工艺技术，Trelleborg公司可以一次生产出大型的O型密封圈或者成型密封件，无需专用模具费，且供货期短。按照这一技术生产的密封圈没有接头，可以经济地、快速地制造出超大型的O型密封圈和成型密封件。在许多流程工业企业中，例如化学工业企业，石油化工企业和医药产品生产企业中，大型O型密封圈和成型密封件都是必不可少的密封件。
笔者建议在直径尺寸大于500mm的O型密封圈、成型密封件或者特殊挤出密封件的生产过程中使用Flexi-Mold工艺技术。这一技术满足了ISO 3601-1标准，AS 568标准和JIS B 2401标准的要求，可以按照任意长度、任意直径制造。在生产制造普通规格尺寸的O型密封圈时，这一工艺技术也省略模具制造费用。按照用户的需要，这一技术可以生产特殊强度和特殊截面形状的密封件。利用Flexi-Mold技术可以生产制造不同材质的O型密封圈和成型密封件，例如可以使用 FFKM，Resifluor，Fluorelastomer，FKM，EPDM和HMBR等满足FDA、USP VI级以及EDR抗爆减压标准、规范要求的原材料。密封件在零缺陷质量控制过程中进行生产、分类、包装和粘贴标签的。原则上，生产100级的产品也是可能的。
