本發(fā)明屬于閥門(mén)密封圈領(lǐng)域，具體涉及一種青銅粉填充的聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚四氟乙烯（PTFE）以其高度的化學(xué)穩(wěn)定性，極強(qiáng)的耐高、低溫性能，突出的不粘性，良好的潤(rùn)滑性，優(yōu)異的電絕緣性、耐老化性，極小的吸水性等，使其在航空航天、石油化工、機(jī)械工業(yè)、電子電器、食品工業(yè)、紡織等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用．但也因其存在機(jī)械性能較差，線膨脹系數(shù)大，耐蠕變性差，耐磨損性差，硬度低，成型和二次加工困難等缺陷，使其應(yīng)用范圍受到一定的限制。為了改善和克服純PTFE的缺陷，常采用表面改性，填充改性和共混改性等手段來(lái)提高其綜合性能，其中尤以填充改性最為簡(jiǎn)單、價(jià)格低、效果好而得以普遍采用。
專利號(hào)CN103627119A公開(kāi)了一種聚四氟乙烯減震器墊片，由下述組分按重量份組成：聚四氟乙烯100份，玻璃纖維20-30份，四針狀氧化鋅晶須4-8份，青銅粉2-4份，石墨1-3份。該聚四氟乙烯減震器墊片具有良好的耐燃、耐溫、不黏性的特點(diǎn)，熱穩(wěn)定性強(qiáng)和回彈性高。
本發(fā)明采用用青銅粉、石墨和聚苯酯修飾的碳纖維填充聚四氟乙烯，制備得到的青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，具有良好的耐燃、耐溫、不黏性的特點(diǎn)，熱穩(wěn)定性強(qiáng)和回彈性高，特別具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和較高抗壓性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的首要目的在于提供一種青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，該碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈具有良好的耐燃、耐溫、不黏性的特點(diǎn)，熱穩(wěn)定性強(qiáng)和回彈性高。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述熱穩(wěn)定性強(qiáng)和回彈性高碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈的制備方法。
一種青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，其特征在于，所述閥門(mén)密封圈由如下重量份的組分制備而成：聚四氟乙烯100份、碳納米管5-8份、苯酚8-10份、對(duì)甲基苯甲酸8-10份、膨潤(rùn)土1-2份、二苯醚5-8份、鈦酸丁酯1-3份、60-70%次氯酸鈉20-25份、EDTA 20-25份、氨水40-50份、無(wú)水乙醇80-100份、四針狀氧化鋅晶須2-4份、青銅粉4-5份、石墨1-3份、二硫化鉬1-2份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 1-3份、氯化銨9-10份、尿素30-35份、水30-35份。
一種青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，其特征在于，所述閥門(mén)密封圈由如下步驟制備而成：
（1）碳納米管的的活化
A 碳納米管的氧化改性
先將二硫化鉬分散在60-70%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌10-12h，抽濾，濾餅放入無(wú)水乙醇中超聲20-30min，在50-60℃真空干燥20-30h，的到氧化改性的碳納米管；
B 碳納米管的活化
將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，50-70℃，PH為5-7條件下超聲1-3h，靜置1-2h，過(guò)濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲1-3h，靜置1-2h，過(guò)濾，50-60℃真空干燥20-30h，的到活性碳納米管；
（2）聚苯酯修飾碳納米管
將活性碳納米管、苯酚、對(duì)羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散1-3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，70-90℃酯化8-10h，加入膨潤(rùn)土，超聲分散0.5-1h，提高反應(yīng)溫度到180-200℃進(jìn)行縮聚，縮聚20-30h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
（3）碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進(jìn)行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、四針狀氧化鋅晶須、青銅粉、石墨混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在40～100℃下干燥，將干燥的混合原料在20～60MPa冷模壓成型，加壓速率5-10MPa/min并保壓1～30min；再將成型的產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫，即獲得本發(fā)明所制備的青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈。
所述聚四氟乙烯樹(shù)脂為懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂，其粒徑分布為15～60μm；所述四針狀氧化鋅晶須、青銅粉、石墨、二硫化鉬、膨潤(rùn)土的粒徑為10～50μm；球磨后聚苯酯修飾碳納米管的粒徑為10-50μm。
相比于其他的聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，本發(fā)明提供的青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈具有良好的耐燃、耐溫、不黏性的特點(diǎn)，熱穩(wěn)定性強(qiáng)和回彈性高，特別具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和較高抗壓性能。
具體實(shí)施方式
一種青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，其特征在于，所述閥門(mén)密封圈由如下重量份的組分制備而成：聚四氟乙烯100份、碳納米管5份、苯酚10份、對(duì)甲基苯甲酸8份、膨潤(rùn)土1份、二苯醚5份、鈦酸丁酯1份、60-70%次氯酸鈉20份、EDTA 25份、氨水50份、無(wú)水乙醇100份、四針狀氧化鋅晶須4份、青銅粉5份、石墨3份、二硫化鉬2份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 3份、氯化銨9份、尿素35份、水35份。
一種青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，由如下步驟制備而成：
（1）碳納米管的的活化
A 碳納米管的氧化改性
先將二硫化鉬分散在60%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌12h，抽濾，濾餅放入無(wú)水乙醇中超聲30min，在60℃真空干燥20h，的到氧化改性的碳納米管；
B 碳納米管的活化
將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，50℃，PH為5條件下超聲1h，靜置2h，過(guò)濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲2h，靜置2h，過(guò)濾，60℃真空干燥30h，的到活性碳納米管；
（2）聚苯酯修飾碳納米管
將活性碳納米管、苯酚、對(duì)羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，90℃酯化8h，加入膨潤(rùn)土，超聲分散1h，提高反應(yīng)溫度到200℃進(jìn)行縮聚，縮聚20h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
（3）碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進(jìn)行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、四針狀氧化鋅晶須、青銅粉、石墨混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在100℃下干燥，將干燥的混合原料在60MPa冷模壓成型，加壓速率5MPa/min并保壓30min；再將成型的產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫，即獲得青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈。
經(jīng)測(cè)試：拉升強(qiáng)度27MPa；斷裂伸長(zhǎng)率210%；沖擊強(qiáng)度20.5KJ/m；彎曲強(qiáng)度27MPa；磨耗4.0mm3（負(fù)載250N，線速度2m/s，時(shí)間3分鐘）。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。