本發(fā)明屬于機(jī)械材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種呼吸閥密封圈材料。

背景技術(shù)：

呼吸人孔、阻火呼吸人孔是安裝在儲罐頂上的安全應(yīng)急通氣裝置，通常與阻火呼吸閥配套使用，既能避免因意外原因造成罐內(nèi)急劇超壓或真空時(shí)，損壞儲罐而發(fā)生事故，又能起到安全阻火作用，是保護(hù)儲罐的安全裝置，特別適用于貯存物料以氮?dú)夥忭數(shù)墓绊敵汗?。具有定壓排放、定壓吸入、開閉靈活、安全阻火、結(jié)構(gòu)緊湊、密封性能好、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。

密封圈作為呼吸閥中重要的部件，其在工作壓力和一定的溫度范圍內(nèi)，應(yīng)具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動提高密封性能。密封圈裝置和運(yùn)動件之間的摩擦力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定。密封圈抗腐蝕能力強(qiáng)，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動補(bǔ)償。結(jié)構(gòu)簡單，使用、維護(hù)方便，使密封圈具有更長的壽命。聚四氟乙烯(PTFE)材料具有優(yōu)良的耐蝕性、耐候性、化學(xué)穩(wěn)定性，并且不沾、無毒、無污染，被稱為“塑料之王”，是一種較好的密封材料，廣泛應(yīng)用于國防、航空航天、醫(yī)學(xué)、石油化工、電子、機(jī)械等許多領(lǐng)域的密封裝置上。中國專利CN 91108190.9公開了一種碳素纖維增強(qiáng)聚四氟乙烯密封材料及其制備方法，以聚四氟乙烯為基料，以碳纖為增強(qiáng)材料，再復(fù)合添加青銅粉、玻纖、石墨粉、二硫化鉬粉、滑石粉等改性材料，經(jīng)粉碎、混合、模壓成型、燒結(jié)、整形檢修等工序而制成，但其導(dǎo)熱性較差，導(dǎo)致其摩擦散熱慢，不利于密封。中國專利CN 100389163公開了一種聚四氟乙烯密封圈材料及其制備方法，以聚四氟乙烯懸浮樹脂粉料為基體材料，包括玻璃纖維、碳纖維、二硫化鉬，以磁粉為填充劑組成，充分混合，模壓成型，其導(dǎo)熱性較差，自潤滑效果不好，不利于密封。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中密封圈存在的導(dǎo)熱性差，自潤滑效果不好，易擠壓變形的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種抗拉、壓強(qiáng)度高、回彈性好、自潤滑效果好、導(dǎo)熱性好、化學(xué)穩(wěn)定性好的呼吸閥密封圈材料及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種呼吸閥密封圈材料，以聚四氟乙烯為主體材料，由以下重量份的原料組成：氯醚橡膠5-10份、丙烯酸酯橡膠10-15份、硼纖維10-15份、碳鋼纖維5-8份、微晶纖維素3-7份、碳納米管復(fù)合材料8-10份、鈦酸鋇3-5份、凹凸棒粘土5-10份、金屬氧化物4-7份、膨潤土3-6份、二辛基琥珀酸磺酸鈉0.5-1份、硫化劑PDM 0.5-1.5份、分散劑WB222 0.5-1份、聚四氟乙烯余量；

所述的碳納米管復(fù)合材料由以下方法制得：首先，羥甲基雙酚A二縮水甘油醚與85％的四氫苯酐混合；其次，加入2-4％的碳納米管并使用高速磁力攪拌器在50-60℃下攪拌1-2h，再超聲分散20-30min；最后，將1％的2-甲基咪唑添加到混合物中在室溫溫度下緩慢攪拌均勻后倒入模具固化，在80℃固化2h，120℃固化3h，135℃固化4-6h，固化后脫模，經(jīng)機(jī)械鍛磨后得碳納米管復(fù)合材料。

具體地，所述的碳納米管直徑為2-50nm。

具體地，所述的金屬氧化物為四氧化三鐵與氧化鋅按質(zhì)量比(3-5):1組成。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明先將碳納米管制成碳納米管復(fù)合材料，使得其易于分散，解決了直接將碳納米管加入到基材原料中而出現(xiàn)的團(tuán)聚問題，使得碳納米管在密封圈材料中均勻分散，充分發(fā)揮了其作用，有效提高了密封圈的耐磨性和耐熱性。

(2)本發(fā)明的橡膠彈性體可以對聚四氟乙烯密封圈的磨耗起補(bǔ)償作用，密封摩擦阻力小，潤滑效果好，大幅度改善密封性能；纖維有利于提高密封圈的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性能，使得密封圈耐磨、耐高壓、耐沖擊、壽命長。

(3)本發(fā)明材料易得、生產(chǎn)成本低、工藝簡單、無污染、適合規(guī)?；a(chǎn)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1

一種呼吸閥密封圈材料，由以下重量份的原料組成：氯醚橡膠8份、丙烯酸酯橡膠12份、硼纖維10份、碳鋼纖維6份、微晶纖維素5份、碳納米管復(fù)合材料9份、鈦酸鋇4份、凹凸棒粘土5份、四氧化三鐵與氧化鋅按質(zhì)量比3:1組成的金屬氧化物5份、膨潤土4份、二辛基琥珀酸磺酸鈉0.8份、硫化劑PDM 0.5份、分散劑WB222 0.5份、聚四氟乙烯余量；

所述的碳納米管復(fù)合材料由以下方法制得：首先，羥甲基雙酚A二縮水甘油醚與85％的四氫苯酐混合；其次，加入直徑為2nm的3％的碳納米管并使用高速磁力攪拌器在55℃下攪拌1-2h，再超聲分散20-30min；最后，將1％的2-甲基咪唑添加到混合物中在室溫溫度下緩慢攪拌均勻后倒入模具固化，在80℃固化2h，120℃固化3h，135℃固化5h，固化后脫模，經(jīng)機(jī)械鍛磨后得碳納米管復(fù)合材料。

上述呼吸閥密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按配比將原料進(jìn)行混合，并進(jìn)行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質(zhì)，得到預(yù)膠粉；

(2)將預(yù)膠粉裝入真空環(huán)境中的壓膜中，在150℃的溫度下加工成型，保溫2h，接著升溫到250℃，保溫1h，在升溫到350℃，保溫5min，冷卻降溫；

(3)將模具置于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化成型。

實(shí)施例2

一種呼吸閥密封圈材料，由以下重量份的原料組成：氯醚橡膠5份、丙烯酸酯橡膠10份、硼纖維15份、碳鋼纖維5份、微晶纖維素3份、碳納米管復(fù)合材料8份、鈦酸鋇3份、凹凸棒粘土7份、四氧化三鐵與氧化鋅按質(zhì)量比4:1組成的金屬氧化物4份、膨潤土3份、二辛基琥珀酸磺酸鈉0.8份、硫化劑PDM 0.5份、分散劑WB222 0.5份、聚四氟乙烯余量；

所述的碳納米管復(fù)合材料由以下方法制得：首先，羥甲基雙酚A二縮水甘油醚與85％的四氫苯酐混合；其次，加入直徑為15nm的3％的碳納米管并使用高速磁力攪拌器在50℃下攪拌1-2h，再超聲分散20-30min；最后，將1％的2-甲基咪唑添加到混合物中在室溫溫度下緩慢攪拌均勻后倒入模具固化，在80℃固化2h，120℃固化3h，135℃固化5h，固化后脫模，經(jīng)機(jī)械鍛磨后得碳納米管復(fù)合材料。

上述呼吸閥密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按配比將原料進(jìn)行混合，并進(jìn)行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質(zhì)，得到預(yù)膠粉；

(2)將預(yù)膠粉裝入真空環(huán)境中的壓膜中，在150℃的溫度下加工成型，保溫2h，接著升溫到250℃，保溫1h，在升溫到350℃，保溫5min，冷卻降溫；

(3)將模具置于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化成型。

實(shí)施例3

一種呼吸閥密封圈材料，由以下重量份的原料組成：氯醚橡膠10份、丙烯酸酯橡膠15份、硼纖維10份、碳鋼纖維7份、微晶纖維素6份、碳納米管復(fù)合材料10份、鈦酸鋇4份、凹凸棒粘土5份、四氧化三鐵與氧化鋅按質(zhì)量比4:1組成的金屬氧化物6份、膨潤土6份、二辛基琥珀酸磺酸鈉0.5份、硫化劑PDM 1份、分散劑WB222 0.5份、聚四氟乙烯余量；

所述的碳納米管復(fù)合材料由以下方法制得：首先，羥甲基雙酚A二縮水甘油醚與85％的四氫苯酐混合；其次，加入直徑為25nm的2％的碳納米管并使用高速磁力攪拌器在55℃下攪拌1-2h，再超聲分散20-30min；最后，將1％的2-甲基咪唑添加到混合物中在室溫溫度下緩慢攪拌均勻后倒入模具固化，在80℃固化2h，120℃固化3h，135℃固化5h，固化后脫模，經(jīng)機(jī)械鍛磨后得碳納米管復(fù)合材料。

上述呼吸閥密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按配比將原料進(jìn)行混合，并進(jìn)行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質(zhì)，得到預(yù)膠粉；

(2)將預(yù)膠粉裝入真空環(huán)境中的壓膜中，在155℃的溫度下加工成型，保溫3h，接著升溫到255℃，保溫1h，在升溫到360℃，保溫5min，冷卻降溫；

(3)將模具置于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化成型。

實(shí)施例4

一種呼吸閥密封圈材料，由以下重量份的原料組成：氯醚橡膠8份、丙烯酸酯橡膠12份、硼纖維15份、碳鋼纖維8份、微晶纖維素6份、碳納米管復(fù)合材料10份、鈦酸鋇4份、凹凸棒粘土5份、四氧化三鐵與氧化鋅按質(zhì)量比5:1組成的金屬氧化物6份、膨潤土6份、二辛基琥珀酸磺酸鈉0.5份、硫化劑PDM 1份、分散劑WB222 0.5份、聚四氟乙烯余量；

所述的碳納米管復(fù)合材料由以下方法制得：首先，羥甲基雙酚A二縮水甘油醚與85％的四氫苯酐混合；其次，加入直徑為35nm的4％的碳納米管并使用高速磁力攪拌器在55℃下攪拌1-2h，再超聲分散20-30min；最后，將1％的2-甲基咪唑添加到混合物中在室溫溫度下緩慢攪拌均勻后倒入模具固化，在80℃固化2h，120℃固化3h，135℃固化5h，固化后脫模，經(jīng)機(jī)械鍛磨后得碳納米管復(fù)合材料。

上述呼吸閥密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按配比將原料進(jìn)行混合，并進(jìn)行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質(zhì)，得到預(yù)膠粉；

(2)將預(yù)膠粉裝入真空環(huán)境中的壓膜中，在155℃的溫度下加工成型，保溫3h，接著升溫到255℃，保溫1h，在升溫到360℃，保溫5min，冷卻降溫；

(3)將模具置于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化成型。

實(shí)施例5

一種呼吸閥密封圈材料，由以下重量份的原料組成：氯醚橡膠8份、丙烯酸酯橡膠12份、硼纖維15份、碳鋼纖維8份、微晶纖維素7份、碳納米管復(fù)合材料8份、鈦酸鋇5份、凹凸棒粘土10份、四氧化三鐵與氧化鋅按質(zhì)量比5:1組成的金屬氧化物7份、膨潤土6份、二辛基琥珀酸磺酸鈉1份、硫化劑PDM 1.5份、分散劑WB222 1份、聚四氟乙烯余量；

所述的碳納米管復(fù)合材料由以下方法制得：首先，羥甲基雙酚A二縮水甘油醚與85％的四氫苯酐混合；其次，加入直徑為50nm的4％的碳納米管并使用高速磁力攪拌器在60℃下攪拌1-2h，再超聲分散20-30min；最后，將1％的2-甲基咪唑添加到混合物中在室溫溫度下緩慢攪拌均勻后倒入模具固化，在80℃固化2h，120℃固化3h，135℃固化5h，固化后脫模，經(jīng)機(jī)械鍛磨后得碳納米管復(fù)合材料。

上述呼吸閥密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按配比將原料進(jìn)行混合，并進(jìn)行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質(zhì)，得到預(yù)膠粉；

(2)將預(yù)膠粉裝入真空環(huán)境中的壓膜中，在160℃的溫度下加工成型，保溫3h，接著升溫到260℃，保溫1h，在升溫到360℃，保溫10min，冷卻降溫；

(3)將模具置于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化成型。

實(shí)施例6

一種呼吸閥密封圈材料，由以下重量份的原料組成：氯醚橡膠8份、丙烯酸酯橡膠10份、硼纖維15份、碳鋼纖維8份、微晶纖維素7份、碳納米管復(fù)合材料10份、鈦酸鋇5份、凹凸棒粘土8份、四氧化三鐵與氧化鋅按質(zhì)量比4:1組成的金屬氧化物4份、膨潤土6份、二辛基琥珀酸磺酸鈉1份、硫化劑PDM 1.5份、分散劑WB222 1份、聚四氟乙烯余量；

所述的碳納米管復(fù)合材料由以下方法制得：首先，羥甲基雙酚A二縮水甘油醚與85％的四氫苯酐混合；其次，加入直徑為25nm的4％的碳納米管并使用高速磁力攪拌器在60℃下攪拌1-2h，再超聲分散20-30min；最后，將1％的2-甲基咪唑添加到混合物中在室溫溫度下緩慢攪拌均勻后倒入模具固化，在80℃固化2h，120℃固化3h，135℃固化5h，固化后脫模，經(jīng)機(jī)械鍛磨后得碳納米管復(fù)合材料。

上述呼吸閥密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按配比將原料進(jìn)行混合，并進(jìn)行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質(zhì)，得到預(yù)膠粉；

(2)將預(yù)膠粉裝入真空環(huán)境中的壓膜中，在160℃的溫度下加工成型，保溫3h，接著升溫到260℃，保溫2h，在升溫到380℃，保溫15min，冷卻降溫；

(3)將模具置于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化成型。

對比例1與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于：

一種呼吸閥密封圈材料，由以下重量份的原料組成：氯醚橡膠8份、丙烯酸酯橡膠12份、硼纖維10份、碳鋼纖維6份、微晶纖維素5份、鈦酸鋇4份、凹凸棒粘土5份、四氧化三鐵與氧化鋅按質(zhì)量比3:1組成的金屬氧化物5份、膨潤土4份、二辛基琥珀酸磺酸鈉0.8份、硫化劑PDM 0.5份、分散劑WB222 0.5份、聚四氟乙烯余量；

上述呼吸閥密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按配比將原料進(jìn)行混合，并進(jìn)行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質(zhì)，得到預(yù)膠粉；

(2)將預(yù)膠粉裝入真空環(huán)境中的壓膜中，在150℃的溫度下加工成型，保溫2h，接著升溫到250℃，保溫1h，在升溫到350℃，保溫5min，冷卻降溫；

(3)將模具置于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化成型。

對比例2與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于：

一種呼吸閥密封圈材料，由以下重量份的原料組成：氯醚橡膠8份、丙烯酸酯橡膠12份、微晶纖維素5份、碳納米管復(fù)合材料9份、鈦酸鋇4份、凹凸棒粘土5份、四氧化三鐵與氧化鋅按質(zhì)量比3:1組成的金屬氧化物5份、膨潤土4份、二辛基琥珀酸磺酸鈉0.8份、硫化劑PDM 0.5份、分散劑WB222 0.5份、聚四氟乙烯余量；

所述的碳納米管復(fù)合材料由以下方法制得：首先，羥甲基雙酚A二縮水甘油醚與85％的四氫苯酐混合；其次，加入直徑為2nm的3％的碳納米管并使用高速磁力攪拌器在55℃下攪拌1-2h，再超聲分散20-30min；最后，將1％的2-甲基咪唑添加到混合物中在室溫溫度下緩慢攪拌均勻后倒入模具固化，在80℃固化2h，120℃固化3h，135℃固化5h，固化后脫模，經(jīng)機(jī)械鍛磨后得碳納米管復(fù)合材料。

上述呼吸閥密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按配比將原料進(jìn)行混合，并進(jìn)行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質(zhì)，得到預(yù)膠粉；

(2)將預(yù)膠粉裝入真空環(huán)境中的壓膜中，在150℃的溫度下加工成型，保溫2h，接著升溫到250℃，保溫1h，在升溫到350℃，保溫5min，冷卻降溫；

(3)將模具置于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化成型。

對上述實(shí)施例制備得到的成品的性能測試如下(測試標(biāo)準(zhǔn)HG/T2579-94)。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。