本發(fā)明屬于機械材料技術領域，具體涉及一種密封圈材料的制備方法及其制備方法。
背景技術：
呼吸人孔、阻火呼吸人孔是安裝在儲罐頂上的安全應急通氣裝置，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急劇超壓或真空時，損壞儲罐而發(fā)生事故，又能起到安全阻火作用，是保護儲罐的安全裝置，特別適用于貯存物料以氮氣封頂的拱頂常壓罐。具有定壓排放、定壓吸入、開閉靈活、安全阻火、結構緊湊、密封性能好、安全可靠等優(yōu)點。
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，應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。密封圈裝置和運動件之間的摩擦力要小，摩擦系數要穩(wěn)定。密封圈抗腐蝕能力強，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償。結構簡單，使用、維護方便，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，廣泛應用于國防、航空航天、醫(yī)學、石油化工、電子、機械等許多領域的密封裝置上。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，以碳纖為增強材料，再復合添加青銅粉、玻纖、石墨粉、二硫化鉬粉、滑石粉等改性材料，經粉碎、混合、模壓成型、燒結、整形檢修等工序而制成，但其導熱性較差，導致其摩擦散熱慢，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，其導熱性較差，自潤滑效果不好，不利于密封。
技術實現要素：
為克服現有技術中密封圈存在的導熱性差，自潤滑效果不好，易擠壓變形的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種抗拉、壓強度高、回彈性好、自潤滑效果好、導熱性好、化學穩(wěn)定性好的密封圈材料的制備方法及其制備方法。
為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
一種密封圈材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)按配比將氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠、硼纖維、碳鋼纖維、微晶纖維素、碳納米管復合材料、鈦酸鋇、凹凸棒粘土、金屬氧化物、膨潤土、二辛基琥珀酸磺酸鈉、硫化劑PDM、分散劑WB222和聚四氟乙烯進行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質，得到預膠粉；
(2)將預膠粉裝入真空環(huán)境中的壓膜中，在150-160℃的溫度下加工成型，保溫2-3h，接著升溫到250-260℃，保溫1-2h，在升溫到350-380℃，保溫5-15min；
(3)將模具置于平板硫化機中進行硫化成型；
其中，各組分的重量份組成為：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，經機械鍛磨后得碳納米管復合材料。
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的團聚問題，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械強度、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、生產成本低、工藝簡單、無污染、適合規(guī)?；a。
具體實施方式
現在結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
實施例1
一種密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)按配比將氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠、硼纖維、碳鋼纖維、微晶纖維素、碳納米管復合材料、鈦酸鋇、凹凸棒粘土、金屬氧化物、膨潤土、二辛基琥珀酸磺酸鈉、硫化劑PDM、分散劑WB222和聚四氟乙烯進行混合，并進行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質，得到預膠粉；
(2)將預膠粉裝入真空環(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中進行硫化成型；
其中，各組分的重量份組成為：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；
碳納米管復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，經機械鍛磨后得碳納米管復合材料。
實施例2
一種密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)按配比將氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠、硼纖維、碳鋼纖維、微晶纖維素、碳納米管復合材料、鈦酸鋇、凹凸棒粘土、金屬氧化物、膨潤土、二辛基琥珀酸磺酸鈉、硫化劑PDM、分散劑WB222和聚四氟乙烯進行混合，并進行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質，得到預膠粉；
(2)將預膠粉裝入真空環(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中進行硫化成型；
其中，各組分的重量份組成為：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，經機械鍛磨后得碳納米管復合材料。
實施例3
一種密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)按配比將氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠、硼纖維、碳鋼纖維、微晶纖維素、碳納米管復合材料、鈦酸鋇、凹凸棒粘土、金屬氧化物、膨潤土、二辛基琥珀酸磺酸鈉、硫化劑PDM、分散劑WB222和聚四氟乙烯進行混合，并進行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質，得到預膠粉；
(2)將預膠粉裝入真空環(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中進行硫化成型；
其中，各組分的重量份組成為：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；
上述的碳納米管復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，經機械鍛磨后得碳納米管復合材料。
實施例4
一種密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)按配比將氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠、硼纖維、碳鋼纖維、微晶纖維素、碳納米管復合材料、鈦酸鋇、凹凸棒粘土、金屬氧化物、膨潤土、二辛基琥珀酸磺酸鈉、硫化劑PDM、分散劑WB222和聚四氟乙烯進行混合，并進行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質，得到預膠粉；
(2)將預膠粉裝入真空環(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中進行硫化成型；
其中，各組分的重量份組成為：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；
上述的碳納米管復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，經機械鍛磨后得碳納米管復合材料。
實施例5
一種密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)按配比將氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠、硼纖維、碳鋼纖維、微晶纖維素、碳納米管復合材料、鈦酸鋇、凹凸棒粘土、金屬氧化物、膨潤土、二辛基琥珀酸磺酸鈉、硫化劑PDM、分散劑WB222和聚四氟乙烯進行混合，并進行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質，得到預膠粉；
(2)將預膠粉裝入真空環(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中進行硫化成型；
其中，各組分的重量份組成為：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；
上述的碳納米管復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，經機械鍛磨后得碳納米管復合材料。
實施例6
一種密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)按配比將氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠、硼纖維、碳鋼纖維、微晶纖維素、碳納米管復合材料、鈦酸鋇、凹凸棒粘土、金屬氧化物、膨潤土、二辛基琥珀酸磺酸鈉、硫化劑PDM、分散劑WB222和聚四氟乙烯進行混合，并進行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質，得到預膠粉；
(2)將預膠粉裝入真空環(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中進行硫化成型；
其中，各組分的重量份組成為：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；
上述的碳納米管復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，經機械鍛磨后得碳納米管復合材料。
對比例1與實施例1基本相同，不同之處在于：
一種密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)按配比將氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠、硼纖維、碳鋼纖維、微晶纖維素、碳納米管復合材料、鈦酸鋇、凹凸棒粘土、金屬氧化物、膨潤土、二辛基琥珀酸磺酸鈉、硫化劑PDM、分散劑WB222和聚四氟乙烯進行混合，并進行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質，得到預膠粉；
(2)將預膠粉裝入真空環(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中進行硫化成型；
其中，各組分的重量份組成為：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。
對比例2與實施例1基本相同，不同之處在于：
一種密封圈材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)按配比將氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠、硼纖維、碳鋼纖維、微晶纖維素、碳納米管復合材料、鈦酸鋇、凹凸棒粘土、金屬氧化物、膨潤土、二辛基琥珀酸磺酸鈉、硫化劑PDM、分散劑WB222和聚四氟乙烯進行混合，并進行粉碎，將混合粉碎后的膠粉過濾以除去雜質，得到預膠粉；
(2)將預膠粉裝入真空環(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中進行硫化成型；
其中，各組分的重量份組成為：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；
上述的碳納米管復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，經機械鍛磨后得碳納米管復合材料。
對上述實施例制備得到的成品的性能測試如下(測試標準HG/T2579-94)。
以上述依據本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。