本發(fā)明涉及一種密封墊的制備領(lǐng)域，更具體的是涉及一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、密封墊廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備、管道系統(tǒng)及容器中，用于防止液體或氣體的泄漏。在工業(yè)生產(chǎn)中，密封墊通常處于高溫、高壓、化學(xué)腐蝕及機械應(yīng)力等惡劣環(huán)境下工作，因此對密封墊的性能要求十分嚴格。傳統(tǒng)密封墊材料多為橡膠、石墨、金屬等材料，這些材料雖然能夠在一定條件下提供良好的密封效果，但其長期使用過程中往往面臨老化、磨損、疲勞等問題，進而導(dǎo)致密封失效。

2、在惡劣工況下，密封墊的局部損傷是不可避免的。當密封墊產(chǎn)生微裂紋或輕微破損時，若不能及時修復(fù)，將引起密封失效，導(dǎo)致設(shè)備停機檢修，甚至引發(fā)安全事故。因此，如何提升密封墊的抗損傷能力同時保持密封性能成為了業(yè)界亟待解決的難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊及其制備方法，具體方案如下：

2、一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊，所述的密封墊包括以下質(zhì)量百分比的各組分：

3、基礎(chǔ)密封材料50～70％，所述的基礎(chǔ)密封材料為聚四氟乙烯和氟橡膠的混合物；

4、自修復(fù)功能材料10～30％；所述的自修復(fù)功能材料包括自修復(fù)微膠囊，所述的自修復(fù)微膠囊包括修復(fù)劑和固化劑；

5、無機填充劑5～20％；所述的無機填充劑為碳納米管以及氧化鋁中的一種或兩種的組合物；

6、交聯(lián)劑1～5％；所述的交聯(lián)劑為異氰酸酯類化合物；

7、其余為助劑。

8、進一步的，所述的修復(fù)劑為雙酚a型環(huán)氧樹脂，所述雙酚a型環(huán)氧樹脂的用量為自修復(fù)微膠囊用量的60～80％。

9、進一步的，所述的固化劑為聚酰胺和酯環(huán)胺的混合物；聚酰胺與酯環(huán)胺的比例為1：1；固化劑的用量為微膠囊用量的20～40％。

10、進一步的，碳納米管的加入量為3～5％，氧化鋁的加入量為10～15％。

11、進一步的，自修復(fù)微膠囊的直徑為50～100μm。

12、進一步的，所述的交聯(lián)劑為甲苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物。

13、一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟：

14、s1、制備自修復(fù)功能材料；

15、s2、將基礎(chǔ)密封材料、無機填充劑和自修復(fù)功能材料放入高速攪拌機中，溫度控制在50～60℃，攪拌時間為30分鐘，確保材料均勻混合；在上述混合物中加入交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌10～15分鐘，以確保各組分充分混合；

16、s3、將混合均勻的材料轉(zhuǎn)移至模具中，進行熱壓成型；

17、s4、熱壓成型后，自然冷卻至室溫；冷卻后，將密封墊從模具中取出，檢查其表面是否有氣泡、裂紋或其他缺陷；

18、s5、將脫模后的密封墊放入烘箱中，進行二次固化處理；固化溫度為100℃；固化時間為2小時。

19、進一步的，s1包括以下子步驟：

20、s101：選擇雙酚a型環(huán)氧樹脂作為修復(fù)劑，使用聚酰胺和脂環(huán)胺的混合物作為固化劑；選擇聚乙烯醇作為乳化劑，濃度為1～2wt％；選擇尿素-甲醛樹脂作為微膠囊的壁材；

21、s102：在反應(yīng)釜中加入去離子水，并加入1～2wt％的聚乙烯醇溶液；攪拌速度設(shè)置為500rpm，溫度保持在30～40℃，使乳化劑完全溶解；將稱量好的環(huán)氧樹脂緩慢加入到乳化體系中；提高攪拌速度至800～1000rpm，繼續(xù)攪拌30～60分鐘，使環(huán)氧樹脂在水相中分散形成直徑為50～100μm的油滴；

22、s103：在乳化體系穩(wěn)定后，將預(yù)先混合好的聚酰胺和脂環(huán)胺的混合物緩慢加入反應(yīng)釜中；攪拌速度保持在800～1000rpm，攪拌時間為10～15分鐘，確保固化劑均勻分布在微膠囊的液相中；

23、s104：在反應(yīng)釜中逐步加入尿素-甲醛樹脂溶液，保持攪拌速度為500～800rpm；加熱反應(yīng)體系至60～70℃，反應(yīng)時間為2～3小時；

24、s105：縮聚反應(yīng)完成后，將體系逐漸冷卻至室溫，并繼續(xù)攪拌30分鐘，使微膠囊進一步固化；將生成的微膠囊懸浮液通過真空過濾分離，得到固態(tài)微膠囊；使用去離子水清洗2～3次，以去除表面的未反應(yīng)單體和乳化劑殘留物，干燥篩分后得到最終的自修復(fù)功能材料。

25、有益效果：

26、本發(fā)明提供了一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊及其制備方法，包括以下優(yōu)勢：

27、(1)在密封墊原料中添加自修復(fù)功能材料，內(nèi)部的自修復(fù)微膠囊能夠自動釋放修復(fù)劑和固化劑，使裂紋迅速填補并固化，大大提高了密封墊的使用壽命和可靠性。該自修復(fù)功能尤其適用于高溫高壓環(huán)境中頻繁受損的密封墊，有效減少了因密封墊損壞導(dǎo)致的設(shè)備停機時間和維護成本。

28、(2)通過合理配比聚四氟乙烯、氟橡膠及無機填充劑，本發(fā)明中的密封墊具有良好的密封性，能在-20℃到200℃的寬溫度范圍和0.5～5mpa的高壓條件下保持穩(wěn)定的密封效果。

29、(3)本發(fā)明中的密封墊材料含有ptfe和氟橡膠的復(fù)合結(jié)構(gòu)，賦予了其卓越的耐化學(xué)腐蝕性，能夠在酸、堿等腐蝕性介質(zhì)中長期使用，適合化工生產(chǎn)中腐蝕性介質(zhì)的密封應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊，其特征在于，所述的密封墊包括以下質(zhì)量百分比的各組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊，其特征在于，所述的修復(fù)劑為雙酚a型環(huán)氧樹脂，所述雙酚a型環(huán)氧樹脂的用量為自修復(fù)微膠囊用量的60～80％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊，其特征在于，所述的固化劑為聚酰胺和酯環(huán)胺的混合物；聚酰胺與酯環(huán)胺的比例為1：1；固化劑的用量為微膠囊用量的20～40％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊，其特征在于，碳納米管的加入量為3～5％，氧化鋁的加入量為10～15％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊，其特征在于，自修復(fù)微膠囊的直徑為50～100μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊，其特征在于，所述的交聯(lián)劑為甲苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物。

7.如權(quán)利要求1～6所述的一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊的制備方法，其特征在于，s1包括以下子步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種具有自修復(fù)功能的高性能密封墊及其制備方法。該密封墊包括：基礎(chǔ)密封材料、自修復(fù)功能材料、無機填充劑、交聯(lián)劑及其他助劑。自修復(fù)微膠囊內(nèi)含雙酚A型環(huán)氧樹脂作為修復(fù)劑，聚酰胺和酯環(huán)胺的混合物作為固化劑，微膠囊的直徑為50～100μm。本發(fā)明通過將上述組分在特定溫度和時間下均勻混合后進行熱壓成型，并經(jīng)二次固化處理，制備出高性能密封墊。該密封墊具有優(yōu)異的密封性、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕和耐磨損性能，同時具備自修復(fù)能力。當密封墊出現(xiàn)裂紋或損傷時，微膠囊中的修復(fù)劑和固化劑自動釋放，填補裂紋并固化，實現(xiàn)自我修復(fù)，從而延長密封墊的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：施正良,楊懷明,王頂明
受保護的技術(shù)使用者：鎮(zhèn)江瑞昊工程塑料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17