一種氮化硼填充碳納米?聚四氟乙烯閥門密封圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氮化硼填充的碳納米?聚四氟乙烯閥門密封圈，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、對甲基苯甲酸8?10份、膨潤土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、無水乙醇80?100份、六方氮化硼3?5份、二硅化鉬微粉3?5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。本發(fā)明公開的氮化硼填充的碳納米?聚四氟乙烯閥門密封圈具有良好的密封性能，更強的耐滲透性，耐磨損、使用壽命長。
【專利說明】
一種氮化硼填充碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于閥門密封圈領(lǐng)域，具體涉及一種氮化硼填充聚四氟乙烯閥門密封圈及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]聚四氟乙烯(PTFE)以其高度的化學(xué)穩(wěn)定性，極強的耐高、低溫性能，突出的不粘性，良好的潤滑性，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提高其綜合性能，其中尤以填充改性最為簡單、價格低、效果好而得以普遍采用。然而填料材料會導(dǎo)致聚四氟乙烯的多孔性，并造成變色或污染。
[0003]石墨是聚四氟乙烯常用的填充材料，填充有石墨的聚四氟乙烯中的石墨顆?？赡茏?yōu)橛坞x狀態(tài)而污染介質(zhì)，添加燃料也不能掩飾石墨的黑色。填充有石墨的聚四氟乙烯還具有相當多的空隙。在一些工藝中，填充有石墨的聚四氟乙烯制成的密封墊可能由于介質(zhì)而在結(jié)構(gòu)上弱化，單體介質(zhì)在密封墊中聚合、膨脹并導(dǎo)致密封墊劈裂。
[0004]六方氮化硼(BN)與石墨是等電子體，它具有白色石墨之稱，具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)，有良好的潤滑性，電絕緣性導(dǎo)熱性和耐化學(xué)腐蝕性，具有中子吸收能力?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定對所有熔融金屬化學(xué)呈惰性，成型制品便于機械加工，有很高的耐濕性。本發(fā)明以六方氮化硼代替石墨填充聚四氟乙烯，不僅可以克服石墨填充聚四氟乙烯所存在的多孔性，并且減少污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的首要目的在于提供一種氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其主要是解決填充有石墨的聚四氟乙烯多孔性、易造成介質(zhì)污染等技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案來解決的。
[0007]—種氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門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、對甲基苯甲酸8-10份、膨潤土 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、EDTA20-25份、氨水40-50份、無水乙醇80-100份、六方氮化硼3-5份、二硅化鉬微粉3-5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。
[0008]一種氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下步驟制備而成:
(I)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，濾餅放入無水乙醇中超聲20-30min，在50-60°C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°C，PH為5_7條件下超聲l_3h，靜置1-2h，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲I _3h，靜置1-2h，過濾，50-60 °C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、對羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散l_3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，70-90 0C酯化S-1Oh，加入膨潤土，超聲分散0.5-lh,提高反應(yīng)溫度到180-200 °C進行縮聚，縮聚20-30h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
[0009](3)碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、六方氮化硼、二硅化鉬微粉混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在40?100°C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I?30min;再將成型的產(chǎn)品進行燒結(jié)，冷卻至室溫，即獲得本發(fā)明所制備的氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。
[0010]所述聚四氟乙烯樹脂為懸浮聚四氟乙烯樹脂，其粒徑分布為15?60μπι;所述六方氮化硼、二硅化鉬微粉、二硫化鉬、膨潤土的粒徑為10?50μπι;球磨后聚苯酯修飾碳納米管的粒徑為10-50μπι。
[0011]相比于石墨填充的聚四氟乙烯閥門密封圈，本發(fā)明提供的氮化硼填充的聚四氟乙烯閥門密封圈具有良好的密封性能，更強的耐滲透性，耐磨損、使用壽命長。
【具體實施方式】
[0012]—種氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，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8份、對甲基苯甲酸10份、膨潤土 I份、二苯醚8份、鈦酸丁酯I份、60-70%次氯酸鈉20份、EDTA 20份、氨水40份、無水乙醇80份、六方氮化硼5份、二硅化鉬微粉5份、二硫化鉬I份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 3份、氯化銨1份、尿素30份、水30份。
[0013]—種氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，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70%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌1h，抽濾，濾餅放入無水乙醇中超聲30min，在60°C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，70°C 411為6條件下超聲211，靜置211，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲2h，靜置2h，過濾，60 °C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、對羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散2h，在加入催化劑鈦酸丁酯，85°C酯化8h，加入膨潤土，超聲分散lh，提高反應(yīng)溫度到180°C進行縮聚，縮聚30h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
[0014](3)碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、六方氮化硼、二硅化鉬微粉混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在70°C下干燥，將干燥的混合原料在40MPa冷模壓成型，加壓速率8MPa/min并保壓30min;再將成型的產(chǎn)品進行燒結(jié)，冷卻至室溫，即獲得氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。
[0015]經(jīng)測試:拉升強度28MPa;斷裂伸長率230%;沖擊強度22.5KJ/m;彎曲強度27MPa;磨耗4.2mm3(負載250N，線速度2m/s，時間3分鐘)。
[0016]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，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)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門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、對甲基苯甲酸8-10份、膨潤土 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、無水乙醇80-100份、六方氮化硼3_5份、二硅化鉬微粉3_5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。2.—種氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下步驟制備而成: 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，濾餅放入無水乙醇中超聲20-30min，在50-60°C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°C，PH為5_7條件下超聲l_3h，靜置1-2h，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲I _3h，靜置1-2h，過濾，50-60 °C真空干燥20-30h，的到活性碳納米管； 聚苯酯修飾碳納米管 將活性碳納米管、苯酚、對羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散l_3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，70-90 0C酯化S-1Oh，加入膨潤土，超聲分散0.5-lh，提高反應(yīng)溫度到180-200 °C進行縮聚，縮聚20-30h，得到聚苯酯修飾碳納米管； 碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備 先將聚苯酯修飾碳納米管進行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、六方氮化硼、二硅化鉬微粉混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在40?100°C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I?30min;再將成型的產(chǎn)品進行燒結(jié)，冷卻至室溫，即獲得本發(fā)明所制備的氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。3.—種氮化硼填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述聚四氟乙烯樹脂為懸浮聚四氟乙烯樹脂，其粒徑分布為15?60μπι;所述六方氮化硼、二硅化鉬微粉、二硫化鉬、膨潤土的粒徑為1?50μηι;球磨后聚苯酯修飾碳納米管的粒徑為10-50μηι。
【文檔編號】C08K9/02GK106084579SQ201610437233
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】胡光榮
【申請人】安徽榮達閥門有限公司