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
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于閥門密封圈領域，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用。
【背景技術】
[0002]聚四氟乙烯(PTFE)以其高度的化學穩(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)、紡織等領域具有廣泛的應用.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，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而在結構上弱化，單體介質在密封墊中聚合、膨脹并導致密封墊劈裂。
[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構，有良好的潤滑性，電絕緣性導熱性和耐化學腐蝕性，具有中子吸收能力。化學性質穩(wěn)定對所有熔融金屬化學呈惰性，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、易造成介質污染等技術問題。
[0006]本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案來解決的。
[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，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，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，任何熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明所揭露的技術范圍內，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權項】
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，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