CN101864337A - 一种吸容性密封填料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸容性密封填料及其制备方法，所述吸容性密封填料按重量百分比计算，由72~84%的混合组料和16~28%甲基硅油混合组成；其中：按重量百分比计算，混合组料由68~72%聚四氟乙烯粉，23~27%玻璃纤维粉，3~7%(非金属矿物质)填充剂混合组成。所述制备方法按下列步骤进行：混合、压板、裁条、压条。本发明自润滑性能良好，耐磨、摩擦系数小，并具有较高的塑性，有足够的化学稳定性，填料不被介质泡胀、溶解；且制造简单、装填方便，生产成本低，可大规模生产和推广使用。

Description

一种吸容性密封填料及其制备方法

技术领域

本发明属于密封填料领域，具体涉及一种吸容性密封填料及其制备过程，其主要用于盘根填料密封、转轴密封等。

背景技术

转轴的填料密封俗称盘根密封，其密封原理是主要取决于迷宫效应和轴承效应；所谓迷宫效应为：轴在微观下表面非常的不平整，与盘根只能部分贴合，而部分未接触，所以在盘根和轴之间着微小的间隙，像迷宫一样，带压介质在间隙中多次被节流，从而达到密封的作用；所谓轴承效应为：在盘根填料和轴之间会存在着一层薄薄液膜，使盘根填料和轴类似于滑动轴承，起到了一定的润滑作用，从而避免了盘根和轴的过度磨损。但由于受密封介质的温度、压力、设备的线速度、表面粗糙度、同轴度和径跳等因素的影响，对盘根材料的特性有以下要求：弹塑性好、化学稳定性高、不渗透性强、自润滑性好等，同时还需拆装方便、制造简单，价格低廉；而上述材料的特性直接影响着盘根填料的密封性能和使用寿命，能完全符合上述所有性能的材料很少，所以为获得优质的密封材料和提高密封性能，其常用的方法主要有：改进盘根填料的形式和改进盘根填料的材料成分两种。而传统的盘根是纤维编织结构，为减少渗漏量，需使盘根与轴产生摩擦；所以，传统盘根存在泄漏严重，对轴磨损大、能耗大、维护频繁等明显缺陷。另外传统密封填料是靠盘根和轴的压紧力来实现密封的，为避免对轴的磨损，必须留有渗漏通道，故密封效果差，其渗漏量在每分钟40滴以上，而且一般密封填料的使用寿命在2个月左右；

同时传统密封填料还存在如下缺陷：

1、传统密封填料会把轴套磨出一道道沟痕，需定期更换轴套。

2、传统密封填料必须压紧在轴上实现密封，水泵的功率损耗大。

3、传统密封填料不能容纳杂质，杂质进入密封部位后，会对轴造成磨损。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提高一种新型的吸容性密封填料及其制备方法，该密封填料具有密封效果好、维护少，使用寿命长，对轴套磨损小，轴套使用寿命长等特点。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种吸容性密封填料，所用材料按重量百分比计算：由72~84%的混合组料和16~28%甲基硅油混合组成；

其中: 按重量百分比计算，混合组料由68~72%聚四氟乙烯粉，23~27%玻璃纤维粉，3~7%填充剂混合组成。

根据其配方比例不同所制产品的表面硬度和压缩回弹率的不同，为进一步提高本产品的使用效果和使用寿命，本发明作进一步研究，同时也是本发明的优选实施例：

本发明密封填料按重量百分比计算，当所述混合组料占72~75%，甲基硅油占25~28%时，本发明特别适用于弱碱性介质环境中。

本发明密封填料按重量百分比计算，当所述混合组料占78~80%，甲基硅油占20~22%时，本发明特别适用于弱酸性介质环境中。

本发明密封填料按重量百分比计算，当所述混合组料占82~84%，甲基硅油占16~18%时，本发明特别适用于水性介质环境中。

根据使用环境、性能和使用场合需求，本发明中的填充剂可为鳞片石墨粉、滑石粉或氧化铁红。

本发明的制备方法如下：

（1）混合：计量配料，先将混合组料充分混合后与甲基硅油混合形成约3~6mm直径的圆球；

（2）压板：把步骤（1）中形成的混合料根据产品所需厚度在压力机上模压成板材；其中，模压温度控制在90~110℃之间，模压次数在4~6次，压力为20~25MPa；

（3）裁条：对照成品的截面积尺寸，将其扩大1.1~1.3倍后除以板材厚度得出裁切宽度后，将上述板材切割成条料；

（4）压条：将条料在压条机上使条料的宽度压到规定的宽度尺寸。

本发明中所用的原料特性如下：其中， 

甲基硅油无色、无味，不溶剂于水、甲醇、乙二醇，可与苯、二甲醚、甲乙酮、四氯化碳或煤油互溶，具有很小的蒸气压，较高的闪点和燃点。甲基硅油具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力，还具有低的黏温系数，较高的抗压缩性；具有优异的电绝缘性能和耐热性，闪点高、凝固点低，可在-50～+200℃温度范围内长期使用。黏温系数小，压缩率大，表面张力小，憎水防潮性好，比热容和导热系数小。  

聚四氟乙烯是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。能在+250℃至-180℃的温度下长期工作，除熔融金属钠和液氟外，能耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化。

玻璃纤维粉作为填料被广泛应用于聚四氟乙烯等工程材料；它能提高制品的硬度、抗压强度，提高制品的耐磨性，在常温或高温下均具有良好的抗蠕变性能，具有很好的增强效果，同时可降低制品的收缩率，降低制品的生产成本。本发明中玻璃纤维粉选用直径：7-12UM，粒度：300-400目的纤维粉。

鳞片石墨粉具有鳞片结晶完整，片薄且韧性好，物理化学性能优异，具有良好的耐温性、自润滑性、传导性、抗热震性、耐腐蚀性等性能。

氧化铁红具有优越的耐光、耐高温性能，并耐大气影响、耐污浊气体、耐一切碱类。在浓酸中只有在加热情况下才逐渐被溶解。故可在碱性条件下作为本发明配方中的一种优选配合使用。  

滑石粉具有润滑性、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、柔软、吸附力强等优良的物理、化学特性，用于橡胶、塑料等行业可作为强化改质填充剂，可增加产品行状的稳定，增加张力强度，绕曲强度，压力强度，降低变形，伸张率，热膨胀系数等。故可在酸性条件下作为本发明配方中的一种优选配合使用。

本发明密封填料的密封原理：利用本品具有良好的自润滑性能、微观连续的光滑表面，这种表面具有极低的摩擦系数；在水的作用下，动态形成了与旋转轴相配合的表面，而且在配合表面之间，存在着连续的液膜，这种液膜起到优良的密封和润滑作用。

本发明具有以下优点：

1、本发明是通过其光滑表面与轴之间形成液膜实现密封，无需渗漏通道，密封效果好。

2、本发明使用后其一般渗漏量可控制在每分钟6滴以内，如果泵体精度高，可实现无渗漏。

3、本发明使用寿命长，可达半年以上，且不需要定期维护。

4、本发明具有可塑性，在压紧力作用下能产生一定的径向力并紧密与轴接触，其对轴套磨损小，轴套使用寿命长。

5、本发明使用后与泵轴间形成有液膜，故对泵轴的摩擦力小，所以可减少水泵的功率损耗。

6、本发明具有超塑性，当杂质进入密封部位后会被密封填料吸收，融入到填料内，对轴不产生摩擦。

7、本发明具有足够的化学稳定性，填料不被介质泡胀、溶解。

具体实施方式

   以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

以制造100克吸容性密封填料为例，其由82g的混合组料和18g甲基硅油混合组成；其中：82g的混合组料由57.4g聚四氟乙烯粉，20.5g玻璃纤维粉，4.1g鳞片石墨粉混合组成,其特别适用于水介质中运用。

实施例2：            

以制造100克吸容性密封填料为例，其由78g的混合组料和22g甲基硅油混合组成；其中：78g的混合组料由54g聚四氟乙烯粉，20g玻璃纤维粉，4g滑石粉混合组成,其特别适用于弱酸性介质环境中运用。

实施例3：

以制造100克吸容性密封填料为例，其由73g的混合组料和27g甲基硅油混合组成；其中：73g的混合组料由50g聚四氟乙烯粉，18g玻璃纤维粉，5g氧化铁红粉混合组成,其特别适用于弱碱性介质环境中运用。

本发明的按一般制备工艺过程如下：

（1）混合：计量配料，先将混合组料充分混合后与甲基硅油混合形成约5mm直径的圆球；

（2）压板：把步骤（1）中形成的混合料根据产品所需厚度在具有加热装置的压力机上模压成板材；其中，模压温度控制在100℃之间，模压次数在5次，压力为22MPa；

（3）裁条：对照成品的截面积尺寸，将其扩大1.2倍后除以板材厚度得出裁切宽度后，将上述板材切割成条料；

（4）压条：把切割下的条料在专用的压条机上使条料的宽度压到规定的宽度尺寸。要求表面平整、无缺损、无变形、无扭曲等缺陷。

本发明根据其配方、表面硬度和压缩回弹率，分别适用于在水、弱酸、弱碱等介质中运用，其进口的压力为2MPa、1MPa、0.5MPa，温度为80~130℃、40~80℃、-25~40℃，允许杂质含量到30%左右的工况下使用。

本发明自润滑性能良好，耐磨、摩擦系数小，并具有较高的塑性，有足够的化学稳定性，填料不被介质泡胀、溶解；且制造简单、装填方便，生产成本低，可大规模生产和推广使用。

Claims (6)

1.一种吸容性密封填料，其特征在于：按重量百分比计算，由72~84%的混合组料和16~28%甲基硅油混合组成；

其中：按重量百分比计算，混合组料由68~72%聚四氟乙烯粉，23~27%玻璃纤维粉，3~7%（非金属矿物质）填充剂混合组成。

2.根据权利要求1所述的吸容性密封填料，其特征在于：按重量百分比计算，所述材料由72~75%的混合组料和25~28%甲基硅油组成。

3.根据权利要求1所述的吸容性密封填料，其特征在于：按重量百分比计算，所述材料由78~80%的混合组料和20~22%甲基硅油组成。

4.根据权利要求1所述的吸容性密封填料，其特征在于：按重量百分比计算，所述材料由82~84%的混合组料和16~18%甲基硅油组成。

5.根据权利要求1至4任一项所述的吸容性密封填料，其特征在于：所述填充剂为鳞片石墨粉、滑石粉或氧化铁红。

6.一种制备如权利要求1所述的吸容性密封填料的方法，其特征在于：按下列步骤进行：

（1）混合：计量配料，先将混合组料充分混合后与甲基硅油混合形成约3~6mm直径的圆球；

（2）压板：把步骤（1）中形成的混合料根据产品所需厚度在压力机上模压成板材；其中，模压温度控制在90~110℃之间，模压次数在4~6次，压力为20~25MPa；

（3）裁条：对照成品的截面积尺寸，将其扩大1.1~1.3倍后除以板材厚度得出裁切宽度后，将上述板材切割成条料；

（4）压条：将条料在压条机上使条料的宽度压到规定的宽度尺寸。