CN102757607B - 一种含氟密封软填料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含氟密封软填料及其制备方法，属于密封材料领域。该含氟密封软填料由以下重量份的原料制成：特种橡胶60-80、橡胶抗老化剂0.1-1、聚合物纤维膨胀剂50-60、耐磨剂10-20、聚四氟乙烯纤维0.5-2、硬脂酸2-4、石蜡1-2、润滑油30-50、聚丙烯0.5-1.5、高钙粉70-90、硫0.5-1.5、氧化锌3-5、氧化镁3-5、色精1-2，其中特种橡胶由重量比为1:10的聚醚聚氨酯橡胶和氟橡胶组成。本发明制备的软填料柔软，具有优异的耐酸碱腐蚀性能、回弹性和耐磨性，密封性能好，对轴磨损小，使用寿命长，加工方便。

Description

一种含氟密封软填料及其制备方法

技术领域

本发明属于密封材料领域，具体涉及一种含氟密封软填料及其制备方法。

背景技术

密封材料一般要求具有良好的物理和机械性能、高回弹性、压缩永久变形小、密封可靠、加工方便和使用寿命长的特点。

目前泵用密封材料主要为盘根填料，盘根填料是一种传统的密封材料，基本上是由密封材料基体、粘结剂、润滑剂和特种添加剂组成，密封材料基体通常有石棉、高纯度石墨、聚四氟乙烯纤维、芳纶纤维、碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维等。虽然现有盘根填料在原材料上不断的提高其纯度和其加工性，使其在抗拉强度、导热系数、热膨胀系数、密度、化学稳定性等方面的性能都有显著提高，但是其基体材料本身存在的缺陷，如:高纯度石墨易碎、碳纤维易脆、芳纶纤维自润滑性差、PTFE纤维抗拉性差等很难根除，加之盘根填料的基体与粘结剂、润滑剂、添加剂大多通过物理浸渍的方式加工到一起，使得盘根填料具有易龟裂、使用寿命短的缺点。由于盘根填料的柔软性有限，在凹凸不平的密封腔内使用时不易达到填充要求，直接影响了盘根的密封性能和设备的使用寿命。

软填料是新一代的密封材料，合理使用可以达到完全无泄漏的效果。其不停机在线维护、对轴磨损小、不受规格尺寸限制等优点也是其它密封材料无法比拟的。

发明内容

本发明的目的是提供一种含氟密封软填料及其制备方法，突破传统盘根填料的局限，该填料密封性好，对轴磨损小，使用寿命长。

本发明的技术方案是：一种含氟密封软填料，由以下重量份的原料制成：特种橡胶60-80、橡胶抗老化剂0.1-1、聚合物纤维膨胀剂50-60、耐磨剂10-20、聚四氟乙烯纤维0.5-2、硬脂酸2-4、石蜡1-2、润滑油30-50、聚丙烯0.5-1.5、高钙粉70-90、硫0.5-1.5、氧化锌3-5、氧化镁3-5、色精1-2，其中特种橡胶由重量比为1:10的聚醚聚氨酯橡胶和氟橡胶组成，聚丙烯为膨胀催化剂。

一种含氟密封软填料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）配料：按配方重量份称取原材料，并混合均匀；

（2）密炼：将混合均匀的原材料，放入橡胶密炼机密炼8-15分钟，密炼温度为：55-65℃；

（3）成片：将经过密炼的材料取出，放入轧胶机滚压成胶片；

（4）挤出：将步骤（3）胶片，用挤出机挤出成型；

（5）硫化：将步骤（4）成型材料放入硫化机的模具内，模压、硫化6-15分钟，压力为20Mpa，温度为120-150℃，然后启模，即得成品填料。

本发明制得的含氟密封软填料其性能指标为：密度：1.5-1.8g/cm³，压缩率15-20%，回弹率≥92.2%，膨胀率≥26.3%，抗张强度≥5Mpa，密封泄露（DIN 3535/6）≤0.5ml/min。

本发明密封填料无需编织盘根，由特种橡胶和膨胀剂、润滑剂、聚四氟乙烯纤维等原料混合均匀复合加工而成，各种原料有机的结合在一起，不会产生龟裂，使用寿命长，加工方便。

本发明密封填料以聚醚聚氨酯橡胶和氟橡胶为主要原料，不仅具有特种橡胶高弹性和高气密性的特点，而且聚醚聚氨酯橡胶还使得填料的耐磨性好，氟橡胶则使填料具有良好的耐老化和耐酸碱腐蚀性能。

本发明密封填料柔软性好，在凹凸不平的密封腔内的填充易于控制，保证了良好的密封性能，甚至可以达到完全无泄漏的效果；本发明密封填料中各成分均匀分布，当填料在使用过程中被挤压时，其中的润滑成分硬脂酸、石蜡、润滑油等从填料中析出并迅速扩散到密封面上，随着机械运动将其带到所有有摩擦的金属表面即密封面，在密封面上形成保护层，极大地降低了摩擦力。经检测，盘根填料的摩擦系数一般为0.05-0.2，而本发明密封填料可将摩擦系数降到0.03-0.05，采用本发明密封填料能有效降低设备磨损，提高设备使用寿命。

相比现有盘根填料，本发明的有益效果是：

1、可替代传统的四氟、碳纤维、芳纶等或加硅胶芯的各种盘根填料，大量减少库存。

2、可大幅度降低对轴的摩擦，相比传统盘根可节电20%到50%。

3、可完全解决水泵自身存在的窜动、偏心、及密封腔内凹、凸不平的缺陷。

4、密封性能稳定且更换周期长，降低工人劳动强度。

5、材料柔软，便于安装，降低更换时间。

具体实施方式

实施例1

密封填料配方（重量份）：氟橡胶68.2、聚醚聚氨酯橡胶6.8、橡胶抗老化剂0.5、聚合物纤维膨胀剂55、TPU高分子耐磨剂15、聚四氟乙烯纤维1.5、硬脂酸3、石蜡1.5、昆仑机油40、聚丙烯1、高钙粉80、硫1、氧化锌4、氧化镁4、色精1。

一种含氟密封软填料的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：按上述配方重量份称取原材料，并混合均匀；

（2）密炼：将混合均匀的原材料，放入橡胶密炼机密炼12分钟，密炼温度为：60℃；

（3）成片：将经过密炼的材料取出，放入轧胶机滚压成胶片；

（4）挤出：将步骤（3）胶片，用挤出机挤出成型；

（5）硫化：将步骤（4）成型材料放入硫化机的的模具内，模压、硫化8分钟，

压力为20Mpa，温度为130℃，然后启模，即得含氟密封软填料。

本方法制得的含氟密封软填料应用在火电厂的污水泵上，泵轴直径为80mm，转速1580r/min，介质为污水，颗粒量为25%，温度为70-95℃，压力为20bar，连续运转3个月后，进行更换密封填料时，轴套上无明显磨损。而采用普通玻璃纤维盘根，同样的工况和运行周期，轴套上有1.0-1.4mm深的磨损，可见本发明含氟密封软填料能有效降低磨损和提高设备使用寿命。

实施例2

密封填料配方(重量份)：氟橡胶60、聚醚聚氨酯橡胶6、橡胶抗老化剂0.4、聚合物纤维膨胀剂50、TPU高分子耐磨剂12、聚四氟乙烯纤维1.0、硬脂酸4、石蜡2、昆仑机油35、聚丙烯0.5、高钙粉75、硫1.5、氧化锌5、氧化镁3、英纳色精1。

一种含氟密封软填料的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：按上述配方重量份称取原材料，并混合均匀；

（2）密炼：将混合均匀的原材料，放入橡胶密炼机密炼8分钟，密炼温度为：65℃；

（3）成片：将经过密炼的材料取出，放入轧胶机滚压成胶片；

（4）挤出：将步骤（3）胶片，用挤出机挤出成型；

（5）硫化：将步骤（4）成型材料放入硫化机的的模具内，模压、硫化15分钟，压力为20Mpa，温度为120℃，然后启模，即得含氟密封软填料。

实施例3

密封填料配方(重量份)：氟橡胶54.5、聚醚聚氨酯橡胶5.5、橡胶抗老化剂0.1、聚合物纤维膨胀剂55、耐磨剂10、聚四氟乙烯纤维0.5、硬脂酸2、石蜡1、润滑油30、聚丙烯1、高钙粉70、硫0.5、氧化锌3、氧化镁4、色精1.5。

含氟密封软填料的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：按上述配方重量份称取原材料，并混合均匀；

（2）密炼：将混合均匀的原材料，放入橡胶密炼机密炼15分钟，密炼温度为：55℃；

（3）成片：将经过密炼的材料取出，放入轧胶机滚压成胶片；

（4）挤出：将步骤（3）胶片，用挤出机挤出成型；

（5）硫化：将步骤（4）成型材料放入硫化机的模具内，模压、硫化6分钟，压力为20Mpa，温度为150℃，然后启模，即得含氟密封软填料。

实施例4

密封填料配方(重量份)：氟橡胶72.7、聚醚聚氨酯橡胶7.3、橡胶抗老化剂1、聚合物纤维膨胀剂60、耐磨剂20、聚四氟乙烯纤维2、硬脂酸3、石蜡1.5、润滑油50、聚丙烯1.5、高钙粉90、硫1.5、氧化锌4、氧化镁5、色精2。

制备方法同实施例1。

Claims (2)

1.一种含氟密封软填料，其特征是，由以下重量份的原料制成：特种橡胶60-80、橡胶抗老化剂0.1-1、聚合物纤维膨胀剂50-60、耐磨剂10-20、聚四氟乙烯纤维0.5-2、硬脂酸2-4、石蜡1-2、润滑油30-50、聚丙烯0.5-1.5、高钙粉70-90、硫0.5-1.5、氧化锌3-5、氧化镁3-5、色精1-2，所述特种橡胶由重量比为 1:10的聚醚聚氨酯橡胶和氟橡胶组成；

（1）配料：按上述重量份称取原材料，并混合均匀；

（2）密炼：将混合均匀的原材料，放入橡胶密炼机密炼8-15分钟，密炼温度为：55-65℃；

（3）成片：将经过密炼的材料取出，放入轧胶机滚压成胶片；

（4）挤出：将步骤（3）胶片，用挤出机挤出成型；

（5）硫化：将步骤（4）成型材料放入硫化机的模具内，模压、硫化6-15分钟，压力为20Mpa，温度为120-150℃，然后启模，即得成品填料。

2.一种制备权利要求1所述的含氟密封软填料的方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）配料：按权利要求1所述重量份称取原材料，并混合均匀；

（2）密炼：将混合均匀的原材料，放入橡胶密炼机密炼8-15分钟，密炼温度为：55-65℃；

（3）成片：将经过密炼的材料取出，放入轧胶机滚压成胶片；

（4）挤出：将步骤（3）胶片，用挤出机挤出成型；

（5）硫化：将步骤（4）成型材料放入硫化机的模具内，模压、硫化6-15分钟，压力为20Mpa，温度为120-150℃，然后启模，即得成品填料。