CN1033648C - 一种密封材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种密封材料及其制备方法。是以丙烯酸酯共聚物乳液为基料,配以高纯膨胀石墨,碳酸钙粉和有机溶剂而构成,用其制成的弹性密封环不易老化,使用寿命长,换装简便易行,是一种理想的密封材料。

Description

本发明涉及国际专利分类号COgk3/10的一种密封材料及制备方法。
目前在机械密封领域中,占90%以上使用的密封材料是属于接触式密封填料材料,例如CNg1106348专利中用石墨与碳纤维复合材料为编织填料,又如CN91106349用石墨与聚四氟乙烯代为编织填料,而国内外经常使用的是石棉制品及碳素纤维与聚四氟乙烯复合材料。“压缩回弹性”是接触式密封填料材料的理论依据,而这类材料弹性较差,需靠外力产生对密封装置的静部件与动部件的压强,在该压强作用下,密封材料与被密封面帮能紧密配合阻止介质外泄。靠外力产生“压缩回弹性”的密封装置属被动密封,它存在着许多缺陷,如压强不易掌握准确,或泄漏严重,或磨擦生热危害设备运行安全,对密封材料和密封面产生严重磨损,加速老化,造成维修频繁,从而成本提高,另外,如果使用碳素纤维与聚四氟乙烯复合材料,由于其制作工艺复杂,价格昂贵,而且也不能从根本上解决磨损与自磨损,因此,接触式密封材料不能实现理想的密封效果。
在机械密封领域中应用的另一种密封方式是非接触式密封,而这类方式的密封要求密封件加工精度高,换装时需将设备解体,维修成本高,占用工时长,严重影响设备运行效率。
本发明的目的在于提供一种新型的密封材料,用该材料制成的密封环,可在机械的动部件与静部件间隙中,作到密封内部介质,使介质不向外泄漏而主动密封的弹性环,它具有延伸性,可自动调节密封装置对静部件与动部件的压强,不需调整维修不需润滑,从而克服了现有技术所存在的问题,而实现了主动密封的理想效果,该密封材料制作工艺简单,价格低廉,设备换装方便,降低维修费用和工时,降低轴功率,降低能耗,通用性强,长期运行安全可靠。
根据本发明其主要组分和用量为:
1、丙烯酸酯共聚物乳液,含固量为
59.0~51.0%,用量为1~1.5重量份数。
2、膨胀石墨0.7~1重量份。
3、碳酸钙0.6~0.9重量份。
4、氨水0.05~0.1重量份。
5、有机溶剂:
邻苯二甲酸二丁酯              0.1~0.2重量份
和硅油                        0.1~0.3重量份
和5~10%的聚乙烯醇溶液       0.1~0.2重量份
它们与丙烯酸酯共聚物乳液的配比分别为:
氨水∶丙烯酸酯共聚物乳液为0.05~0.1∶
1~1.5重量份
邻苯二甲酸二丁酯∶丙烯酸酯共聚物乳液为
0.1~0.2∶1~1.5重量份
硅油∶丙烯酸酯共聚物乳液为0.1~0.3∶
1~1.5重量份
5~10%聚乙烯醇溶液∶丙烯酸酯共聚物乳液为
0.1~0.2∶1~1.5重量份
水与石墨配比份为0.4~0.5∶0.7~1重量份用于本发明中的丙烯酸酯共聚物乳液其物理性能为:(表见文后)用于本发明中的高纯膨胀石墨在本发明的密封材料中起润滑作用,其颗粒大小为43~38微米。用于本发明中的碳酸钙颗粒大小为43~38微米。本发明是这样实现的,将0.05~0.1重量份氨水溶于0.4~0.6重量份水,然后依次混入碳酸钙粉0.6~0.9重量份、5~10%聚乙烯醇溶液0.1~0.2重量份与丙烯酸酯共聚物乳液1~1.5重量份混合溶液,石墨0.7~1重量份,再加入邻苯二甲酸二丁酯0.1~0.2重量份或硅油0.2~0.3份,充分搅拌,随着搅拌水分蒸发,形成半固态时再机械造粒,然后充分凉干<24小时以上>,待颗粒充分干燥后,放人通用模具中,其模具尺寸应大于使用尺寸10~20%,其挤压压力为50~100kg/cm2压实其模具的充填量2g/cm3在250°高温炉中加热30分钟,出炉后自然冷却至室温,开模按使用要求切割成型。
以下将通过实施例说明本发明:实施例1      组份      用量<重量份数>
丙烯酸酯共聚物乳液       1
高纯膨胀石墨             0.7
碳酸钙粉                 0.6
水                       0.3
氨水                     0.05
邻苯二甲酸二丁酯         0.2实施例2      组份     用量<重量份数>
丙烯酸酯共聚物乳液       1.3
高纯膨胀石墨             0.9
碳酸钙粉                 0.8
水                       0.4
氨水                     0.08
邻苯二甲酸二丁酯         0.1
5%~10%聚乙烯醇溶液    0.2实施例3      组份     用量<重量份数>
丙烯酸酯共聚物乳液       1.5
高纯膨胀石墨             1
碳酸钙粉                 0.9
水                       0.5
氨水                     0.1
硅油                     0.1
5%~10%聚乙烯醇溶液    0.2
实施例4
将0.05份氨水溶于0.5份水中,然后依次混入:碳酸钙粉0.9份,搅拌均匀,然后加入丙烯酸酯共聚物乳液1.5份,石墨1.0份,充分搅拌,形成半固态时,用通常方法机械造粒,充分凉干<24小时以上>
实施例5
将0.08份氨水溶于0.4份水中,然后依次混入,碳酸钙粉0.7份,5%聚乙烯醇溶液0.15份与丙烯酸共聚物乳液1.5份的混合溶液,高纯膨胀石墨1.0份,硅油0.1份充分搅拌,形成半固态时,用通常方法机械造粒,然后充分凉干制成粒度为1~2mm颗粒。
本发明与现有技术相比,其优点表现在:
1、具有延伸性,可以自动调节在密封装置静部件与动部件的压强,不需调整维修和润滑。
2、从根本上解决了密封材料与密封面的互磨损和自磨损。
3、根本解决了密封装置泄漏。
4、换装简便易行,大幅度降低设备维修费用和工时。
5、制作简单,成本低。
6、使用寿命长,不易老化。
7、适用范围广。
用本发明的密封材料制成的弹性密封环在中国国际贸易中心,国贸公寓四台生活用热水泵中安装使用已半年多,设备最大出口压力12kg/cm2,最高转速2300转/分,最高温度70℃,每日运行时间20小时,密封材料无磨损,设备无泄漏,运行正常。
     项目品名 外观 固含量 粘度 PH值    玻璃化温度 表面张力 比重   最终抗张强度   最终伸长率
 丙酸酯共聚物乳液 乳白 60±1% 350厘泊     4.5     0℃   4.6达因/厘米  1.08   32Hpsi   600%

Claims (6)

1.一种用于机械密封的密封填料材料,其特征是:粘度(pa·s×10-3)不小于100~500,含固量为59.1~61.0%的丙烯酸酯共聚物乳液1~1.5份重量份、高纯膨胀石墨0.7~1重量份、碳酸钙粉0.6~0.9重量份、及水0.3~0.5重量份、氨水0.05-0.1重量份和有机溶剂∶邻苯二甲酸二丁酯0.1~0.2重量份、硅油0.1~0.3重量份、5~10%的聚乙烯醇溶液0.1-0.2重量份;
2.根据权利要求1的密封材料的制备方法,其特征是:把0.05~0.1重量份氨水溶于0.3-0.5重量份水中,然后依次混入炭酸钙粉0.6-0.9重量份、5~10%聚乙稀醇溶液0.1-0.2份与丙烯酸酯共聚物乳液1~1.5重量份混合、加入高纯膨胀石墨0.7~1重量份、再加入邻苯二甲酸二丁酯0.1~0.2重量份或加入硅油0.1~0.3重量份,充分搅拌,使之逐渐形成半固态,通过机械挤压形成颗粒状,放入模具中,在250℃高温下加热30分钟,然后冷却至室温,出模并切割成型;
3.根据权利要求1所述的密封材料,其特征是:高纯膨胀石墨和炭酸钙粉粒度为43~38微米;
4.根据权利要求1所述的密封材料,其特征是:氨水及有机溶液与丙烯酸酯共聚物乳液的比例为:
氨水∶丙烯酸酯共聚物乳液为
0.05~0.1∶1~1.5重量份
邻苯二甲酸二丁酯∶丙烯酸酯共聚物乳液为
0.1~0.2∶1~1.5重量份
硅油∶丙烯酸酯共聚物乳液为
0.1~0.3∶1~1.5重量份
5~10%聚乙稀醇溶液∶丙烯酸酯共聚物乳液为
0.1~0.2∶1~1.5重量份
水∶丙烯酸酯共聚物乳液为
0.4~0.5∶1~1.5重量份;
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征是:制备过程中一次只加入一种有机溶剂或同时加入多种有机溶剂;
6.根据权利要求1所述的密封材料,其特征是:用于作为密封用弹性环。
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