CN104004289A - 一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯，按照质量百分比由以下成分组成：苯乙烯-丙烯睛共聚体60-80%、ETFE5-10%、纳米铜粉1-4%、纳米碳化硅1-5%、玻璃纤维3-12%、抗氧化剂0.2-0.5%、偶联剂0.5-5%、聚苯酯1-5%，本发明所述的一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯，经过科学的制备方法，制作出的基本不变形的塑料阀芯，抗蠕变性、尺寸稳定性,收缩率只有0.1%以下，符合工业生产的需求。

Description

一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯及其制备方法

技术领域

    本发明属于阀门制造技术领域，具体涉及一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯及其制备方法。

背景技术

在工业发达的现代化时代，阀门在石油、化工、冶金等领域有着十分重要的作用，目前国内绝大部分的阀门都是采用金属材料制成的阀芯，金属材料制成的阀芯因为其使用安全，而且使用寿命长而受到人们的青睐。但是随着社会的发展，金属资源的逐渐短缺，导致用于生产制造阀芯的金属材料的价格不断上涨，因此企业生产水龙头的成本不断增加，严重影响了企业的社会竞争力；现在市面上已经出现了聚四氟乙烯（PTFE）塑料阀门，聚四氟乙烯具有优异的耐热性、耐药品性、非粘着性和耐候性，但是由于聚四氟乙烯的线膨胀系数大、尺寸稳定性差、硬度低、耐磨耗性差，特别在用于阀门内的阀芯时，由于阀芯在阀座内起到密封开关的作用，一旦阀芯收缩，无法完全堵住，那么整个阀就报废了。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯及其制备方法，提高抗蠕变性、尺寸稳定性,收缩率只有0.1%以下，符合工业生产的需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯，其特征在于：按照质量百分比由以下成分组成：苯乙烯-丙烯睛共聚体60-80%、ETFE5-10%、纳米铜粉1-4%、纳米碳化硅1-5%、玻璃纤维3-12%、抗氧化剂0.2-0.5%、偶联剂0.5-5%、聚苯酯1-5%。

作为本发明的一种改进，所述抗氧化剂按照质量百分比由以下成分组成：苯骈三氮唑65-75%、巯基苯骈噻唑25-35%。

作为本发明的一种改进，所述偶联剂为钛酸酯。

一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将苯乙烯-丙烯睛共聚体、玻璃纤维、偶联剂、聚苯酯搅拌均匀，封闭保存30-50分钟；

（2）加入ETFE、纳米铜粉、纳米碳化硅、抗氧化剂进行充分搅拌，使之混合均匀得到复合材料；

（3）将步骤（2）所述复合材料输入到塑料熔化机，控制温度225-240℃，进行加温并进一步混合；

（4）将加温后变成稠状的复合材料注入钢制模具内，用油压机分三次加压模具，压力分别为25、60、100kg/cm²，每次10-20分钟； 

（5）打开模具，取出阀芯放入冰水里冷却；

（6）检验合格后外形修整成型。

在本发明所述的一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯的原料配方里，以苯乙烯-丙烯睛共聚体为主要原料，苯乙烯-丙烯睛共聚体塑料比聚苯乙烯有更高的冲击强度和优良的耐热性，耐油性，耐化学腐蚀性，尺寸稳定性高，由于ETFE是一种坚韧的材料，各种机械性能达到较好的平衡——抗撕拉极强、抗张强度高、硬度好、出色的抗冲击能力、伸缩寿命长，是良好的电介质材料，绝缘强度高，在频率和温度变化的情况下性能基本恒定，加入5-10%ETFE，使阀芯尺寸稳定性更好，产品不容易收缩，拉伸强度比市场上的PTFE阀芯高80-150%，在制备刚开始，把苯乙烯-丙烯睛共聚体、玻璃纤维，偶联剂（钛酸酯）先期反应形成复合材料，钛酸酯与玻璃纤维表面的羟基官能团进行键合，结果复合塑料的拉伸强度和模量提高，空气孔隙率下降，收缩率降到千分之一以下，通过添加纳米铜粉、纳米碳化硅，使阀芯具有优异的耐磨性和抗蠕变性，由于其中纳米粒子均小于50nm，可以较均匀分散在基体中,使阀芯表面附着性与覆盖程度都有很大提高，抗磨减摩性也得到明显提高，加入抗氧化剂是为了阻止氧化作用，产品结构稳定，防老化，延长使用寿命，加入1-5%聚苯酯，提高抗蠕变性、尺寸稳定性, 耐高温，还能够起到加快脱模的作用，在加工时，采用加压的方法，在填料之初模具不完全闭合，当上了进入模具后，利用锁模机构闭合模具，向型腔内的熔料施加压力来压缩成型，最后在冰水里降温，使阀芯整体收缩到位，在实际使用时不会在发生收缩现象。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯，经过科学的制备方法，制作出的基本不变形的塑料阀芯，抗蠕变性、尺寸稳定性,收缩率只有0.1%以下，本发明所述阀芯的性能指标为密度1.74-2.05/g.cm³，抗拉强度60-65/Mpa，抗压强度22-28/Mpa，邵氏硬度D46-D58，收缩率0.06-0.1%，常温伸长率为300-400%。

具体实施方式

实施例1

一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯，按照质量百分比由以下成分组成：苯乙烯-丙烯睛共聚体70%、ETFE8%、纳米铜粉4%、纳米碳化硅3%、玻璃纤维6%、抗氧化剂0.5%、偶联剂4%、聚苯酯5%。

上述抗氧化剂按照质量百分比由以下成分组成：苯骈三氮唑75%、巯基苯骈噻唑25%。

上述偶联剂为钛酸酯。

一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯的制备方法，包括以下步骤：

（1）将苯乙烯-丙烯睛共聚体、玻璃纤维、偶联剂、聚苯酯搅拌均匀，封闭保存40分钟；

（2）加入ETFE、纳米铜粉、纳米碳化硅、抗氧化剂进行充分搅拌，使之混合均匀得到复合材料；

（3）将步骤（2）所述复合材料输入到塑料熔化机，控制温度235℃，进行加温并进一步混合；

（4）将加温后变成稠状的复合材料注入钢制模具内，用油压机分三次加压模具，压力分别为25、60、100kg/cm²，每次15分钟； 

（5）打开模具，取出阀芯放入冰水里冷却；

（6）检验合格后外形修整成型。

实施例2

一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯，按照质量百分比由以下成分组成：苯乙烯-丙烯睛共聚体75%、ETFE7%、纳米铜粉2%、纳米碳化硅2%、玻璃纤维8%、抗氧化剂0.3%、偶联剂1%、聚苯酯4%。

上述抗氧化剂按照质量百分比由以下成分组成：苯骈三氮唑70%、巯基苯骈噻唑30%。

上述偶联剂为钛酸酯。

一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯的制备方法，包括以下步骤：

（1）将苯乙烯-丙烯睛共聚体、玻璃纤维、偶联剂、聚苯酯搅拌均匀，封闭保存50分钟；

（2）加入ETFE、纳米铜粉、纳米碳化硅、抗氧化剂进行充分搅拌，使之混合均匀得到复合材料；

（3）将步骤（2）所述复合材料输入到塑料熔化机，控制温度240℃，进行加温并进一步混合；

（4）将加温后变成稠状的复合材料注入钢制模具内，用油压机分三次加压模具，压力分别为25、60、100kg/cm²，每次18分钟； 

（5）打开模具，取出阀芯放入冰水里冷却；

（6）检验合格后外形修整成型。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (4)

1.一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯，其特征在于：按照质量百分比由以下成分组成：苯乙烯-丙烯睛共聚体60-80%、ETFE5-10%、纳米铜粉1-4%、纳米碳化硅1-5%、玻璃纤维3-12%、抗氧化剂0.2-0.5%、偶联剂0.5-5%、聚苯酯1-5%。

2. 根据权利要求1所述的一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯，其特征在于：所述抗氧化剂按照质量百分比由以下成分组成：苯骈三氮唑65-75%、巯基苯骈噻唑25-35%。

3.根据权利要求1所述的一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯。

4.一种尺寸稳定不收缩的塑料阀芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将苯乙烯-丙烯睛共聚体、玻璃纤维、偶联剂、聚苯酯搅拌均匀，封闭保存30-50分钟；

（2）加入ETFE、纳米铜粉、纳米碳化硅、抗氧化剂进行充分搅拌，使之混合均匀得到复合材料；

（3）将步骤（2）所述复合材料输入到塑料熔化机，控制温度225-240℃，进行加温并进一步混合；

（4）将加温后变成稠状的复合材料注入钢制模具内，用油压机分三次加压模具，压力分别为25、60、100kg/cm²，每次10-20分钟； 

（5）打开模具，取出阀芯放入冰水里冷却；

（6）检验合格后外形修整成型。