CN104004306B - 一种高耐磨塑料电磁阀阀芯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，按照质量百分比由以下成分组成：PFA70-80%、ETFE5-15%、青铜粉2-6%、纳米二硫化钼1-5%、碳纤0.3-1.2%、抗氧化剂0.2-0.8%、偶联剂0.5-5%，液体石蜡0.1-2%，本发明所述的高耐磨塑料电磁阀阀芯，经过科学的制备方法，制作出的高耐磨塑料电磁阀阀芯具有极佳的耐磨性能和自润滑性，性能优良，适宜经常来回移动，生产出的电磁阀阀芯使用寿命比PTFE阀芯要延长3-8倍，而且，耐低温高温性能优异，在-180℃-250℃时仍具有较高的冲击强度。
Description
技术领域
本发明属于阀门制造技术领域，具体涉及一种高耐磨塑料电磁阀阀芯。
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，由于阀芯在阀座内经常来回移动，对材料的耐磨性要求高，耐磨性不好直接影响阀门的使用时间。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，具有极佳的耐磨性能和自润滑性，适宜经常来回移动，生产出的电磁阀阀芯使用寿命比PTFE阀芯要延长数倍。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，其特征在于：按照质量百分比由以下成分组成：PFA70-80%、ETFE5-15%、青铜粉2-6%、纳米二硫化钼1-5%、碳纤0.3-1.2%、抗氧化剂0.2-0.8%、偶联剂0.5-5%，液体石蜡0.1-2%。
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：硫代二丙酸二月桂酯70-75%、二叔丁基对甲酚25-30%。
作为本发明的一种改进，所述偶联剂按照质量百分比由以下成分组成：甲基硅烷40-50%、钛酸酯50-60%。
作为本发明的一种改进，所述甲基硅烷为二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷中的一种或几种。
一种高耐磨塑料电磁阀阀芯的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在容器中将偶联剂与碳纤搅拌均匀；
（2）在容器中加入液体石蜡搅拌均匀；
（3）将青铜粉、纳米二硫化钼、抗氧化剂加入高速捏合机，在高速搅拌下，将步骤（2）后的混合物稀释雾状喷入高速捏合机内，继续搅拌10-20分钟；
（4）将PFA、ETFE加入高速捏合机，继续搅拌15-30分钟，取出用120目筛网筛滤；
（5）将搅拌均匀的混合物从注道口注入模具中，将模具在180-250℃恒温烘箱中旋转加热40-60分钟；
（6）取出，在注道口接入压力管，输入0.3-0.4Mpa的压力，用油压机分三次加压模具，压力分别为25、60、100kg/cm2，每次30-50分钟，直至模具冷却后开模修整即可。
作为本发明的一种改进，所述高速捏合机搅拌速度为800-1000转/min。
在本发明所述的一种高耐磨塑料电磁阀阀芯的原料配方里，以PFA为主要原料，PFA塑料耐磨、成本低，耐腐蚀，自润滑性好，重量轻，缺点是不能承受较大的负荷，不耐高温，容易老化，加入5-15%ETFE，使阀芯韧性加大，耐热、耐化学性能和电绝缘性能也能够得到很大提高，拉伸强度比市场上的PTFE阀芯高60-100%，偶联剂中的甲基硅烷氧端基水解生成的硅羟基与碳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，使用少量偶联剂先与填料混合，进行预处理，然后再和聚合物进行加工混合，可以防止不必要的副反应发生，偶联剂和填料进行预处理后其分解点就大为提高，加入液体石蜡作为稀释剂，使偶联剂能均匀的包复好填料，便于下一步反应；通过添加青铜粉、纳米二硫化钼，使阀芯具有优异的耐磨性和抗蠕变性，耐磨性提高3-8倍，其中纳米二硫化钼（MoS2）粒子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，在加工时，采用多次压缩的方法，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。
本发明的有益效果是：
本发明所述的一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，经过科学的制备方法，制作出的高耐磨塑料电磁阀阀芯具有极佳的耐磨性能和自润滑性，适宜经常来回移动，生产出的电磁阀阀芯使用寿命比PTFE阀芯要延长3-8倍，而且，耐低温高温性能优异，在-180℃-250℃时仍具有较高的冲击强度，本发明所述阀芯的性能指标为密度3.14-3.35/g.cm3，抗拉强度63-75/Mpa，抗压强度25-30/Mpa，邵氏硬度D52-D68，收缩率0.1-0.3%，常温伸长率为200-300%。
具体实施方式
实施例1
一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，按照质量百分比由以下成分组成：PFA75%、ETFE10%、青铜粉5%、纳米二硫化钼4%、碳纤1%、抗氧化剂0.8%、偶联剂2.2%，液体石蜡2%。
上述抗氧化剂按照质量百分比由以下成分组成：硫代二丙酸二月桂酯75%，二叔丁基对甲酚25%。
上述偶联剂按照质量百分比由以下成分组成：甲基硅烷50%、钛酸酯50%，其中甲基硅烷为二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷中的一种或几种。
一种高耐磨塑料电磁阀阀芯的制造方法，包括以下步骤：
（1）在容器中将偶联剂与碳纤搅拌均匀；
（2）在容器中加入液体石蜡搅拌均匀；
（3）将青铜粉、纳米二硫化钼、抗氧化剂加入高速捏合机，在高速搅拌下，将步骤（2）后的混合物稀释雾状喷入高速捏合机内，继续搅拌10分钟，高速捏合机搅拌速度为800转/min；
（4）将PFA、ETFE加入高速捏合机，继续搅拌20分钟，取出用120目筛网筛滤；
（5）将搅拌均匀的混合物从注道口注入模具中，将模具在220℃恒温烘箱中旋转加热50分钟；
（6）取出，在注道口接入压力管，输入0.3Mpa的压力，用油压机分三次加压模具，压力分别为25、60、100kg/cm2，每次40分钟，直至模具冷却后开模修整即可。
加工出的阀芯密度为3.28/g.cm3，抗拉强度70/Mpa，抗压强度25/Mpa，邵氏硬度D58，收缩率0.2%，常温伸长率为280%。
实施例2
一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，按照质量百分比由以下成分组成：PFA80%、ETFE8%、青铜粉4%、纳米二硫化钼4%、碳纤0.5%、抗氧化剂0.5%、偶联剂1%，液体石蜡2%。
上述抗氧化剂按照质量百分比由以下成分组成：硫代二丙酸二月桂酯70%、二叔丁基对甲酚30%。
上述偶联剂按照质量百分比由以下成分组成：甲基硅烷40%、钛酸酯60%，其中甲基硅烷为二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷中的一种或几种。
一种高耐磨塑料电磁阀阀芯的制造方法，包括以下步骤：
（1）在容器中将偶联剂与碳纤搅拌均匀；
（2）在容器中加入液体石蜡搅拌均匀；
（3）将青铜粉、纳米二硫化钼、抗氧化剂加入高速捏合机，在高速搅拌下，将步骤（2）后的混合物稀释雾状喷入高速捏合机内，继续搅拌10分钟，高速捏合机搅拌速度为900转/min；
（4）将PFA、ETFE加入高速捏合机，继续搅拌15分钟，取出用120目筛网筛滤；
（5）将搅拌均匀的混合物从注道口注入模具中，将模具在200℃恒温烘箱中旋转加热40分钟；
（6）取出，在注道口接入压力管，输入0.4Mpa的压力，用油压机分三次加压模具，压力分别为25、60、100kg/cm2，每次50分钟，直至模具冷却后开模修整即可。
加工出的阀芯密度3.21/g.cm3，抗拉强度68/Mpa，抗压强度27/Mpa，邵氏硬度D59，收缩率0.1%，常温伸长率为260%。
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 (5)
1.一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，其特征在于：按照质量百分比由以下成分组成：PFA70-80%、ETFE5-15%、青铜粉2-6%、纳米二硫化钼1-5%、碳纤0.3-1.2%、抗氧化剂0.2-0.8%、偶联剂0.5-5%，液体石蜡0.1-2%，
所述一种高耐磨塑料电磁阀阀芯的制造方法，包括以下步骤：
（1）在容器中将偶联剂与碳纤搅拌均匀；
（2）在容器中加入液体石蜡搅拌均匀；
（3）将青铜粉、纳米二硫化钼、抗氧化剂加入高速捏合机，在高速搅拌下，将步骤（2）后的混合物稀释雾状喷入高速捏合机内，继续搅拌10-20分钟；
（4）将PFA、ETFE加入高速捏合机，继续搅拌15-30分钟，取出用120目筛网筛滤；
（5）将搅拌均匀的混合物从注道口注入模具中，将模具在180-250℃恒温烘箱中旋转加热40-60分钟；
（6）取出，在注道口接入压力管，输入0.3-0.4MPa的压力，用油压机分三次加压模具，压力分别为25、60、100kg/cm2，每次30-50分钟，直至模具冷却后开模修整即可。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，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：硫代二丙酸二月桂酯70-75%、二叔丁基对甲酚25-30%。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，其特征在于：所述偶联剂按照质量百分比由以下成分组成：甲基硅烷40-50%、钛酸酯50-60%。
4.根据权利要求3所述的一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，其特征在于：所述甲基硅烷为二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种高耐磨塑料电磁阀阀芯，其特征在于：所述高速捏合机搅拌速度为800-1000转/min。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |