CN104152106A - 一种低摩擦系数软填料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及密封材料，属于用于泵类、阀门、减速器等有旋转运动的轴杆密封材料技术领域。该低摩擦系数软填料中各组成及其质量分数百分数为：20%～40%植物纤维、20%～30%无机质、5%～10%浸润剂、5%～15%润滑剂、5%～15%增稠剂；该低摩擦系数软填料制备步骤为浸润、切碎、混合、蒸发，最终制成该低摩擦系数软填料。该低摩擦系数软填料可以有效保护轴承，利用更小的摩擦系数，承受更大的施加在填料上的沿轴承径向施加的预应力，避免发生因预应力过大而导致泵在运转时发生泵体震动的现象。

Description

一种低摩擦系数软填料及其制备方法

技术领域

本发明涉及密封材料，属于用于泵类、阀门、减速器等有旋转运动的轴杆密封材料技术领域。

背景技术

现有泵多采用定型规格的盘根，填入到泵的填料函中。这种密封方式虽然较为简便，能起到一定程度的效果，然而此类盘根与泵轴之间依旧存在着一定程度的摩擦，即便是摩擦系数非常小的盘根，其与轴接触处的发热量也是惊人的，因此往往需要配合冷却系统共同工作。同时长期使用对轴承磨损也是相当严重，长期使用会对轴承造成永久性的伤害。

泥状填料------也称：“注入式软填料”由新一代高性能纤维配以特殊的油脂及润滑，精制而成的高级“盘根”——软填料，任意尺寸，任意形状，极易安装，通过专用的高压枪便可直接注射，不必象传统的盘根，需要预切割，能适用任何尺寸的填料函密封。

安装软填料需要给填料一定的预应力,过轻会造成填料与轴承间的间隙,过重会造成填料与轴承挤压过紧,导致填料与轴承摩擦产生大量热并伴随泵提震动等现象的出现,因此合理施加预应力才能使填料与轴承良好配合,但是如何才能合理施加预应力,多大的力才是合适,如果预应力过大又如何避免发生上述情况呢。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种低摩擦系数软填料及其制备方法。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种低摩擦系数软填料,由如下的质量百分数组成:

植物纤维             20%～40%

无机质               20%～30%

浸润剂               5%～10%

润滑剂               5%～15%

增稠剂               5%～15%

其中,

所述植物纤维为蓖麻线、亚麻线、苎麻线或黄麻线中至少两种的混合物；

所述无机质为石墨、二硫化钼或二氧化硅中两种；

所述浸润剂为三甲氧基硅烷、亚甲基硅烷或纯度99%聚四氟乙烯乳液中的一种；

所述润滑剂为蓖麻基润滑油、矿物基础油或PAO聚ɑ稀烃合成油中的一种；

所述增稠剂为天然高分子及其衍生物，包括：淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂中的一种或几种。

所述植物纤维中各成分质量百分含量为：10%～60%蓖麻线、15%～40%亚麻线、0～20%苎麻或0～20%黄麻。

所述无机质中各成分质量百分含量为：35%～65%石墨、0～35%二硫化钼或0～35%二氧化硅；所述无机质的粒径为2000～3000目。

所述低摩擦系数软填料的制备方法步骤如下：

（1）将所述植物纤维常温浸入所述浸润剂中24～48小时；

（2）取出步骤（1）中浸润的植物纤维进行切碎处理，切碎后的植物纤维长度小于5mm；

（3）向第一分散釜中依次添加所述无机质及所述润滑剂，800转/分钟高速搅拌，混合均匀10～15min； 

（4）向第二分散釜中依次添加切碎后的植物纤维和步骤（3）中获得的混合物，充分混合,以800转/分钟高速搅拌后，再向第二分散釜中加入增稠剂并以50～150转/分钟低速搅拌直至两者之间无明显分层；

（5）将步骤（4）中得到的混合物以50～80℃进行蒸发处理，使得最后混合物中水的质量百分数在13%～25%之间。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：本发明通过使用性质相近或相似的植物纤维与浸润剂相互配合，使浸润剂更好的渗透入植物纤维中，以减小所用植物纤维的摩擦系数，同时混入粉末状的无极物质，以此填塞植物纤维中的缝隙，减小缝隙造成的接触面不均匀的问题，由于本发明的填料摩擦系数较小，轴承与填料配合使用时，即使施加在填料径向的预应力略大也不会在轴承与填料间产生较大摩擦力，从而避免了在摩擦部位过热造成轴承损伤。同时制备该软填料时采取先浸润后切碎再混合的步骤，以较短的植物纤维进行搅拌，减小搅拌过程中对搅拌机带来的负担；最后蒸发处理，大幅降低水含量，以便保存。

具体实施方式

实施例

本实施例的一种低摩擦系数软填料,由如下的质量百分数组成：

植物纤维             20%～40%

无机质               20%～30%

浸润剂               5%～10%

润滑剂               5%～15%

增稠剂               5%～15%

其中,

本实施例的植物纤维为蓖麻线(本实施例中蓖麻线的质量百分数为60%)及亚麻线(本实施例中亚麻线的质量百分数为40%)的混合材料,当然还可以加入苎麻线和黄麻线,本实施例中苎麻线和黄麻线质量分数百分比均为0。

本实施例的无机质为石墨（本实施例中石墨的质量百分数为65%）和二硫化钼（本实施例中二硫化钼的质量百分数为35%）的混合物，当然还可以是石墨与二氧化硅的混合物或是石墨、二硫化钼及二氧化硅的混合物；本实施例中二氧化硅质量分数百分比为0；无机质混合物的粒径为2000～3000目，优选为2500目。

本实施例的浸润剂为三甲氧基硅烷，当然还可以是亚甲基硅烷或纯度99%聚四氟乙烯乳液。

本实施例的润滑剂为蓖麻基润滑油，当然还可以是矿物基础油或PAO聚ɑ稀烃合成油。

本实施例的增稠剂为天然高分子及其衍生物，由淀粉、大豆蛋白胶及琼脂按1：1：1的比例组成，当然还可以加入微量的明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、天然橡胶或羊毛脂中的一种或几种。

本实施例的低摩擦系数软填料的制备方法步骤如下：

（1）将植物纤维进行编织使成为一体的编织绳，将该编织绳常温浸入所述浸润剂中24～48小时；

（2）取出步骤（1）中浸润的编织绳进行切碎处理，切碎后的编织绳长度小于5mm；

切碎是为避免对后续搅拌操作带来影响的预处理，以此来减少之后的搅拌用时。

（3）向第一分散釜中依次添加无机质及润滑剂，800转/分钟高速搅拌，混合均匀10～15min； 

（4）向第二分散釜中依次添加切碎后的植物纤维和步骤（3）中获得的混合物，充分混合,以800转/分钟高速搅拌后，再向第二分散釜中加入增稠剂并以50～150转/分钟低速搅拌直至两者之间无明显分层；

这里的增稠剂都是一些天然高分子及其衍生物，减少成品对环境的污染。并且这里采取的是后加增稠剂，并采取低转速缓慢搅拌，避免物料飞溅和混合不均匀。

（5）将步骤（4）中得到的混合物以50～80℃进行蒸发处理，使得最后混合物中水的质量百分数在13%～25%之间。

减小水含量，减少溶于水的水溶物质的比例，使整体更为紧实,易于存放。

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种低摩擦系数软填料,其特征在于,由如下的质量百分数组成:

植物纤维             20%～40%

无机质               20%～30%

浸润剂               5%～10%

润滑剂               5%～15%

增稠剂               5%～15%

其中,

所述植物纤维为蓖麻线、亚麻线、苎麻线或黄麻线中至少两种的混合物；

所述无机质为石墨、二硫化钼或二氧化硅中两种；

所述浸润剂为三甲氧基硅烷、亚甲基硅烷或纯度99%聚四氟乙烯乳液中的一种；

所述润滑剂为蓖麻基润滑油、矿物基础油或PAO聚ɑ稀烃合成油中的一种；

所述增稠剂为天然高分子及其衍生物，包括：淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂中的一种或几种。

2.如权利要求1所述低摩擦系数软填料，其特征在于：所述植物纤维中各成分质量百分含量为：10%～60%蓖麻线、15%～40%亚麻线、0～20%苎麻或0～20%黄麻。

3.如权利要求2所述低摩擦系数软填料，其特征在于：所述无机质中各成分质量百分含量为：35%～65%石墨、0～35%二硫化钼或0～35%二氧化硅；所述无机质的粒径为2000～3000目。

4.如权利要求1、2或3所述低摩擦系数软填料的制备方法，其特征在于该方法步骤如下：

（1）将所述植物纤维常温浸入所述浸润剂中24～48小时；

（2）取出步骤（1）中浸润的植物纤维进行切碎处理，切碎后的植物纤维长度小于5mm；

（3）向第一分散釜中依次添加所述无机质及所述润滑剂，800转/分钟高速搅拌，混合均匀10～15min； 

（4）向第二分散釜中依次添加切碎后的植物纤维和步骤（3）中获得的混合物，充分混合,以800转/分钟高速搅拌后，再向第二分散釜中加入增稠剂并以50～150转/分钟低速搅拌直至两者之间无明显分层；

（5）将步骤（4）中得到的混合物以50～80℃进行蒸发处理，使得最后混合物中水的质量百分数在13%～25%之间。