CN104592694A - 一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料，涉及阀门密封材料技术领域，由如下质量份数的原料制成：聚四氟乙烯75-80份、纳米碳酸钙15-20份、羧甲基纤维素钠12-16份、甘油10-13份、线型酚醛树脂8-10份、膨润土5-8份、滑石粉5-8份、亚磷酸酯3-5份、邻苯二甲酸二丁酯3-5份、邻羟基苯甲酸苯酯3-4份、石墨粉2-3份、硬脂酸2-3份、聚酯1-2份、琼脂1-2份。本发明采用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯，并添加适量助剂，制得的复合材料具有可塑性好、耐高温、抗老化和耐腐蚀的特点，可加工成各种形状，并且摩擦系数低，使用温度为-136℃-420℃，可作为密封材料使用，从而提高阀门的密封性能。

Description

一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料
技术领域：
本发明涉及阀门密封材料技术领域，具体涉及一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料。
背景技术：
目前普遍在阀门上使用的非金属密封材料为纯聚四氟乙烯(PTFE)、增强聚四氟乙烯(RTFE)等氟塑料或者柔性石墨。普通氟塑料可塑性好，可加工成各种形状，且摩擦系数低，但是有不耐高温的缺点，其使用温度为-40℃-160℃；而柔性石墨虽然可耐高温，使用温度为-196℃-600℃，其可塑性差，只能加工成片状或者矩形环状等结构，且摩擦系数相对较高。
近年来，利用纳米物质进行材料改性加工的研究越来越多，但应用于阀门密封材料方面的报道很少，因此我们可以利用纳米物质对阀门密封材料进行改性，以期获得密封性、抗老化性、抗腐蚀性等性能优异的阀门密封复合材料。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种密封性、抗老化性和抗腐蚀性优异的阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料，由如下质量份数的原料制成：
聚四氟乙烯75-80份、纳米碳酸钙15-20份、羧甲基纤维素钠12-16份、甘油10-13份、线型酚醛树脂8-10份、膨润土5-8份、滑石粉5-8份、亚磷酸酯3-5份、邻苯二甲酸二丁酯3-5份、邻羟基苯甲酸苯酯3-4份、石墨粉2-3份、硬脂酸2-3份、聚酯1-2份、琼脂1-2份。
所述纳米碳酸钙的粒径为30-50纳米。
一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料的制备方法，包括下列步骤：
(1)先向高速混合机中加入膨润土、滑石粉、石墨粉和甘油，混合5-10min后再加入线型酚醛树脂、硬脂酸和琼脂，然后升温至95-100℃混合10-15min，得混合物I；
(2)将混合物I加入到砂磨机中，砂磨25-30min后再加入纳米碳酸钙、羧甲基纤维素钠和聚酯，继续砂磨15-20min，得混合物II；
(3)将混合物II加入到密炼机中，加热至120-140℃后混炼3-5min，然后开始降温，当温度降至70-80℃后加入聚四氟乙烯，在此温度下混炼5-10min，再加入邻苯二甲酸二丁酯、邻羟基苯甲酸苯酯和亚磷酸酯，继续混炼3-5min，得混炼胶；
(4)将制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，使胶料连续挤出，并在硫化罐中硫化成型，控制硫化压力为0.5-0.6MPa，硫化时间为100-120min即可。
本发明的有益效果是：本发明采用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯，并添加适量助剂，制得的复合材料具有可塑性好、耐高温、抗老化和耐腐蚀的特点，可加工成各种形状，并且摩擦系数低，使用温度为-136℃-420℃，可作为密封材料使用，从而提高阀门的密封性能。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料，由如下质量份数的原料制成：
聚四氟乙烯75份、纳米碳酸钙15份、羧甲基纤维素钠12份、甘油10份、线型酚醛树脂8份、膨润土5份、滑石粉5份、亚磷酸酯3份、邻苯二甲酸二丁酯3份、邻羟基苯甲酸苯酯3份、石墨粉2份、硬脂酸2份、聚酯1份、琼脂1份。
所述纳米碳酸钙的粒径为30-50纳米。
一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料的制备方法，包括下列步骤：
(1)先向高速混合机中加入膨润土、滑石粉、石墨粉和甘油，混合10min后再加入线型酚醛树脂、硬脂酸和琼脂，然后升温至95-100℃混合15min，得混合物I；
(2)将混合物I加入到砂磨机中，砂磨30min后再加入纳米碳酸钙、羧甲基纤维素钠和聚酯，继续砂磨20min，得混合物II；
(3)将混合物II加入到密炼机中，加热至130℃后混炼5min，然后开始降温，当温度降至75℃后加入聚四氟乙烯，在此温度下混炼10min，再加入邻苯二甲酸二丁酯、邻羟基苯甲酸苯酯和亚磷酸酯，继续混炼5min，得混炼胶；
(4)将制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，使胶料连续挤出，并在硫化罐中硫化成型，控制硫化压力为0.5MPa，硫化时间为120min即可。
实施例2
一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料，由如下质量份数的原料制成：
聚四氟乙烯78份、纳米碳酸钙16份、羧甲基纤维素钠15份、甘油12份、线型酚醛树脂9份、膨润土6份、滑石粉5份、亚磷酸酯4份、邻苯二甲酸二丁酯4份、邻羟基苯甲酸苯酯3份、石墨粉3份、硬脂酸2份、聚酯2份、琼脂1份。
本实施例复合材料的制备方法同实施例1。
实施例3
一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料，由如下质量份数的原料制成：
聚四氟乙烯80份、纳米碳酸钙20份、羧甲基纤维素钠16份、甘油13份、线型酚醛树脂10份、膨润土8份、滑石粉8份、亚磷酸酯5份、邻苯二甲酸二丁酯5份、邻羟基苯甲酸苯酯4份、石墨粉3份、硬脂酸3份、聚酯2份、琼脂2份。
本实施例复合材料的制备方法同实施例1。
实施例1-3采用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯，并添加适量助剂，制得的复合材料具有可塑性好、耐高温、抗老化和耐腐蚀的特点，可加工成各种形状，并且摩擦系数低，使用温度为-136℃-420℃，可作为密封材料使用，从而提高阀门的密封性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，由如下质量份数的原料制成：
聚四氟乙烯75-80份、纳米碳酸钙15-20份、羧甲基纤维素钠12-16份、甘油10-13份、线型酚醛树脂8-10份、膨润土5-8份、滑石粉5-8份、亚磷酸酯3-5份、邻苯二甲酸二丁酯3-5份、邻羟基苯甲酸苯酯3-4份、石墨粉2-3份、硬脂酸2-3份、聚酯1-2份、琼脂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料，其特征在于：所述纳米碳酸钙的粒径为30-50纳米。
3.根据权利要求1所述的一种阀门密封用纳米碳酸钙改性聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)先向高速混合机中加入膨润土、滑石粉、石墨粉和甘油，混合5-10min后再加入线型酚醛树脂、硬脂酸和琼脂，然后升温至95-100℃混合10-15min，得混合物I；
(2)将混合物I加入到砂磨机中，砂磨25-30min后再加入纳米碳酸钙、羧甲基纤维素钠和聚酯，继续砂磨15-20min，得混合物II；
(3)将混合物II加入到密炼机中，加热至120-140℃后混炼3-5min，然后开始降温，当温度降至70-80℃后加入聚四氟乙烯，在此温度下混炼5-10min，再加入邻苯二甲酸二丁酯、邻羟基苯甲酸苯酯和亚磷酸酯，继续混炼3-5min，得混炼胶；
(4)将制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，使胶料连续挤出，并在硫化罐中硫化成型，控制硫化压力为0.5-0.6MPa，硫化时间为100-120min即可。
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