CN105062068A - 一种压缩机阀片用pi材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种压缩机阀片用PI材料及其制备方法，按照重量份数配比称取PI、碳纤维、CF、聚芳酰胺纤维、聚四氟乙烯、碳酸钙、偶联剂、石墨、二硫化钼、GF、阻燃剂、季戊四醇、碳粉为、硫酸钡和氧化铝，混合后挤出即可；产品拉伸强度140-160MPa，断裂伸长率35-55%；弯曲强度200-400MPa，压缩强度165-185MPa；间支梁冲击强度15-25kJ/m²，摩擦系数0.1-0.2。

Description

一种压缩机阀片用PI材料及其制备方法

技术领域

本申请属于PI材料制备领域，尤其涉及一种压缩机阀片用PI材料及其制备方法。

背景技术

压缩机可分类为冰箱压缩机，空调压缩机，气体压缩机，制冷压缩机，多数压缩机都是起到制冷作用，只有气体压缩机用于特殊气体压缩。压缩机阀片质量优劣，阀片的精度，都直接影响到压缩机的寿命，制冷效果。首先从选择材料入手，阀片是压缩机中手冲击最强的零件，需要符合下列标准：1阀片的设计必须满足压缩机制造商的各种要求；2阀片材料必须也许精密冲压；3阀片和阀座之间密封良好；4长期稳定的性能是最重要的；5材质的弹性和恢复性。瑞典公司的SS716不锈钢具有高韧性和高冲击疲劳强度，适用于180-400℃下工作，耐腐蚀。因为比较薄，性能理想所以目前的广泛使用于家用空调压缩机，冰箱压缩机，牙科压缩机中。SS20C含有1%的碳钢，具有高抗拉强度，通过淬火和回火形成精细的马氏体组织，是非合金钢中疲劳强度最高，厚度较厚，所以常用于性能要求较高的制冷压缩机和气体压缩机中3cr13属于不锈钢，表面光泽好，性能稳定，价格便宜，较耐磨度高，目前广泛用于煤气压缩机，二氧化压缩机，普通气体压缩机，船用压缩机，氧气压缩机，氮气压缩机等PEEK简称聚醚醚酮聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料，与其他特种工程塑料相比具有诸多显著优势，耐高温、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解和易加工，在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protionsolver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。

高压空气压缩机是将自由状态下的空气，经过压缩，流经机组中的分离器与过滤器后，脱除含在高压空气中的水[优尼可尔压缩机（北京）有限公司]、油份和杂质，使排出的气体清洁无味，气体质量符合标准，是安全可靠的呼吸空气和高压气源供给系统。压缩机主机系三级压缩、V型结构型式，由曲轴箱、曲轴、连杆、活塞、气缸及气阀等基本零件所组成。曲轴箱由铝合金铸造；曲轴为单曲拐结构；连杆系整体式；活塞结构为级差式，其中一、二级为整体式，一、三级为组合式；一级和二级活塞上装有活塞环，三级活塞上不装活塞环，与气缸之间采用迷宫槽密封；一、二级气缸和一、三级气缸均为整体式，采用优质铸铁铸造，外部铸有散热片，气阀系环状阀结构。压缩机主机由电动机通过三角皮带驱动，主机皮带轮上装有大风量冷却风扇，对压缩机外表和各发热部件进行强制冷却。压缩机采用飞溅润滑,借助于安装在连杆大端上的打油针，在曲轴旋转时激溅曲轴箱内油面所造成的油滴、油雾，使各摩擦机件得到充分润滑。高压空气压缩机组主要由压缩机主机，驱动机(电动机)，级间冷却器，压缩空气分离、净化等处理装置，以及压力显示、调控和安全装置所组成。当驱动机通过三角皮带驱动压缩机工作时，自由状态的空气经过进气滤清器（1）被吸至一级气缸（I）内，压缩至一定压力，排出至一、二级间冷却器（2）和分离器（3）内，经冷却和油气分离后进入二级气缸（Ⅱ），被进一步压缩至更高压力后排出至二、三级间冷却器（4）和分离器（5），进行冷却和滤去压缩空气中的油与冷凝液，再进入三级汽缸（Ⅲ）压缩至最终所需压力，之后进入分离器（7）过滤净化器（8）进一步除去压缩空气中的油、冷凝液和油蒸汽，从而获得冷却、洁净无味的高压空气充入合格的高压钢瓶内提供使用。从各级气缸后的分离器中被分离和滤去的油与冷凝液，通过排污阀（9）定期排出机外或收集在污物罐内。

多种气体驱动：压缩空气.氮气.水蒸汽.天然气等均可做作为泵的驱动气源。使用范围广：工业领域用于机床卡盘的卡紧，蓄能器充气，高压瓶充气，降低压气体转换成高压气体等。凡是气源压力不够高，无论是机械或测试装置，均可采用。自动保压：无论何种原因造成保压回路压力下降，德科增压泵将自动启动，补充泄漏压力，保持回路压力恒定。操作安全：采用气体驱动，无电弧及火花，完全用于有易燃、易爆的液体或气体场所。维护简单：与其他气驱泵相比，增压机可完成相同的工作，但其零件及密封少，维护简单性价比高：它是一种柱塞泵，工作时增压机迅速往复工作，随着输出压力的增高，泵的往复减慢直至停止，此时泵的压力恒定，能量消耗最低，各部件停止运动。使用范围：工作介质可为液压油.水及大部分化学腐蚀性液体，而且可靠性高，免维护寿命长。输出范围：对所有型号泵仅需较小气压就能平稳工作，此时获得较小流量，调节进气量后可获得不同流量。应用灵活：选用不同型号的泵，可获得不同的压力区域。易于调节：在泵的压力范围内，调节调节阀从而调节进气压力，输出液压相应相应得到无极调整。自动保压：无论何种原因造成保压回路压力下降，将自动启动，补充泄漏压力，保持回路压力恒定。操作安全：采用气体驱动，无电弧及火花，可在危险场所使用。维护简单：与其他气驱泵相比，德科增压泵可完成相同的工作，但其零件及密封少，维护简单，高压氢气压缩机利用大面积活塞端的低压气体驱动而产生小面积活塞端的高压流体。

耐高温聚酰亚胺超级工程塑料具有很多其他工程塑料所没有的优异性能：耐高温、耐低温、耐腐蚀、自润滑、低磨耗、力学性能优异、尺寸稳定性好、热膨胀系数小、高绝缘、低热导、不熔融、不生锈，可在很多情况下替代金属、陶瓷、聚四氟乙烯和工程塑料等，广泛应用于石油化工、矿山机械、精密机械、汽车工业、微电子设备、医疗器械等领域，具有很好的性能价格比。广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种弯曲强度高、拉伸强度高和断裂伸长率高的压缩机阀片用PI材料及其制备方法是非常必要的。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对上述技术问题，提供一种压缩机阀片用PI材料及其制备方法，解决现有PI弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率低等技术问题。

技术方案：

一种压缩机阀片用PI材料，所述压缩机阀片用PI材料的原料按重量份数配比如下：PI100份；碳纤维20-40份；CF30-50份；聚芳酰胺纤维25-45份；聚四氟乙烯20-40份；碳酸钙15-35份；偶联剂4-16份；石墨5-25份；二硫化钼10-30份；GF为10-20份；阻燃剂0.1-2份；季戊四醇为5-25份；碳粉为2-8份；硫酸钡15-25份；氧化铝为1-5份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述压缩机阀片用PI材料的原料按重量份数配比如下：PI100份；碳纤维25-35份；CF35-45份；聚芳酰胺纤维30-40份；聚四氟乙烯25-35份；碳酸钙20-30份；偶联剂8-12份；石墨10-20份；二硫化钼15-25份；GF为12-18份；阻燃剂0.5-1.5份；季戊四醇为10-20份；碳粉为3-7份；硫酸钡17-23份；氧化铝为2-4份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述压缩机阀片用PI材料的原料按重量份数配比如下：PI100份；碳纤维30份；CF40份；聚芳酰胺纤维35份；聚四氟乙烯30份；碳酸钙25份；偶联剂10份；石墨15份；二硫化钼20份；GF为15份；阻燃剂1份；季戊四醇为15份；碳粉为5份；硫酸钡20份；氧化铝为3份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述偶联剂采用硅烷偶联剂KH-550或铝酸酯偶联剂。

作为本发明的一种优选技术方案：所述阻燃剂采用聚磷酸铵或三氧化二锑。

作为本发明的一种优选技术方案：所述压缩机阀片用PI材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取PI、碳纤维、CF、聚芳酰胺纤维、聚四氟乙烯、碳酸钙、偶联剂、石墨、二硫化钼、GF、阻燃剂、季戊四醇、碳粉为、硫酸钡和氧化铝；

第二步：将PI、碳纤维、CF、聚芳酰胺纤维和聚四氟乙烯投入反应釜中加热至45-65℃，搅拌30-40min，搅拌速度150-200r/min；

第三步：加入剩余原料，升温至70-90℃，搅拌45-60min，搅拌速度200-300r/min；

第四步：将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度，210℃、220℃、225℃、230℃、245℃和250℃，螺杆转速45-55r/min；

第五步：型坯预压，压力45-55MPa，保压30-50s，以50℃/min升温至370-390℃烧结，保温60-80min。

有益效果：

本发明所述一种压缩机阀片用PI材料及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品拉伸强度140-160MPa，断裂伸长率35-55%；2、弯曲强度200-400MPa，压缩强度165-185MPa；3、间支梁冲击强度15-25kJ/m²，摩擦系数0.1-0.2；4、热导率提高且线膨胀系数降低，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

实施例1:

按照重量份数配比称取PI100份；碳纤维20份；CF30份；聚芳酰胺纤维25份；聚四氟乙烯20份；碳酸钙15份；铝酸酯偶联剂4份；石墨5份；二硫化钼10份；GF为10份；聚磷酸铵0.1份；季戊四醇为5份；碳粉为2份；硫酸钡15份；氧化铝为1份。

将PI、碳纤维、CF、聚芳酰胺纤维和聚四氟乙烯投入反应釜中加热至45℃，搅拌30min，搅拌速度150r/min，加入剩余原料，升温至70℃，搅拌45min，搅拌速度200r/min。

将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度，210℃、220℃、225℃、230℃、245℃和250℃，螺杆转速45r/min，型坯预压，压力45MPa，保压30s，以50℃/min升温至370℃烧结，保温60min。

产品拉伸强度140MPa，断裂伸长率35%；弯曲强度200MPa，压缩强度165MPa；间支梁冲击强度15kJ/m²，摩擦系数0.2。

实施例2:

按照重量份数配比称取PI100份；碳纤维40份；CF50份；聚芳酰胺纤维45份；聚四氟乙烯40份；碳酸钙35份；铝酸酯偶联剂16份；石墨25份；二硫化钼30份；GF为20份；聚磷酸铵2份；季戊四醇为25份；碳粉为8份；硫酸钡25份；氧化铝为5份。

将PI、碳纤维、CF、聚芳酰胺纤维和聚四氟乙烯投入反应釜中加热至65℃，搅拌40min，搅拌速度200r/min，加入剩余原料，升温至90℃，搅拌60min，搅拌速度300r/min。

将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度，210℃、220℃、225℃、230℃、245℃和250℃，螺杆转速55r/min，型坯预压，压力55MPa，保压50s，以50℃/min升温至390℃烧结，保温80min。

产品拉伸强度145MPa，断裂伸长率40%；弯曲强度250MPa，压缩强度170MPa；间支梁冲击强度18kJ/m²，摩擦系数0.18。

实施例3:

按照重量份数配比称取PI100份；碳纤维25份；CF35份；聚芳酰胺纤维30份；聚四氟乙烯25份；碳酸钙20份；硅烷偶联剂KH-550为8份；石墨10份；二硫化钼15份；GF为12份；聚磷酸铵0.5份；季戊四醇为10份；碳粉为3份；硫酸钡17份；氧化铝为2份。

将PI、碳纤维、CF、聚芳酰胺纤维和聚四氟乙烯投入反应釜中加热至45℃，搅拌30min，搅拌速度150r/min，加入剩余原料，升温至70℃，搅拌45min，搅拌速度200r/min。

将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度，210℃、220℃、225℃、230℃、245℃和250℃，螺杆转速45r/min，型坯预压，压力45MPa，保压30s，以50℃/min升温至370℃烧结，保温60min。

产品拉伸强度150MPa，断裂伸长率45%；弯曲强度300MPa，压缩强度175MPa；间支梁冲击强度20kJ/m²，摩擦系数0.15。

实施例4:

按照重量份数配比称取PI100份；碳纤维35份；CF45份；聚芳酰胺纤维40份；聚四氟乙烯35份；碳酸钙30份；硅烷偶联剂KH-550为12份；石墨20份；二硫化钼25份；GF为18份；三氧化二锑1.5份；季戊四醇为20份；碳粉为7份；硫酸钡23份；氧化铝为4份。

将PI、碳纤维、CF、聚芳酰胺纤维和聚四氟乙烯投入反应釜中加热至60℃，搅拌40min，搅拌速度200r/min，加入剩余原料，升温至85℃，搅拌55min，搅拌速度280r/min。

将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度，210℃、220℃、225℃、230℃、245℃和250℃，螺杆转速50r/min，型坯预压，压力50MPa，保压45s，以50℃/min升温至385℃烧结，保温75min。

产品拉伸强度155MPa，断裂伸长率50%；弯曲强度350MPa，压缩强度180MPa；间支梁冲击强度22kJ/m²，摩擦系数0.12。

实施例5:

按照重量份数配比称取PI100份；碳纤维30份；CF40份；聚芳酰胺纤维35份；聚四氟乙烯30份；碳酸钙25份；硅烷偶联剂KH-550为10份；石墨15份；二硫化钼20份；GF为15份；三氧化二锑1份；季戊四醇为15份；碳粉为5份；硫酸钡20份；氧化铝为3份。

将PI、碳纤维、CF、聚芳酰胺纤维和聚四氟乙烯投入反应釜中加热至55℃，搅拌35min，搅拌速度180r/min，加入剩余原料，升温至80℃，搅拌50min，搅拌速度250r/min。

将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度，210℃、220℃、225℃、230℃、245℃和250℃，螺杆转速50r/min，型坯预压，压力50MPa，保压40s，以50℃/min升温至380℃烧结，保温70min。

产品拉伸强度160MPa，断裂伸长率55%；弯曲强度400MPa，压缩强度185MPa；间支梁冲击强度25kJ/m²，摩擦系数0.1。

以上实施例中的组合物所有组分均可以商业购买。

上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种压缩机阀片用PI材料，其特征在于所述压缩机阀片用PI材料的原料按重量份数配比如下：PI100份；碳纤维20-40份；CF30-50份；聚芳酰胺纤维25-45份；聚四氟乙烯20-40份；碳酸钙15-35份；偶联剂4-16份；石墨5-25份；二硫化钼10-30份；GF为10-20份；阻燃剂0.1-2份；季戊四醇为5-25份；碳粉为2-8份；硫酸钡15-25份；氧化铝为1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种压缩机阀片用PI材料，其特征在于所述压缩机阀片用PI材料原料按重量份数配比如下：PI100份；碳纤维25-35份；CF35-45份；聚芳酰胺纤维30-40份；聚四氟乙烯25-35份；碳酸钙20-30份；偶联剂8-12份；石墨10-20份；二硫化钼15-25份；GF为12-18份；阻燃剂0.5-1.5份；季戊四醇为10-20份；碳粉为3-7份；硫酸钡17-23份；氧化铝为2-4份。

3.根据权利要求1所述的一种压缩机阀片用PI材料，其特征在于所述压缩机阀片用PI材料的原料按重量份数配比如下：PI100份；碳纤维30份；CF40份；聚芳酰胺纤维35份；聚四氟乙烯30份；碳酸钙25份；偶联剂10份；石墨15份；二硫化钼20份；GF为15份；阻燃剂1份；季戊四醇为15份；碳粉为5份；硫酸钡20份；氧化铝为3份。

4.根据权利要求1所述的一种压缩机阀片用PI材料，其特征在于：所述偶联剂采用硅烷偶联剂KH-550或铝酸酯偶联剂。

5.根据权利要求1所述的一种压缩机阀片用PI材料，其特征在于：所述阻燃剂采用聚磷酸铵或三氧化二锑。

6.一种权利要求1所述压缩机阀片用PI材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取PI、碳纤维、CF、聚芳酰胺纤维、聚四氟乙烯、碳酸钙、偶联剂、石墨、二硫化钼、GF、阻燃剂、季戊四醇、碳粉为、硫酸钡和氧化铝；

第二步：将PI、碳纤维、CF、聚芳酰胺纤维和聚四氟乙烯投入反应釜中加热至45-65℃，搅拌30-40min，搅拌速度150-200r/min；

第三步：加入剩余原料，升温至70-90℃，搅拌45-60min，搅拌速度200-300r/min；

第四步：将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度，210℃、220℃、225℃、230℃、245℃和250℃，螺杆转速45-55r/min；

第五步：型坯预压，压力45-55MPa，保压30-50s，以50℃/min升温至370-390℃烧结，保温60-80min。