CN106398064A - 一种高弹性的碳纳米管-聚四氟乙烯阀门密封圈 - Google Patents

一种高弹性的碳纳米管-聚四氟乙烯阀门密封圈 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高弹性的碳纳米‑聚四氟乙烯阀门密封圈，由如下重量份的组分制备而成：聚四氟乙烯100份、钠‑萘溶液70‑80份、碳纳米管5‑8份、苯酚8‑10份、对甲基苯甲酸8‑10份、膨润土1‑2份、二苯醚5‑8份、钛酸丁酯1‑3份、60‑70%次氯酸钠20‑25份、EDTA 20‑25份、氨水40‑50份、无水乙醇80‑100份、硫酸钡3‑5份、二硫化钼1‑2份、硅烷偶联剂kh550 1‑3份、氯化铵9‑10份、尿素30‑35份、水30‑35份。本发明公开的高弹性碳纳米‑聚四氟乙烯阀门密封圈，既具有良好的耐磨性能，又具有良好的弹性，使用寿命长。

Description

一种高弹性的碳纳米管-聚四氟乙烯阀门密封圈
技术领域
本发明属于阀门密封圈领域，具体涉及一种高弹性的碳纳米管-聚四氟乙烯阀门密封圈及其制备方法与应用。
背景技术
聚四氟乙烯（PTFE）以其高度的化学稳定性，极强的耐高、低温性能，突出的不粘性，良好的润滑性，优异的电绝缘性、耐老化性，极小的吸水性等，使其在航空航天、石油化工、机械工业、电子电器、食品工业、纺织等领域具有广泛的应用．但也因其存在机械性能较差，线膨胀系数大，耐蠕变性差，耐磨损性差，硬度低，成型和二次加工困难等缺陷，使其应用范围受到一定的限制。为了改善和克服纯PTFE的缺陷，常采用表面改性，填充改性和共混改性等手段来提高其综合性能，其中尤以填充改性最为简单、价格低、效果好而得以普遍采用。
钠-蔡溶液处理法是目前聚四氟乙烯表面处理研究的种种方法中效果最好、最简便、最通用、且快速、易行、廉价的方法。原理是Na将最外层电子转移到萘的空轨道上，形成阴离了自由基；再与Na + 形成离子对，释放出大量的共振能，生成了深绿色金属有机化合物的混合溶液。这些化合物混合溶液活性很高，与聚四氟乙烯发生化学反应，破坏C-F键，扯掉表面上的部分氟原子，在表面留下了碳化层和引入某些如-CO、C＝C、-CH、-COOH等极性基团。这些极性基团使得聚合物表面能增大、接触角变小、浸润性提高，从而由不粘、难粘变为可粘。钠-蔡溶液可以改善聚四氟乙烯与碳纳米的共容性，减少加工时分子架桥，提高聚四氟乙烯的弹性。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，该碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈耐磨损性强、弹性高、不易老化、使用寿命长。
本发明的另一目的在于提供上述耐磨损、高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈的制备方法。
一种高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述阀门密封圈由如下重量份的组分制备而成：聚四氟乙烯100份、钠-萘溶液70-80份、碳纳米管5-8份、苯酚8-10份、对甲基苯甲酸8-10份、膨润土1-2份、二苯醚5-8份、钛酸丁酯1-3份、60-70%次氯酸钠20-25份、EDTA 20-25份、氨水40-50份、无水乙醇80-100份、硫酸钡3-5份、二硫化钼1-2份、硅烷偶联剂kh550 1-3份、氯化铵9-10份、尿素30-35份、水30-35份。
一种高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述阀门密封圈由如下步骤制备而成：
（1）碳纳米管的的活化
A 碳纳米管的氧化改性
先将二硫化钼分散在60-70%次氯酸钠溶液中，再加入碳纳米管搅拌10-12h，抽滤，滤饼放入无水乙醇中超声20-30min，在50-60℃真空干燥20-30h，的到氧化改性的碳纳米管；
B 碳纳米管的活化
将EDTA和氧化改性的碳纳米管分散在氨水中，50-70℃，PH为5-7条件下超声1-3h，静置1-2h，过滤，滤饼浸入在氯化铵、尿素、水的混合液中超声1-3h，静置1-2h，过滤，50-60℃真空干燥20-30h，的到活性碳纳米管；
（2）聚苯酯修饰碳纳米管
将活性碳纳米管、苯酚、对羟基苯甲酸加入二苯醚中超声分散1-3h，在加入催化剂钛酸丁酯，70-90℃酯化8-10h，加入膨润土，超声分散0.5-1h，提高反应温度到180-200℃进行缩聚，缩聚20-30h，得到聚苯酯修饰碳纳米管。
（3）聚四氟乙烯表面活化
将聚四氟乙烯粉加入到钠-萘溶液中，搅拌8-10分钟，烘干后得到表面活化的聚四氟乙烯；
（4）碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈的制备
先将聚苯酯修饰碳纳米管和表面活化的聚四氟乙烯进行球磨，球磨后聚苯酯修饰碳纳米管与表面活化的聚四氟乙烯，再与硫酸钡混合后，再将硅烷偶联剂kh550喷洒在其中，在40～100℃下干燥，将干燥的混合原料在20～60MPa冷模压成型，加压速率5-10MPa/min并保压1～30min；再将成型的产品进行烧结，冷却至室温，即获得本发明所制备的耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈。
所述钠-萘溶液为将钠溶于四氢呋喃与萘的溶液中而形成，钠占总溶液的重量百分含量为2-5％，萘占总溶液的重量百分含量为10-15％。
所述聚四氟乙烯为悬浮聚四氟乙烯，其粒径分布为15～60μm；所述硫酸钡、二硫化钼、膨润土的粒径为10～50μm；球磨后聚苯酯修饰碳纳米管和表面活化的聚四氟乙烯的粒径为10-50μm。
相比于其他的聚四氟乙烯阀门密封圈，本发明采用钠-萘溶液对聚四氟乙烯粉进行活化处理，活化处理的聚四氟乙烯粉具有与碳纳米共容性好的特点，且减少加工时分子架桥，提高聚四氟乙烯的弹性。本发明公开的高弹性碳纳米-聚四氟乙烯注水泵阀门密封圈，既具有良好的耐磨性能，又具有良好的弹性，使用寿命长。
具体实施方式
一种高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述阀门密封圈由如下重量份的组分制备而成：聚四氟乙烯100份、钠-萘溶液80份、碳纳米管5份、苯酚8份、对甲基苯甲酸8份、膨润土1份、二苯醚8份、钛酸丁酯1份、60-70%次氯酸钠20份、EDTA 25份、氨水50份、无水乙醇100份、硫酸钡3份、二硫化钼1份、硅烷偶联剂kh550 3份、氯化铵10份、尿素30份、水30份。
一种高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述阀门密封圈由如下步骤制备而成：
（1）碳纳米管的的活化
A 碳纳米管的氧化改性
先将二硫化钼分散在70%次氯酸钠溶液中，再加入碳纳米管搅拌12h，抽滤，滤饼放入无水乙醇中超声30min，在60℃真空干燥20h，的到氧化改性的碳纳米管；
B 碳纳米管的活化
将EDTA和氧化改性的碳纳米管分散在氨水中，70℃，PH为7条件下超声3h，静置2h，过滤，滤饼浸入在氯化铵、尿素、水的混合液中超声3h，静置1h，过滤，50℃真空干燥30h，的到活性碳纳米管；
（2）聚苯酯修饰碳纳米管
将活性碳纳米管、苯酚、对羟基苯甲酸加入二苯醚中超声分散2h，在加入催化剂钛酸丁酯，80℃酯化10h，加入膨润土，超声分散1h，提高反应温度到200℃进行缩聚，缩聚20h，得到聚苯酯修饰碳纳米管。
（3）聚四氟乙烯表面活化
将聚四氟乙烯粉加入到钠-萘溶液中，搅拌10分钟，烘干后得到表面活化的聚四氟乙烯；
（4）碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈的制备
先将聚苯酯修饰碳纳米管和表面活化的聚四氟乙烯进行球磨，球磨后聚苯酯修饰碳纳米管与表面活化的聚四氟乙烯，再与硫酸钡混合后，再将硅烷偶联剂kh550喷洒在其中，在80℃下干燥，将干燥的混合原料在55MPa冷模压成型，加压速率6MPa/min并保压30min；再将成型的产品进行烧结，冷却至室温，即获得耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈。
经测试：拉升强度20MPa；断裂伸长率230%；冲击强度22.1KJ/m；弯曲强度29MPa；磨耗4.1mm3（负载250N，线速度2m/s，时间3分钟）。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述阀门密封圈由如下重量份的组分制备而成：聚四氟乙烯100份、钠-萘溶液70-80份、碳纳米管5-8份、苯酚8-10份、对甲基苯甲酸8-10份、膨润土1-2份、二苯醚5-8份、钛酸丁酯1-3份、60-70%次氯酸钠20-25份、EDTA 20-25份、氨水40-50份、无水乙醇80-100份、硫酸钡3-5份、二硫化钼1-2份、硅烷偶联剂kh550 1-3份、氯化铵9-10份、尿素30-35份、水30-35份。
2.一种高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述阀门密封圈由如下步骤制备而成：
碳纳米管的的活化
A 碳纳米管的氧化改性
先将二硫化钼分散在60-70%次氯酸钠溶液中，再加入碳纳米管搅拌10-12h，抽滤，滤饼放入无水乙醇中超声20-30min，在50-60℃真空干燥20-30h，的到氧化改性的碳纳米管；
B 碳纳米管的活化
将EDTA和氧化改性的碳纳米管分散在氨水中，50-70℃，PH为5-7条件下超声1-3h，静置1-2h，过滤，滤饼浸入在氯化铵、尿素、水的混合液中超声1-3h，静置1-2h，过滤，50-60℃真空干燥20-30h，的到活性碳纳米管；
聚苯酯修饰碳纳米管
将活性碳纳米管、苯酚、对羟基苯甲酸加入二苯醚中超声分散1-3h，在加入催化剂钛酸丁酯，70-90℃酯化8-10h，加入膨润土，超声分散0.5-1h，提高反应温度到180-200℃进行缩聚，缩聚20-30h，得到聚苯酯修饰碳纳米管。
3.聚四氟乙烯表面活化
将聚四氟乙烯粉加入到钠-萘溶液中，搅拌8-10分钟，烘干后得到表面活化的聚四氟乙烯；
碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈的制备
先将聚苯酯修饰碳纳米管和表面活化的聚四氟乙烯进行球磨，球磨后聚苯酯修饰碳纳米管和表面活化的聚四氟乙烯与硫酸钡混合后，再将硅烷偶联剂kh550喷洒在其中，在40～100℃下干燥，将干燥的混合原料在20～60MPa冷模压成型，加压速率5-10MPa/min并保压1～30min；再将成型的产品进行烧结，冷却至室温，即获得本发明所制备的高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈；
一种高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述钠-萘溶液为将钠溶于四氢呋喃与萘的溶液中而形成，钠占总溶液的重量百分含量为2-5％，萘占总溶液的重量百分含量为10-15％。
4.一种高弹性的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述聚四氟乙烯为悬浮聚四氟乙烯，其粒径分布为15～60μm；所述硫酸钡、二硫化钼、膨润土的粒径为10～50μm；球磨后聚苯酯修饰碳纳米管和表面活化的聚四氟乙烯的粒径为10-50μm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109676944A (zh) * 2018-12-19 2019-04-26 浙江双环传动机械股份有限公司 Peek基自润滑柔性轴承保持架及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102174248B (zh) * 2011-03-28 2012-10-03 上海交通大学 碳纳米管/聚苯酯复合材料的制备方法
CN102952360A (zh) * 2012-11-06 2013-03-06 浙江国威汽车配件有限公司 一种含氟聚合物混合材料及用该材料制备球头缓冲球销座的方法
CN103435947A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 广州机械科学研究院有限公司 耐磨损、低蠕变聚四氟乙烯密封材料及其制备方法与应用
CN103923240A (zh) * 2014-05-04 2014-07-16 董波 活化处理的聚四氟乙烯粉及含其组合物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102174248B (zh) * 2011-03-28 2012-10-03 上海交通大学 碳纳米管/聚苯酯复合材料的制备方法
CN102952360A (zh) * 2012-11-06 2013-03-06 浙江国威汽车配件有限公司 一种含氟聚合物混合材料及用该材料制备球头缓冲球销座的方法
CN103435947A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 广州机械科学研究院有限公司 耐磨损、低蠕变聚四氟乙烯密封材料及其制备方法与应用
CN103923240A (zh) * 2014-05-04 2014-07-16 董波 活化处理的聚四氟乙烯粉及含其组合物

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109676944A (zh) * 2018-12-19 2019-04-26 浙江双环传动机械股份有限公司 Peek基自润滑柔性轴承保持架及其制造方法

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