CN1087921A - 特种砜和醚工程塑料及其非金属合金泵和阀技术 - Google Patents
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Abstract
特种砜和醚工程塑料及合金，制造的系列泵和
阀。其生产工艺成熟、造价低于不锈钢的泵和阀。是
当前大有发展前途的高科技工业。
Description
本发明属特种砜和醚工程塑料及其非金属合金泵和阀技术。
本发明的概括：特种砜和醚工程塑料及其非金属合金泵和阀。
特种工程塑料是70年代后期开始发展起来的，高分子材料的一个新的重要领域。虽然它的初期完全是由于宇航和军事目的所推动，但进入80年代以来，这一成果已广泛用于与国民经济密切相关的高科技领域。由于它们普遍具有比一般高分子材料耐热等级高、尺寸稳定性好、机械强度大、耐辐射、耐强腐蚀等优异的综合性能，因此在国外一些先进工业国家中，已被广泛的用于宇航、电子、能源、交通等工业部门推动其它技术发展。
随着我国四化建设的发展，作为化工和石油工业不可缺少的耐高温、耐强腐蚀的液体输送工具“泵”“阀”将会提出更高的要求，而且数量很大，例如当前化工厂中的高温盐酸，任何金属泵和一般塑料泵都无法解决。但是如将高强度、耐强腐蚀、耐高温的特种砜和醚工程塑料和合金（新型高科技）复合材料引进来，不仅代替了贵重的金属钛、不锈钢，而且解决了钛和不锈钢无法解决的难关。目前市场销售的聚四氟材料称之为“塑料王”，但它解决不了机械强度问题。多为“衬附在金属壁上”，容易开裂难以修复。为此，推荐已研制成功的7种，具有耐化学药品性质（已满足工业所需的各种），长期使用工作温度分别为110℃、130℃、150℃、170℃、180℃的机械强度大（比强度相当于钢铁），耐强腐蚀、稳定性好、节能的特种砜和醚工程塑料及合金，制造的壁厚6mm至14mm，法兰为20mm的IH型、Y型、L型等系列泵和L型阀门。
聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚及经过玻璃纤维改性增强和组成非金属塑料合金，来制造耐腐蚀泵和阀门系列产品，其生产工艺成熟，利用国产通用塑料注射机，可正常生产。在生产关键处是模具，由于造价高，而且过去的泵型多，则每一种泵型就得一套模具。所以投资大，给生产工厂带来难于克服的困难。可近年来国际上推广标准泵型，互换性能强，则一套模具就可解决多种型号泵的零部件。另外采用了集块模具工艺，对同类型的不同型的泵，只更换内腔，而大框架不变。由于不同型号的泵，流道（即水流部分）部分差别很大无法同步，为此利用模具加铝嵌件办法，简化模具构造，达到一具多用的通用目的。特别是IH型泵叶轮，构造复杂无法一次注射成型而采用下铝嵌件注射成型后，铝嵌件用氢氧化钠溶液或硫酸溶液腐蚀工艺脱掉。例如IH型系列泵国内风到的有18种泵型、依上述办法只要开2套即IH65-40-200，H125-100-200的泵体模具（内腔能换比它小的）和1套叶轮、1套泵盖通用模具，就可以解决18种IH型号泵。这样两套大两套小的基本型模具就可将当前工厂所常用的泵型包括了。而个别特殊的泵旧式泵翻修或配件由于所需量少，可采取压铸法工艺解决。
由于特种砜和醚型工程塑料比重为钢比重的六分之一，又采用了注射成型和下铝嵌件的腐蚀工艺，所以泵的水流部分和泵叶轮比金属铸造成型的水流部分和叶轮，体轻而光滑，则流体介质运动阻力小，耗能低，效率高、节能7-10%。
对泵的密封和阀、轴、顶帽、泵架、基坐等金属附件部分，为了和水流部的工程塑料合金防腐同步的要求，均采取烧结PSF涂膜工艺。
由于注射成型为一次成型加工，生产费用低。市售一台IH，125-100-200型不锈钢泵11，000元/台，而非金属砜和醚合金泵，成本仅4500-5000元/台。价格低又不受生产量限制，是当前大有发展前途的高科技工业产品。
生产工艺是：模具依塑料成型的要求，使泵盖、泵体、叶轮各部位厚度要均一。为此将应力大的部位，采取增强筋的措施。为解决泵型种类繁多，生产批量少则模具费用高，产品成本高，而采取了大框架套用的新工艺。例如将IH型系列泵，把用量大的16种基本型，选取两个大的框架为基础型，内型腔更换的办法，只制造IH65-40-200和IH125-100-200二套模具的框架，就解决了8种16个型号的泵，为简化模具构型和减少模具数量，采用叶轮和泵体整体注射成型，内加铝嵌件方法，注射成型脱模后，用腐蚀液（NaOH或H2SO4）腐蚀掉工艺手段，达到泵体整体化目的。这对组装同心等质量要求，安全系数大，同时对密封问题得到可靠保证。控制模具温度和注射压力，来调节冲模。各种特塑树脂和复合材料注射成型条件：
聚苯硫醚复合材料，烘料温度为140-160℃之间，时间3-4h。注射温度，前部300-310℃。中部310-320℃，后部280-290℃，喷咀290-300℃。模具温度130-150℃。注射压力80-130MPa。注射时间5-10s，保压时间25-60s，冷却时间5-10min。退火温度140-160℃，时间21h。
聚砜和聚砜复合材料，烘料温度120-130℃，时间2-3h。注射时间，前部280-290℃。中部270-280℃。模具温度100-120℃。注射压力100-140MPa，保压50-100MPa，保压时间2min。退火温度140-150℃。时间21h。
聚醚砜和聚醚砜复合材料，烘料温度130℃。时间12h以上。注射温度，前部290-300℃，中部290-300℃，后部270-280℃，喷咀280-290℃，模具温度120-130℃。注射压力100-140MPa，保压70-100MPa，保压时间2-3min。退火温度150-160℃，时间21h。
聚砜高分子合金，烘料温度110℃，时间12h以上。注射温度，前部240-250℃，中部230-240℃，后部200-220℃，喷咀230-240℃，模具温度60-80℃。注射压力，90-100MPa，保压70-80MPa，保压时间1-2min。退火温度110℃，时间21h
涂膜首先将金属部件进行，除油和除锈处理后，再进行常温磷化，经多次喷涂干燥，最后烧结成耐腐蚀的PSF树脂膜。除油在1000ml溶液中含NaOH 30g，Na3PO470g，Na2CO350g，OP乳化剂3-5g其余为水。温度90-100℃，时间15-25min。除锈在1000min溶液中，含H2SO4200-250g，NH2-S-NH22g，其余为水。温度为40-50℃，时间20-30min。磷化采用溶液法常温磷化，以1000min溶液中，含HNO 60ml，H3PO430ml，ZmO，ZmO，50g，NaF 4g NaNO34g，其余为蒸馏水。将磷化件浸泡2h左右，视磷化情况取出。
制备喷涂液，溶剂为1.2一二氯乙烷，N.N一二甲基甲酰胺（少量），乳化剂十二烷基苯磺化钠（少量），浓度分别为9%，10%，15%。喷涂在室温下，相对湿度≤70%，空气压力0.25-0.3MPa，喷涂有效距离20-25Cm，次数根据涂层厚度而定。喷涂后立即送入电干燥箱干燥，从常温逐渐升温至120℃，时间为4h。然后转入马福炉固化，初始与烘箱温度，再缓慢升温，玻璃化温度稍停留，升入熔点温度恒温。
100℃ (10min)/() 170℃ (10min)/() 290℃
性能测定包括，机械性能：厚度、附着力、冲击强度、硬度、光洁度;化学性能：对涂层进行耐酸、碱、耐盐、耐药剂的腐蚀实验;热性能的测试。
Claims (7)
1、特种砜和醚工程塑料及其非金属合金泵和阀，采用高强度、耐高温、抗强腐蚀的聚砜。聚醚砜和聚苯硫醚类树脂，利用增强添加剂和非金属材料配制的合金，制造耐腐蚀泵和阀。将根据工厂所提出的耐温、耐药性、机械强度的要求。用聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚及其为主体配制的合金：耐温分别为110℃，130℃，150℃，170℃，180℃；机械强度分别为：50MPa，70MPa，80MPa，90MPa；耐药性除耐酸、碱、盐、矿物油共性外，各具不同的特殊的耐药性。加入玻璃纤维、碳黑、矿物粉，MoS2、PTFE等添加剂增强改性复合材料；还利用PSF、ABS、RS、PMMA、PC组制成的非金属合金。
同时研制出新的加工工艺；干燥料的参数、注射条件、集块模具，复杂的整体泵体和叶轮用铝嵌件一次注射成型的介质腐蚀方法，解决了非几何形状无法开出塑料模具的难关。
为了防止外部腐蚀环境，腐蚀泵的金属件部分，研制成功金属件烧结聚砜树脂膜新工艺。解决了和特种砜和醚工程塑料及合金同步问题。
由于工程塑料比重为钢的比重六分之一，又采取了注射成型和铝嵌件腐蚀工艺，泵的水流部分和泵的叶轮比金属铸造成型体轻而且表面光滑则阻力小效率高节能7-10%。
2、按照权利要求1、其特征所述的。利用聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚和由它们与玻璃纤维、碳黑、矿物粉、RS增强的塑料以及由它们与ABS，RS、PTFE，PMMA，PC制成的非金属合金材料。注射成型制造IH型、Y型、L型系列耐腐蚀泵和耐腐L型阀门。
3、按照权利要求1、其特征所述的注射成型IH型、Y型、L型耐腐蚀泵的体、盖、叶轮和阀门部件工艺参数：
聚苯硫醚复合材料，烘料温度140-160℃，时间3-4h，注射温度前部300-310℃，中部310-320℃，后部280-290℃，机头290-300℃;模具温度130-150℃;注射压力80-130MPa;注射时间5-10 S保压时间25-60S;冷却时间5-10min退火温度140-160℃，时间21h。
聚砜和聚砜复合材料，烘料温度120-130℃，时间2-3h;注射温度前部280-290℃，中部270-280℃，后部260-270℃，喷咀温度270-280℃，模具温度100-120℃，注射压力100-140MPa;保压50-100MPa;保压时间2min;退火温度150-160℃时间21h。
聚醚砜和聚醚砜复合材料，烘料温度130℃，时间12h以上;注射温度前部290-300℃，中部290-300℃，后部270-280℃，喷咀280-290℃，模具温度120-130℃;注射压力100-140MPa;保压70-100MPa;保压时间2-3min;退火温度150-160℃，时间21h。
聚砜高分子合金，烘料温度110℃时间12h以上。注射温度前部240-250℃，中部230-240℃，后部200-220℃;喷咀温度230-240℃，模具温度60-80℃;注射压力90-100MPa;保压70-80MPa;保压时间1-2min;退火温度110℃，时间21h。
4、按权利要求1、其特征为生产的关键处是模具，利用模具加嵌件办法的新工艺，简化模具构造，达到一具多用的通用目的。注射成型后，铝嵌件用NaOH或稀HSO溶液腐蚀工艺脱掉。
5、按权利要求，1、其特征为对泵的密封件、轴、顶帽、泵架、基坐等金属附件部分，烧结聚砜树脂膜防腐蚀层的工艺。
除油配方：1000ml水中加入NaOH30克，Na3PO470克、OP3-5克;温度90-100℃;时间10-20min。
除锈配方：15-20%H2SO4溶液、NH2-S-NH2g/L2-3;温度30-50℃。
磷化液配方：1000ml中含HNO36ml，H3PO430ml，ZnO50克，NaF4克。NaNO24克、其余蒸溜水。将磷化件浸泡1-4小时。
6、按权利要求1、其特征为喷涂液的配制和喷涂工艺。喷涂液用的溶剂为1.2-二氯乙烷，N.N-二甲基甲酰胺，乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，树脂浓度为9%、10%、15%。聚砜二次喷涂二次干燥，逐渐升温至120℃，时间4h。一次烧结，初始与烘箱温度同，再缓慢升温，玻璃化温度停留，升入溶点温度恒温。
100℃ 10min 170℃ 10min 290℃ 15min
7、按权利要求1、其特征为泵和阀塑料壁厚为6mm至14mm;法兰厚度为20mm。
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