CN109605792A - 低逸散大直径改性四氟垫的制备方法 - Google Patents

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孙利杰
孙李超
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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Abstract

本发明公开了一种低逸散大直径改性四氟垫的制备方法，包括如下步骤：A、取适量四氟树脂和二氧化硅搅拌混合；B、将四氟树脂和二氧化硅的混合物通过口模加压挤出成条料；C、将条料通过高温烧结；D、将烧结后的物料进行弯圆整形；E、在弯圆后的条料两端进行接口加工；F、将条料在周向上首尾相接，并在接口出焊接为一体，形成四氟垫。本发明的有益效果是：大幅度提高了材料的抗蠕变性能，显著提升了密封效果。

Description

低逸散大直径改性四氟垫的制备方法
技术领域
本发明涉及密封材料领域，具体是一种低逸散大直径改性四氟垫的制备方法。
背景技术
四氟垫是常用的密封零件。中国专利文献CN205918928U于2017年2月1日公开了“一种带有单向阳端球阀”，包括单向阳端并帽、球体和阀体，所述单向阳端并帽为常规并帽与单向阳端一体式结构，所述单向阳端并帽装配在球体上，所述球体、单向阳端并帽、阀体之间通过四氟垫圈隔开，所述球阀上设有旋转手柄和限位开关，所述手柄通过手柄固定螺栓固定，本实用新型结构紧凑，带有单向阳端的并帽与球体之间采用四氟垫圈进行密封，密封效果好、绝缘效果好，并帽和球体间不会因相对转动而产生静电，阀杆与阀体之间也有密封圈密封，不会直接接触，它们之间的相对转动也不会有静电产生。普通的聚四氟乙烯虽然具有优异的耐腐蚀性能，但其蠕变率达到60﹪以上，在小规格四氟垫上该缺陷尚不明显，一旦应用在大尺寸的管道、阀门等密封环境下，尤其是直径超过φ1500mm时，由于其抗蠕变性能差，容易造成“跑、冒、滴、漏”等问题，其泄漏率仅能达到不大于1.0×10-3 cm3/s，自身使用寿命也难以达到设计要求。
发明内容
基于以上问题，本发明提供一种低逸散大直径改性四氟垫的制备方法，大幅度提高了材料的抗蠕变性能，显著提升了密封效果。
为了实现发明目的，本发明采用如下技术方案：一种低逸散大直径改性四氟垫的制备方法，包括如下步骤：
A、取适量四氟树脂和二氧化硅搅拌混合；
B、将四氟树脂和二氧化硅的混合物通过口模加压挤出成条料；
C、将条料通过高温烧结；
D、将烧结后的物料进行弯圆整形；
E、在弯圆后的条料两端进行接口加工；
F、将条料在周向上首尾相接，并在接口出焊接为一体，形成四氟垫。
传统四氟填充板垫常用玻纤、石墨、碳纤维、二硫化钼、铜粉等颗粒较粗填充材料，经常规工艺制作而成，因此其蠕变率达到60%以上；从而限制这种材料的使用范围。为克服普通的填充聚四氟乙烯垫片的上抗蠕变性能差的缺陷，本方案设计的低逸散大直径改性四氟垫的制备方法，选用了二氧化硅作为填充材料。二氧化硅比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高，分散性能好，热阻、电阻等方面具有特异的性能，具有优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，作为无机精细填充改性材料添加至四氟树脂中，可以显著提高其抗蠕变性能。
作为优选，步骤E中加工出的接口为斜面接口，斜面接口的斜面与四氟垫的轴向之间有夹角，与由条料所在圆的圆心出发、经过斜面接口的射线平行。传统的大直径四氟垫，如果采用周向拼接方法制作，接口往往是横截条料厚度方向的，在轴向视角上设计出Ω形或者燕尾形的互扣结构。然而受工艺限制，一个大直径四氟垫需要使用多条条料、通过多个互扣结构首尾相连而成，每个互扣结构都可能形成泄漏通道，因此整个四氟垫的密封的可靠性很难达到设计理想。而本方案中选择的是单条条料的首尾端截出斜面，使条料的首尾端通过斜面可互补，并焊接成一体环形，整个四氟垫上仅保留一个互扣结构，就可大幅度消除泄漏隐患的出现。
作为优选，步骤E中焊接接口的材料为PFA。PFA塑料为少量全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物，和四氟具有高相容性，而其自身也具有很好的熔融粘结性，用来粘接四氟条料非常合适。
作为优选，步骤E中的焊接方式为加热压制融化焊接方法。当焊接时将PFA热融粘合膜置于条料的首尾端斜面之间，然后加热加压，外部用模具限位，冷却后就形成了完美的焊接效果。
综上所述，本发明的有益效果是：大幅度提高了材料的抗蠕变性能，显著提升了密封效果。
附图说明
图1是本发明的低逸散大直径改性四氟垫的轴向视图。
图2是图1的A向视图。
图3是图2的装配示意图。
图4是传统的低逸散大直径改性四氟垫的轴向视图。
图5是另一种传统的低逸散大直径改性四氟垫的轴向视图。
其中：1条料，2条料接口，3斜面。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
本实施例为一种低逸散大直径改性四氟垫的制备方法，包括如下步骤：
A、取适量四氟树脂和二氧化硅搅拌混合；
B、将四氟树脂和二氧化硅的混合物通过口模加压挤出成条料；
C、将条料通过高温烧结；
D、将烧结后的物料进行弯圆整形；
E、在弯圆后的条料两端进行接口加工；
F、将条料在周向上首尾相接，并在接口出焊接为一体，形成四氟垫。
其中，步骤E中加工出的接口为斜面接口，斜面接口的斜面与四氟垫的轴向之间有夹角，与由料条所在圆的圆心出发、经过斜面接口的射线平行。焊接接口的材料为PFA，焊接方式为加热压制融化焊接方法。
如图4所示，为一种常见的传统的低逸散大直径改性四氟垫的轴向视图，该种四氟垫采用条料周向首尾相接的方式固定，接口是横截条料厚度方向，在轴向视角上设计出Ω形的互扣结构。如图5所示，为另一种常见的传统的低逸散大直径改性四氟垫的轴向视图，该种四氟垫同样采用条料周向首尾相接的方式固定，接口同样是横截条料厚度方向，在轴向视角上设计出燕尾形的互扣结构。这类传统结构，还需要在接口互扣位置缠绕生料带等物质，以起到辅助密封的作用。即使如此，其泄漏率也仅能达到不大于1.0×10-3cm3/s的水平。
如图1、图2、图3所示，本方案提供的低逸散大直径改性四氟垫，由单条条料在周向上首尾相连构成。条料的首尾均加工有斜面3，焊接加工时用PFA热融粘合膜置于两条料的首尾端斜面之间，然后加热加压，外部用模具限位，冷却后就形成了完美的焊接效果，即形成一个完整的大直径改性四氟垫。
本例的低逸散大直径改性四氟垫达到的技术参数如下表：
性能 单位 指标
密度 g/cm<sup>3</sup> 2.1±0.2
压缩率 % 5～15
回弹率 % ≥40
抗拉强度 MPa ≥14
蠕变松驰率 % ≤40
密封泄漏率(≤250℃)VDI2440(2000)perTA-LUFT mbar-l/sec(平均密封周长/米) ≤1.0×10<sup>-4</sup>
其中，主要指标泄漏率能达到不大于1.0×10-4cm3/s的水平，比传统产品降低一个数量级，具备了优异的密封效果。

Claims (4)

1.一种低逸散大直径改性四氟垫的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
A、取适量四氟树脂和二氧化硅搅拌混合；
B、将四氟树脂和二氧化硅的混合物通过口模加压挤出成条料；
C、将条料通过高温烧结；
D、将烧结后的物料进行弯圆整形；
E、在弯圆后的条料两端进行接口加工；
F、将条料在周向上首尾相接，并在接口出焊接为一体，形成四氟垫。
2.根据权利要求1所述的一种低逸散大直径改性四氟垫的制备方法，其特征是，步骤E中加工出的接口为斜面接口，斜面接口的斜面与四氟垫的轴向之间有夹角，与由料条所在圆的圆心出发、经过斜面接口的射线平行。
3.根据权利要求2所述的一种低逸散大直径改性四氟垫的制备方法，其特征是，步骤E中焊接接口的材料为PFA。
4.根据权利要求3所述的一种低逸散大直径改性四氟垫的制备方法，其特征是，步骤E中的焊接方式为加热压制融化焊接方法。
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