CN110157125B - 一种衬氟阀门内的内衬材料及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及衬氟阀门技术领域，具体为一种衬氟阀门内的内衬材料，由以下原料按照重量份组成：聚全氟乙丙烯110‑130份、炭黑21‑36份、石英砂18‑26份、热塑性聚氨酯15‑20份、膨润土12‑18份、短玻璃纤维5‑8份、偶联剂4‑6份、润滑剂2‑4份、增塑剂1‑3份。本发明使用聚全氟乙丙烯、炭黑作为基料，具有很好的化学稳定性和耐高温性能，提升了材料的耐磨、耐高温性能，石英砂经酸洗和氯化处理，降低了石英砂中杂质对材料的影响，在基料中加入热塑性聚氨酯，增加了内衬材料的弹性和柔韧性，使内衬在阀门内随流体冲击时，具有很好的缓冲效果，延长内衬的使用寿命，具有突出的新颖性和显著的进步。
Description
技术领域
本发明涉及衬氟阀门技术领域，具体为一种衬氟阀门内的内衬材料及其制作方法。
背景技术
衬氟球阀是用带圆形通孔的球体作启闭件，球体随阀杆绕阀体中心线旋转以实现阀门开启和关闭。采用特殊的模压工艺，使密封面致密良好，加之V型PTFE填料组合使阀门达到零泄漏；球体与阀杆铸为一体，杜绝了由于压力变化引起阀杆冲出承压件内的可能性，从根本保证使用中的安全性；采用全塑料衬里工艺，耐介质的强腐蚀。而现有的阀门安装在密闭管路系统。由于流体流量急剧变化而引起较大的压力波动并造成振动的现象，其瞬间压力可大大超过正常压力，并经常产生破坏性影响，为此，我们提出一种衬氟阀门内的内衬材料及其制作方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种衬氟阀门内的内衬材料及其制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种衬氟阀门内的内衬材料，由以下原料按照重量份组成：聚全氟乙丙烯110-130份、炭黑21-36份、石英砂18-26份、热塑性聚氨酯15-20份、膨润土12-18份、短玻璃纤维5-8份、偶联剂4-6份、润滑剂2-4份、增塑剂1-3份。
优选的，所述聚全氟乙丙烯是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，且六氟丙烯的含量占聚全氟乙丙烯总重量的16-18%。
优选的，所述炭黑是由炭黑N330与炭黑N110按照重量比为2:3的比例混合而成。
优选的，所述石英砂是由经石英块料粉碎过80-120目的分子筛得到的颗粒，然后依次用盐酸和氢氟酸分别进行浸泡，浸泡后经水洗干燥得到。
优选的，所述盐酸的含量为30%，氢氟酸的含量为35%，石英砂颗粒在盐酸中的浸泡温度为12-18℃，浸泡时间为42-48h；然后在氢氟酸中的浸泡温度为26-32℃，浸泡时间为22-26h。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；润滑剂为异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、酸酐中的一种或多种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二环己酯中的一种或多种。
一种衬氟阀门内的内衬材料的制作方法，包括以下步骤：
S1、将聚全氟乙丙烯、炭黑、热塑性聚氨酯和润滑剂依次放入混炼机中，升温至280-300℃进行混炼，混炼10-15min；
S2、将干燥的石英砂放入高温真空的环境下进行氯化处理，氯化处理是在65-75℃的条件下，借助氯气的作用，使石英砂中碱金属和碱土金属杂质转化成气相的氯化物，采用氯化处理去除石英砂中的碱金属、碱土金属杂质和石英砂颗粒表面的杂质，尤其去除铁离子与钠离子，得到高纯化石英砂；
S3、将步骤S2中得到的高纯化石英砂加入至步骤S1中的混炼机内，然后依次加入膨润土、短玻璃纤维、偶联剂和增塑剂，在280-300℃的温度条件下密炼25-35min，得到混合物；
S4、将步骤S3得到的混合物经双螺杆挤出机挤出，经模具冲压成型，冷却定型，得到衬氟阀门的内衬材料。
优选的，所述步骤S4中双螺杆挤出机的挤出温度为265-285℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用聚全氟乙丙烯、炭黑作为基料，具有很好的化学稳定性和耐高温性能，在基料中加入优化的石英砂，提升了材料的耐磨、耐高温性能，石英砂经酸洗和氯化处理，降低了石英砂中杂质对材料的影响，在基料中加入热塑性聚氨酯，增加了内衬材料的弹性和柔韧性，使内衬在阀门内随流体冲击时，具有很好的缓冲效果，延长内衬的使用寿命，具有突出的新颖性和显著的进步。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下技术方案：
实施例1
一种衬氟阀门内的内衬材料，由以下原料按照重量份组成：聚全氟乙丙烯110份、炭黑21份、石英砂18份、热塑性聚氨酯15份、膨润土12份、短玻璃纤维5份、偶联剂4份、润滑剂2份、增塑剂1份。
聚全氟乙丙烯是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，且六氟丙烯的含量占聚全氟乙丙烯总重量的16%，炭黑是由炭黑N330与炭黑N110按照重量比为2:3的比例混合而成，石英砂是由经石英块料粉碎过80目的分子筛得到的颗粒，然后依次用盐酸和氢氟酸分别进行浸泡，浸泡后经水洗干燥得到，盐酸的含量为30%，氢氟酸的含量为35%，石英砂颗粒在盐酸中的浸泡温度为12℃，浸泡时间为42h；然后在氢氟酸中的浸泡温度为26℃，浸泡时间为22h，偶联剂为硅烷偶联剂KH550；润滑剂为异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、酸酐中的一种或多种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二环己酯中的一种或多种。
一种衬氟阀门内的内衬材料的制作方法，包括以下步骤：
S1、将聚全氟乙丙烯、炭黑、热塑性聚氨酯和润滑剂依次放入混炼机中，升温至280℃进行混炼，混炼10min；
S2、将干燥的石英砂放入高温真空的环境下进行氯化处理，氯化处理是在65℃的条件下，借助氯气的作用，使石英砂中碱金属和碱土金属杂质转化成气相的氯化物，采用氯化处理去除石英砂中的碱金属、碱土金属杂质和石英砂颗粒表面的杂质，尤其去除铁离子与钠离子，得到高纯化石英砂；
S3、将步骤S2中得到的高纯化石英砂加入至步骤S1中的混炼机内，然后依次加入膨润土、短玻璃纤维、偶联剂和增塑剂，在280℃的温度条件下密炼25min，得到混合物；
S4、将步骤S3得到的混合物经双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为265℃，经模具冲压成型，冷却定型，得到衬氟阀门的内衬材料。
实施例2
一种衬氟阀门内的内衬材料，由以下原料按照重量份组成：聚全氟乙丙烯120份、炭黑28份、石英砂22份、热塑性聚氨酯18份、膨润土15份、短玻璃纤维6份、偶联剂5份、润滑剂3份、增塑剂2份。
聚全氟乙丙烯是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，且六氟丙烯的含量占聚全氟乙丙烯总重量的17%，炭黑是由炭黑N330与炭黑N110按照重量比为2:3的比例混合而成，石英砂是由经石英块料粉碎过100目的分子筛得到的颗粒，然后依次用盐酸和氢氟酸分别进行浸泡，浸泡后经水洗干燥得到，盐酸的含量为30%，氢氟酸的含量为35%，石英砂颗粒在盐酸中的浸泡温度为15℃，浸泡时间为45h；然后在氢氟酸中的浸泡温度为29℃，浸泡时间为24h，偶联剂为硅烷偶联剂KH550；润滑剂为异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、酸酐中的一种或多种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二环己酯中的一种或多种。
一种衬氟阀门内的内衬材料的制作方法，包括以下步骤：
S1、将聚全氟乙丙烯、炭黑、热塑性聚氨酯和润滑剂依次放入混炼机中，升温至290℃进行混炼，混炼13min；
S2、将干燥的石英砂放入高温真空的环境下进行氯化处理，氯化处理是在70℃的条件下，借助氯气的作用，使石英砂中碱金属和碱土金属杂质转化成气相的氯化物，采用氯化处理去除石英砂中的碱金属、碱土金属杂质和石英砂颗粒表面的杂质，尤其去除铁离子与钠离子，得到高纯化石英砂；
S3、将步骤S2中得到的高纯化石英砂加入至步骤S1中的混炼机内，然后依次加入膨润土、短玻璃纤维、偶联剂和增塑剂，在290℃的温度条件下密炼30min，得到混合物；
S4、将步骤S3得到的混合物经双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为275℃，经模具冲压成型，冷却定型，得到衬氟阀门的内衬材料。
实施例3
一种衬氟阀门内的内衬材料，由以下原料按照重量份组成：聚全氟乙丙烯130份、炭黑36份、石英砂26份、热塑性聚氨酯20份、膨润土18份、短玻璃纤维8份、偶联剂6份、润滑剂4份、增塑剂3份。
聚全氟乙丙烯是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，且六氟丙烯的含量占聚全氟乙丙烯总重量的18%，炭黑是由炭黑N330与炭黑N110按照重量比为2:3的比例混合而成，石英砂是由经石英块料粉碎过120目的分子筛得到的颗粒，然后依次用盐酸和氢氟酸分别进行浸泡，浸泡后经水洗干燥得到，盐酸的含量为30%，氢氟酸的含量为35%，石英砂颗粒在盐酸中的浸泡温度为18℃，浸泡时间为48h；然后在氢氟酸中的浸泡温度为32℃，浸泡时间为26h，偶联剂为硅烷偶联剂KH550；润滑剂为异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、酸酐中的一种或多种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二环己酯中的一种或多种。
一种衬氟阀门内的内衬材料的制作方法，包括以下步骤：
S1、将聚全氟乙丙烯、炭黑、热塑性聚氨酯和润滑剂依次放入混炼机中，升温至300℃进行混炼，混炼15min；
S2、将干燥的石英砂放入高温真空的环境下进行氯化处理，氯化处理是在75℃的条件下，借助氯气的作用，使石英砂中碱金属和碱土金属杂质转化成气相的氯化物，采用氯化处理去除石英砂中的碱金属、碱土金属杂质和石英砂颗粒表面的杂质，尤其去除铁离子与钠离子，得到高纯化石英砂；
S3、将步骤S2中得到的高纯化石英砂加入至步骤S1中的混炼机内，然后依次加入膨润土、短玻璃纤维、偶联剂和增塑剂，在300℃的温度条件下密炼35min，得到混合物；
S4、将步骤S3得到的混合物经双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为285℃，经模具冲压成型，冷却定型，得到衬氟阀门的内衬材料。
为体现本发明的有益效果，做出如下实验：
本发明人将按照实施例1-3的制作方法分别选取五份内衬材料，同时，选用市面上售卖的两种不同品牌的阀门内衬作为对比例1和对比例2，且实施例与对比例内衬的长度、厚度等规格均相同，进行性能测试，得到如下表1所示：
表1
| 性能 | 磨耗（mm<sup>3</sup>） | 压缩变形（%） | 压缩强度（MPa） |
| 测试标准 | DIN53516 | ATSM D395 | GB/T1041 |
| 实施例1 | 15 | 13.6 | 1.82 |
| 实施例2 | 13 | 14.1 | 1.96 |
| 实施例3 | 16 | 13.3 | 1.80 |
| 对比例1 | 25 | 10.2 | 1.29 |
| 对比例2 | 28 | 9.8 | 1.18 |
根据表1数据可知，实施例1-3所制得内衬材料的磨损要小于对比例1-2，实施例1-3所制得内衬材料的压缩变形优于对比例1-2，实施例1-3所制得内衬材料的压缩强度优于对比例1-2，因此，本发明提供的衬氟阀门内的内衬材料具有更优的耐磨、伸缩等性能，具有良好的缓冲性能，延长设备的使用寿命。
本发明使用聚全氟乙丙烯、炭黑作为基料，具有很好的化学稳定性和耐高温性能，在基料中加入优化的石英砂，提升了材料的耐磨、耐高温性能，石英砂经酸洗和氯化处理，降低了石英砂中杂质对材料的影响，在基料中加入热塑性聚氨酯，增加了内衬材料的弹性和柔韧性，使内衬在阀门内随流体冲击时，具有很好的缓冲效果，延长内衬的使用寿命，具有突出的新颖性和显著的进步。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种衬氟阀门内的内衬材料的制作方法，其特征在于，所述的内衬材料由以下原料按照重量份组成：聚全氟乙丙烯110-130份、炭黑21-36份、石英砂18-26份、热塑性聚氨酯15-20份、膨润土12-18份、短玻璃纤维5-8份、偶联剂4-6份、润滑剂2-4份、增塑剂1-3份；
所述聚全氟乙丙烯是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，且六氟丙烯的含量占聚全氟乙丙烯总重量的16-18％；
所述炭黑是由炭黑N330与炭黑N110按照重量比为2:3的比例混合而成；所述石英砂是由经石英块料粉碎过80-120目的分子筛得到的颗粒，然后依次用盐酸和氢氟酸分别进行浸泡，浸泡后经水洗干燥得到；所述盐酸的含量为30％，氢氟酸的含量为35％，石英砂颗粒在盐酸中的浸泡温度为12-18℃，浸泡时间为42-48h；然后在氢氟酸中的浸泡温度为26-32℃，浸泡时间为22-26h；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；润滑剂为异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、酸酐中的一种或多种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二环己酯中的一种或多种；
所述的热塑性聚氨酯用于增加内衬材料的弹性和柔韧性，使内衬在阀门内随流体冲击时具有缓冲效果；所述的制作方法包括以下步骤：
S1、将聚全氟乙丙烯、炭黑、热塑性聚氨酯和润滑剂依次放入混炼机中，升温至280-300℃进行混炼，混炼10-15min；
S2、将干燥的石英砂放入高温真空的环境下进行氯化处理，氯化处理是在65-75℃的条件下，借助氯气的作用，使石英砂中碱金属和碱土金属杂质转化成气相的氯化物，采用氯化处理去除石英砂中的碱金属、碱土金属杂质和石英砂颗粒表面的杂质，尤其去除铁离子与钠离子，得到高纯化石英砂；
S3、将步骤S2中得到的高纯化石英砂加入至步骤S1中的混炼机内，然后依次加入膨润土、短玻璃纤维、偶联剂和增塑剂，在280-300℃的温度条件下密炼25-35min，得到混合物；
S4、将步骤S3得到的混合物经双螺杆挤出机挤出，经模具冲压成型，冷却定型，得到衬氟阀门的内衬材料；
所述步骤S4中双螺杆挤出机的挤出温度为265-285℃。
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