CN111734824A - 用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件。密封元件包括：密封元件本体，所述密封元件本体采用三元乙丙橡胶材料制成。本发明的密封元件和三元乙丙橡胶密封材料具有优异的密封性能，能够应用于汽车制造、电气设备、建筑等诸多领域。本发明的密封元件为特高压用耐六氟化硫气体的超低压缩永久变形密封元件，其尤其适用于对六氟化硫气体监控装置的密封。

Description

用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件
技术领域
本发明涉及橡胶密封元件的技术领域，具体涉及一种用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件。
背景技术
三元乙丙橡胶被广泛应用于汽车部件、建筑用防水材料、电气设备等诸多领域。比如，目前高压输变电行业普遍使用全封闭式SF6（六氟化硫，sulfur hexafluoride）气体组合绝缘高压电器通常由SF6气体监控装置进行监控。其对封闭系统中SF6气体的密封性要求都很高，且希望在满足密封性能的条件提高产品的使用寿命。密封性能优异的三元乙丙橡胶在SF6气体监控装置中具有广泛的应用前景。
其中，作为密封元件所采用的材料，压缩永久变形（EN Compression Set）是衡量三元乙丙橡胶性能的重要指标之一。此外， EPDM高分子链的侧基会被氧化，主链也会发生热重排降解，使得EPDM丧失物理力学性能。因此，提高EPDM的化学和热力学稳定性，以满足不同环境下的使用要求，也是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术中不足的至少之一。
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件，用于对六氟化硫气体进行密封的密封材料及其制备方法。
为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件，包括：密封元件本体；数量为多个的压力缓冲部件，所述压力缓冲部件设于所述密封元件本体上。
进一步的，所述压力缓冲部件在所述密封元件本体中均匀分布。
进一步的，所述压力缓冲部件包括：弹性垫层，所述弹性垫层设于所述密封元件本体的表面，并相对于所述密封元件本体的表面向外凸起；第一腔室，所述第一腔室设于所述弹性垫层和所述密封元件本体之间；第一弹性滚珠，所述第一弹性滚珠设于所述第一腔室中；气体通道，所述气体通道的一端与所述第一腔室连通，另一端与第二腔室连通；所述第二腔室，所述第二腔室设于所述密封元件本体的内部。
进一步的，所述弹性垫层的数量为两个，任一所述弹性垫层设于所述密封元件本体的上部表面，另一所述弹性垫层设于所述密封元件本体的下部表面，各个所述弹性垫层分别适配有相应的第一腔室和第一弹性滚珠。
进一步的，所述压力缓冲部件还包括：第二弹性滚珠，所述第二弹性滚珠设于所述第二腔室中；第三弹性滚珠，所述第三弹性滚珠设于所述第二腔室中并与所述第二弹性滚珠相对设置；连杆，所述连杆将所述第二弹性滚珠和所述第三弹性滚珠相互连接；支杆，所述支杆的两端固定连接于所述第二腔室中；销轴，所述销轴将所述连杆和所述支杆相互活动连接，以使得所述连杆围绕所述支杆转动。
进一步的，所述第二弹性滚珠和所述第三弹性滚珠分别具有球形结构，所述第二弹性滚珠和所述第三弹性滚珠的直径相同。
进一步的，一个所述第一腔室的相对两侧分别设有一个所述气体通道，任一所述气体通道的设置位置与所述第二弹性滚珠的设置位置相互对应，另一所述气体通道的设置位置与所述第三弹性滚珠的设置位置相互对应。
为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种用于对六氟化硫气体进行密封的密封材料，用于制备如本发明任一实施例所述的密封元件本体，所述密封材料包括：三元乙丙橡胶、木质素、炭黑和石墨烯改性的羟基磷灰石和无机氧化物补强剂。
进一步的，所述三元乙丙橡胶密封材料包括：三元乙丙橡胶，20质量份至25质量份；木质素，20质量份至25质量份；炭黑，20质量份至25质量份；石墨烯改性的羟基磷灰石，10质量份至12质量份；石蜡油，4质量份至6质量份；无机氧化物补强剂，10质量份至14质量份；N-苯基-α-苯胺，2质量份至4质量份；邻苯二甲酸酯，1.5质量份至2.5质量份；硫磺，0.5质量份至1质量份。
为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种密封材料的制备方法，用于制备如本发明任一实施例所述的密封材料，所述制备方法包括：将三元乙丙橡胶、木质素和炭黑混炼后排胶并冷却至室温，获得第一混合物；将所述第一混合物、石墨烯改性的羟基磷灰石、无机氧化物补强剂混炼，获得第二混合物；将所述第二混合物放置12h至16h，获得三元乙丙橡胶密封材料。
进一步的，所述制备方法包括：
S102. 将三元乙丙橡胶、木质素和炭黑加入密炼机，在100℃至120℃的温度条件下混炼5min至10min后排胶并冷却至室温，获得第一混合物；
S104. 将通过步骤S102获得的所述第一混合物、石墨烯改性的羟基磷灰石、石蜡油、无机氧化物补强剂、N-苯基-α-苯胺、邻苯二甲酸酯和硫磺加入密炼机，在120℃至140℃的温度条件下和8Mpa至10Mpa的压力条件下混炼10min至15min，获得第二混合物；
S106. 将通过步骤S104获得的所述第二混合物在60℃至80℃的温度条件下放置12h至16h，获得三元乙丙橡胶密封材料。
进一步的，所述石墨烯改性的羟基磷灰石通过以下步骤制备：
S202.将正硅酸甲酯和丙酮混合均匀，调节pH值至3至4，获得混合液；
S204.向步骤S202获得的所述混合液中添加磷酸三乙酯和异辛酸锆，搅拌均匀，获得混合溶胶；
S206.将石墨烯、二氧化钛、硝酸钙和乙醇混合，获得悬浊液；
S208.向通过步骤S204获得的所述混合溶胶中滴加通过步骤S206获得的所述悬浊液，混合均匀后调节pH值为10至11，过滤、洗涤、干燥，获得所述石墨烯改性的羟基磷灰石。
本发明的密封元件具有优异的密封性能，能够应用于汽车制造、电气设备、建筑等诸多领域。本发明的有益效果具体如下。
1. 本发明实施例的密封元件之上的压力缓冲部件100在被密封零件的振动环境下亦可保证密封元件本体200的密封性能，并可避免因局部压力过大导致的密封元件永久失效。
2. 本发明实施例的密封材料添加了木质素、炭黑、石墨烯改性的羟基磷灰石和无机氧化物补强剂。木质素提高了三元乙丙橡胶的抗紫外、抗老化性能。炭黑、石墨烯改性的羟基磷灰石和无机氧化物补强剂提高了三元乙丙橡胶的力学性能。石墨烯改性的羟基磷灰石在增强三元乙丙橡胶的力学强度的基础上，亦在三元乙丙橡胶中具有良好的分散性能，并能够提高三元乙丙橡胶的耐高温性能和化学稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例的密封元件的立体结构示意图；
图2为本发明实施例的密封元件的剖面示意图；
图3为图2中A部的局部放大图。
图1至3中附图标记对应的部件名称为：
压力缓冲部件：100，弹性垫层：102，第一腔室：104，第一弹性滚珠：106，气体通道：108，第二腔室：110，第二弹性滚珠：112，第三弹性滚珠：114，连杆：116，支杆：118，销轴：120，密封元件本体：200。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种密封元件，包括：密封元件本体200，所述密封元件本体200采用三元乙丙橡胶材料制成。三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene DieneMonomer，简称EPDM)为由乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶中的一种。EPDM的主链由化学稳定的饱和烃组成，侧链含有不饱和双键，EPDM具有耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能。本实施例的采用三元乙丙橡胶材料制成的密封元件可广泛应用于汽车部件、建筑用防水材料、电气设备等诸多领域，其具有优异的密封性能。
如图2所示，在本发明的部分实施方式中，密封元件还包括：数量为多个的压力缓冲部件100，所述压力缓冲部件100设于所述密封元件本体200上。所述压力缓冲部件100能够实现密封元件根据受力情况的自动调节，使密封元件和被密封的零件之间牢固结合，提高密封元件的密封效果和使用寿命。
如图1所示，在本发明的部分实施方式中，所述压力缓冲部件100在所述密封元件本体200中均匀分布。所述压力缓冲部件100在所述密封元件本体200中均匀分布可保证密封元件本体200上各个位置的受力均匀，并均能对外部压力进行有效相应，并作出适应性调整。
如图3所示，在本发明的部分实施方式中，所述压力缓冲部件100包括：弹性垫层102，所述弹性垫层102设于所述密封元件本体200的表面，并相对于所述密封元件本体200的表面向外凸起；第一腔室104，所述第一腔室104设于所述弹性垫层102和所述密封元件本体200之间；第一弹性滚珠106，所述第一弹性滚珠106设于所述第一腔室104中；气体通道108，所述气体通道108的一端与所述第一腔室104连通，另一端与第二腔室110连通；所述第二腔室110，所述第二腔室110设于所述密封元件本体200的内部。所述压力缓冲部件100还包括：第二弹性滚珠112，所述第二弹性滚珠112设于所述第二腔室110中；第三弹性滚珠114，所述第三弹性滚珠114设于所述第二腔室110中并与所述第二弹性滚珠112相对设置；连杆116，所述连杆116将所述第二弹性滚珠112和所述第三弹性滚珠114相互连接；支杆118，所述支杆118的两端固定连接于所述第二腔室110中；销轴120，所述销轴120将所述连杆116和所述支杆118相互活动连接，以使得所述连杆116围绕所述支杆118转动。
在上述实施方式中，弹性垫层102同样采用三元乙丙橡胶材料制成，其具有中间厚两端薄的垫状结构。第一腔室104内部中空，并具有橄榄型结构。第一弹性滚珠106适于在第一腔室104之中滚动，并同样具有弹性。气体通道108具有管路结构，气体通道108的设置使得气体可以在第一腔室104和第二腔室110之间流动。当密封元件本体200之上局部位置的压力高于其他位置的压力，该位置之处压力缓冲部件100的弹性垫层102受到压迫。此时，第一弹性滚珠106支撑于第一腔室104之中，以支撑弹性垫层102。同时，压力作用下第一腔室104之中的气体通过气体通道108进入第二腔室110。第二腔室110之中设有并列设置的第二弹性滚珠112和第三弹性滚珠114，二者能够在第二腔室110之中进行一定程度地活动。第二弹性滚珠112和第三弹性滚珠114之间通过支杆118连接，支杆118通过销轴120活动连接于支杆118之上，支杆118在第二腔室110的设置位置固定。由此，来自弹性垫层102的局部压力可使得第二腔室110之中的气压逐渐升高，来自弹性垫层102的局部压力的撤销可使得第二腔室110之中的气压逐渐下降。气体在第一腔室104和第二腔室110之间的缓慢流通使得压力缓冲部件100实现压力缓冲作用，从而在被密封零件的振动环境下亦可保证密封元件本体200的密封性能。进一步的，当来自弹性垫层102的局部压力过大时，气体通道108在压力驱动下与第二弹性滚珠112或第三弹性滚珠114抵靠，以使得第一腔室104和第二腔室110之间相互分隔封闭，气体不再流动。此时，第二弹性滚珠112或第三弹性滚珠114起到支撑作用，避免局部压力过大导致的密封元件永久失效。
如图3所示，在本发明的部分实施方式中，所述弹性垫层102的数量为两个，任一所述弹性垫层102设于所述密封元件本体200的上部表面，另一所述弹性垫层102设于所述密封元件本体200的下部表面，各个所述弹性垫层102分别适配有相应的第一腔室104和第一弹性滚珠106。
如图3所示，在本发明的部分实施方式中，所述第二弹性滚珠112和所述第三弹性滚珠114分别具有球形结构，所述第二弹性滚珠112和所述第三弹性滚珠114的直径相同。
如图3所示，在本发明的部分实施方式中，一个所述第一腔室104的相对两侧分别设有一个所述气体通道108，任一所述气体通道108的设置位置与所述第二弹性滚珠112的设置位置相互对应，另一所述气体通道108的设置位置与所述第三弹性滚珠114的设置位置相互对应。
本发明的实施例还提供了一种三元乙丙橡胶密封材料，用于制备如本发明任一实施例所述的密封元件的密封元件本体，所述三元乙丙橡胶密封材料包括：三元乙丙橡胶，20质量份至25质量份；木质素，20质量份至25质量份；炭黑，20质量份至25质量份；石墨烯改性的羟基磷灰石，10质量份至12质量份；石蜡油，4质量份至6质量份；无机氧化物补强剂，10质量份至14质量份；N-苯基-α-苯胺，2质量份至4质量份；邻苯二甲酸酯，1.5质量份至2.5质量份；硫磺，0.5质量份至1质量份。
本实施例中，N-苯基-α-苯胺作为防老剂，邻苯二甲酸酯作为增塑剂，硫磺作为硫化剂。三元乙丙橡胶属于非结晶性橡胶，不具备自补强性，实际加工中需要添加大量的补强/填充剂以提高其物理机械性能，例如硅藻土、白炭黑、碳酸钙等填料。此外，三元乙丙橡胶本身的抗热氧老化和抗紫外老化性能不足，需要添加抗氧剂和光稳定剂。最后，为了在SF6气体监控装置等产品中进行应用，三元乙丙橡胶需要具有优异的耐腐蚀性能和化学稳定性。为达到上述目的的至少之一，本实施例在上述实施方式中添加了木质素。木质素是具有芳环结构的天然高分子化合物，其分子中的苯环、酚羟基等特征结构使其具有优异的抗紫外辐射与抗老化性能。本实施方式向三元乙丙橡胶中添加木质素以提高三元乙丙橡胶的力学性能和抗紫外、抗老化性能。同时，木质素可降解，生物安全性能好。炭黑作为另一种补强剂，其能够提高三元乙丙橡胶的物理性能，尤其是力学强度。此外，本实施例中进一步添加了石墨烯改性的羟基磷灰石和无机氧化物补强剂。无机氧化物补强剂能够进一步增强三元乙丙橡胶的力学强度。石墨烯改性的羟基磷灰石在增强三元乙丙橡胶的力学强度的基础上，亦在三元乙丙橡胶中具有良好的分散性能，并能够提高三元乙丙橡胶的耐高温性能。
本实施例与现有技术的其中一个区别在于，本实施例采用石墨烯改性的羟基磷灰石代替碳酸钙，作为三元乙丙橡胶的补强剂。碳酸钙作为无机材料，尽管能够在一定程度上提高三元乙丙橡胶的力学强度，但其在三元乙丙橡胶之中的分散性能不够理想，影响材料的均质程度。尤其，本实施例在添加了木质素的情况下，由于木质素分子中含有大量的多酚和醌式等极性官能团，其分子间作用力强，极易团聚，导致了木质素与炭黑、无机氧化物等其他无机类补强剂之间的相容性不够理想。因此，本实施例将碳酸钙替换为具有疏松多孔结构的羟基磷灰石，以提高三元乙丙橡胶中各种材料的均匀分散性。石墨烯是由sp2杂化的碳原子组成，具有单原子层的二维周期蜂窝状点阵结构。石墨烯具有良好的耐热性、耐燃性以及独特的力学性能。石墨烯虽然能够提高三元乙丙橡胶的热力学稳定性，但石墨烯在三元乙丙橡胶中直接分散的分散性能较差，因而直接添加石墨烯制备得到的三元乙丙橡胶耐高温性能较差。为此，本实施例通过石墨烯对羟基磷灰石进行改性，利用羟基磷灰石的疏松多孔结构负载石墨烯，并将采用石墨烯改性的羟基磷灰石代替碳酸钙，作为补强剂添加至三元乙丙橡胶之中，以在提高三元乙丙橡胶机械性能的同时，通过石墨烯提高三元乙丙橡胶的热力学稳定性。
本发明的实施例还提供了一种三元乙丙橡胶密封材料的制备方法，用于制备如本发明任一实施例所述的三元乙丙橡胶密封材料，所述制备方法包括：
S102. 将三元乙丙橡胶、木质素和炭黑加入密炼机，在100℃至120℃的温度条件下混炼5min至10min后排胶并冷却至室温，获得第一混合物；
S104. 将通过步骤S102获得的所述第一混合物、石墨烯改性的羟基磷灰石、石蜡油、无机氧化物补强剂、N-苯基-α-苯胺、邻苯二甲酸酯和硫磺加入密炼机，在120℃至140℃的温度条件下和8Mpa至10Mpa的压力条件下混炼10min至15min，获得第二混合物；
S106. 将通过步骤S104获得的所述第二混合物在60℃至80℃的温度条件下放置12h至16h，获得三元乙丙橡胶密封材料。
本实施方式的三元乙丙橡胶密封材料的制备方法用于制备如本发明任一实施例所述的三元乙丙橡胶密封材料，因此其具有如本发明任一实施例所述的三元乙丙橡胶密封材料的全部有益效果，在此不再赘述。
在本发明的部分实施方式中，制备三元乙丙橡胶密封材料时采用的石墨烯改性的羟基磷灰石通过以下步骤制备：
S202.按正硅酸甲酯：丙酮=（10-15）：（85-90）的质量比将正硅酸甲酯和丙酮混合均匀，滴加柠檬酸调节pH值至3至4，获得混合液；
S204.向步骤S202获得的所述混合液中添加质量为所述正硅酸甲酯质量8％至9％的磷酸三乙酯和质量为所述正硅酸甲酯质量5％至6％的异辛酸锆，搅拌均匀，获得混合溶胶；
S206.按石墨烯：二氧化钛：硝酸钙：乙醇=(4-5)：(4-5)：(12-14)：（76-80）的质量比，将石墨烯、二氧化钛、硝酸钙和乙醇混合，获得悬浊液；
S208.按磷酸三乙酯：硝酸钙＝1：1的摩尔比，向通过步骤S204获得的所述混合溶胶中滴加通过步骤S206获得的所述悬浊液，混合均匀后滴加碳酸氢铵调节pH值为10至11，过滤、洗涤、干燥，获得所述石墨烯改性的羟基磷灰石。
在上述实施方式中，通过向正硅酸甲酯和丙酮的混合物中添加磷酸三乙酯和异辛酸锆，可获得溶胶状的硅磷混合物。进而，本实施例将包括石墨烯和二氧化钛的含钙有机悬浊液与硅磷混合物，并通过碱性溶液调节pH值，可使得钙与硅磷混合物进行反应，获得石墨烯改性的羟基磷灰石，其中，反应在有机溶剂中进行，硅磷溶胶胶粒能够与钙离子充分而均匀的反应，以获得粒度分布均匀，性能均一稳定，结构疏松多孔、孔隙率分布均匀的羟基磷灰石。并且，通过上述步骤，石墨烯和二氧化钛可在疏松多孔的羟基磷灰石结构之上被充分地负载。通过石墨烯改性并负载有二氧化钛的羟基磷灰石在提高三元乙丙橡胶机械强度的同时，还能够有效提高三元乙丙橡胶的耐高温和耐紫外性能。
在本发明的部分实施方式中，无机氧化物补强剂通过以下步骤制备：
S302.按二氧化硅：壳聚糖=（60-70）：（30-40）的质量比，将二氧化硅和壳聚糖混合研磨均匀，并在420℃至520℃的温度条件下进行时间为2h至4h的碳化处理，获得碳化改性二氧化硅；
S304.按碳化改性二氧化硅：三氧化二铝：二氧化镁=（30-40）：（30-35）：（30-35）的质量比，将通过步骤S302获得的所述碳化改性二氧化硅与三氧化二铝和二氧化镁混合均匀，获得无机粉体混合物；
S306.按无机粉体混合物：氯化钙：聚乳酸-羟基乙酸共聚物：水溶性丙烯酸树脂：去离子水=（15-20）：（10-15）：（20-30）：（10-15）：（30-35）的质量比将通过步骤S304获得的所述无机粉体混合物与氯化钙、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、水溶性丙烯酸树脂、去离子水混合，进行时间为20min至40min的超声乳化，获得含无机粉体的乳状液；
S308.按含无机粉体的乳状液：海藻酸钠∶水＝(10-15)∶(10-15)∶(70-80)的质量比，将通过步骤S306获得的所述含无机粉体的乳状液与海藻酸钠和水在55℃至60℃的温度条件下混合均匀并进行时间为20min至40min的超声乳化，过滤、洗涤、烘干，获得含无机粉体的微球；
S310. 将通过步骤S308获得的所述含无机粉体的微球在560℃至580℃的温度条件下进行时间为1h至2h的热处理，获得所述无机氧化物补强剂。
在上述实施方式中，首先以壳聚糖为碳源，通过步骤S302对二氧化硅进行碳化处理，通过高温将碳元素在二氧化硅颗粒的表面包覆，以提高二氧化硅在橡胶类高分子聚合物中的分散均匀性。进而，本实施例将包括碳化改性二氧化硅、三氧化二铝和二氧化镁的无机粉体混合物放入包括聚乳酸-羟基乙酸共聚物、水溶性丙烯酸树脂和去离子水有机无机混合溶液中进行乳化，获得乳状液，以促进无机粉体混合物的分散。同时，上述通过步骤S306获得的所述含无机粉体的乳状液中含有氯化钙，在步骤S308中，氯化钙与海藻酸钠反应，使得包括碳化改性二氧化硅、三氧化二铝和二氧化镁的无机粉体形成疏松多孔的微球结构。最后，上述实施方式将通过步骤S308获得的所述含无机粉体的微球进行热处理，以获得所述无机氧化物补强剂。微球结构的无机氧化物补强剂可以更好地和三元乙丙橡胶融合，便于在混炼过程中使得无机氧化物补强剂均匀分散，并与三元乙丙橡胶紧密结合，获得性能均一稳定、耐热性能、抗老化性能和力学性能优异的三元乙丙橡胶。
实施例1
本实施例提供了一种三元乙丙橡胶密封材料的制备方法，其具体步骤如下。将20质量份的三元乙丙橡胶、25质量份的木质素和25质量份的炭黑加入密炼机，在100℃的温度条件下混炼10min后排胶并冷却至室温，获得第一混合物。将第一混合物、12质量份的石墨烯改性的羟基磷灰石、4质量份的石蜡油、10质量份的无机氧化物补强剂、2质量份的N-苯基-α-苯胺、1.5质量份的邻苯二甲酸酯和0.5质量份的硫磺加入密炼机，在120℃的温度条件下和10Mpa的压力条件下混炼15min，获得第二混合物。将第二混合物在60℃的温度条件下放置16h，获得三元乙丙橡胶密封材料。其中，本实施例采用的石墨烯改性的羟基磷灰石通过实施例3制备，本实施例采用的无机氧化物补强剂通过实施例5制备。
实施例2
本实施例提供了一种三元乙丙橡胶密封材料的制备方法，其具体步骤如下。将25质量份的三元乙丙橡胶、20质量份的木质素和20质量份的炭黑加入密炼机，在120℃的温度条件下混炼50min后排胶并冷却至室温，获得第一混合物。将第一混合物、12质量份的石墨烯改性的羟基磷灰石、6质量份的石蜡油、12质量份的无机氧化物补强剂、2质量份的N-苯基-α-苯胺、2.5质量份的邻苯二甲酸酯和0.5质量份的硫磺加入密炼机，在140℃的温度条件下和8Mpa的压力条件下混炼10min，获得第二混合物。将第二混合物在80℃的温度条件下放置12h，获得三元乙丙橡胶密封材料。其中，本实施例采用的石墨烯改性的羟基磷灰石通过实施例4制备，本实施例采用的无机氧化物补强剂通过实施例6制备。
实施例3
本实施例提供了一种石墨烯改性的羟基磷灰石，其制备方式如下。按正硅酸甲酯：丙酮=10：90的质量比将正硅酸甲酯和丙酮混合均匀，滴加柠檬酸调节pH值至3至4，获得混合液。向混合液中添加质量为正硅酸甲酯质量8％的磷酸三乙酯和质量为正硅酸甲酯质量5％的异辛酸锆，搅拌均匀，获得混合溶胶。按石墨烯：二氧化钛：硝酸钙：乙醇=4：4：12：80的质量比，将石墨烯、二氧化钛、硝酸钙和乙醇混合，获得悬浊液。按磷酸三乙酯：硝酸钙＝1：1的摩尔比，向混合溶胶中滴加悬浊液，混合均匀后滴加碳酸氢铵调节pH值为10至11，过滤、洗涤、干燥，获得所述石墨烯改性的羟基磷灰石。
实施例4
本实施例提供了一种石墨烯改性的羟基磷灰石，其制备方式如下。按正硅酸甲酯：丙酮=15：85的质量比将正硅酸甲酯和丙酮混合均匀，滴加柠檬酸调节pH值至3至4，获得混合液。向混合液中添加质量为正硅酸甲酯质量9％的磷酸三乙酯和质量为正硅酸甲酯质量6％的异辛酸锆，搅拌均匀，获得混合溶胶。按石墨烯：二氧化钛：硝酸钙：乙醇=5：5：14：76的质量比，将石墨烯、二氧化钛、硝酸钙和乙醇混合，获得悬浊液。按磷酸三乙酯：硝酸钙＝1：1的摩尔比，向混合溶胶中滴加悬浊液，混合均匀后滴加碳酸氢铵调节pH值为10至11，过滤、洗涤、干燥，获得所述石墨烯改性的羟基磷灰石。
实施例5
本实施例提供了一种无机氧化物补强剂，其制备方式如下。按二氧化硅：壳聚糖=60：40的质量比，将二氧化硅和壳聚糖混合研磨均匀，并在420℃的温度条件下进行时间为4h的碳化处理，获得碳化改性二氧化硅。按碳化改性二氧化硅：三氧化二铝：二氧化镁=30：35：35的质量比，将碳化改性二氧化硅与三氧化二铝和二氧化镁混合均匀，获得无机粉体混合物。按无机粉体混合物：氯化钙：聚乳酸-羟基乙酸共聚物：水溶性丙烯酸树脂：去离子水=15：15：30：10：30的质量比将无机粉体混合物与氯化钙、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、水溶性丙烯酸树脂、去离子水混合，进行时间为20min的超声乳化，获得含无机粉体的乳状液。按含无机粉体的乳状液：海藻酸钠∶水＝10∶10∶80的质量比，将含无机粉体的乳状液与海藻酸钠和水在55℃的温度条件下混合均匀并进行时间为40min的超声乳化，过滤、洗涤、烘干，获得含无机粉体的微球。将含无机粉体的微球在560℃的温度条件下进行时间为2h的热处理，获得所述无机氧化物补强剂。
实施例6
本实施例提供了一种无机氧化物补强剂，其制备方式如下。按二氧化硅：壳聚糖=70：30的质量比，将二氧化硅和壳聚糖混合研磨均匀，并在520℃的温度条件下进行时间为2h的碳化处理，获得碳化改性二氧化硅。按碳化改性二氧化硅：三氧化二铝：二氧化镁=40：30：30的质量比，将碳化改性二氧化硅与三氧化二铝和二氧化镁混合均匀，获得无机粉体混合物。按无机粉体混合物：氯化钙：聚乳酸-羟基乙酸共聚物：水溶性丙烯酸树脂：去离子水=20：10：20：15：35的质量比将无机粉体混合物与氯化钙、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、水溶性丙烯酸树脂、去离子水混合，进行时间为40min的超声乳化，获得含无机粉体的乳状液。按含无机粉体的乳状液：海藻酸钠∶水＝15∶15∶70的质量比，将含无机粉体的乳状液与海藻酸钠和水在60℃的温度条件下混合均匀并进行时间为20min的超声乳化，过滤、洗涤、烘干，获得含无机粉体的微球。将含无机粉体的微球在580℃的温度条件下进行时间为1h的热处理，获得所述无机氧化物补强剂。
性能测试
将实施例1获得的三元乙丙橡胶材料制备成测试样品1，将实施例2获得的三元乙丙橡胶材料制备成测试样品2，按照GB/T 28719-2012进行力学性能检测。获得测试样品1和测试样品2的拉断强度分别为17.2MPa和18.4MPa。测试样品1和测试样品2的撕裂强度分别为33KN/m和34KN/m。拉断伸长率为182%和179%。
在对测试样品1和测试样品2在60℃的温度条件下进行时间为72小时的连续紫外照射后，检测测试样品1和测试样品2的力学性能如下。测试样品1和测试样品2的拉断强度分别为15.8MPa和15.3MPa。测试样品1和测试样品2的撕裂强度分别为30KN/m和31KN/m。拉断伸长率为170%和171%。
上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (8)

1.一种用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件，其特征在于，包括：
密封元件本体（200）；
数量为多个的压力缓冲部件（100），所述压力缓冲部件（100）设于所述密封元件本体（200）上。
2.根据权利要求1所述的用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件，其特征在于，
所述压力缓冲部件（100）在所述密封元件本体（200）中均匀分布。
3.根据权利要求1所述的用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件，其特征在于，所述压力缓冲部件（100）包括：
弹性垫层（102），所述弹性垫层（102）设于所述密封元件本体（200）的表面，并相对于所述密封元件本体（200）的表面向外凸起；
第一腔室（104），所述第一腔室（104）设于所述弹性垫层（102）和所述密封元件本体（200）之间；
第一弹性滚珠（106），所述第一弹性滚珠（106）设于所述第一腔室（104）中；
气体通道（108），所述气体通道（108）的一端与所述第一腔室（104）连通，另一端与第二腔室（110）连通；
所述第二腔室（110），所述第二腔室（110）设于所述密封元件本体（200）的内部。
4.根据权利要求3所述的用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件，其特征在于，
所述弹性垫层（102）的数量为两个，任一所述弹性垫层（102）设于所述密封元件本体（200）的上部表面，另一所述弹性垫层（102）设于所述密封元件本体（200）的下部表面，各个所述弹性垫层（102）分别适配有相应的第一腔室（104）和第一弹性滚珠（106）。
5.根据权利要求3所述的用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件，其特征在于，所述压力缓冲部件（100）还包括：
第二弹性滚珠（112），所述第二弹性滚珠（112）设于所述第二腔室（110）中；
第三弹性滚珠（114），所述第三弹性滚珠（114）设于所述第二腔室（110）中并与所述第二弹性滚珠（112）相对设置；
连杆（116），所述连杆（116）将所述第二弹性滚珠（112）和所述第三弹性滚珠（114）相互连接；
支杆（118），所述支杆（118）的两端固定连接于所述第二腔室（110）中；
销轴（120），所述销轴（120）将所述连杆（116）和所述支杆（118）相互活动连接，以使得所述连杆（116）围绕所述支杆（118）转动。
6.根据权利要求5所述的用于对六氟化硫气体进行密封的密封元件，其特征在于，
一个所述第一腔室（104）的相对两侧分别设有一个所述气体通道（108），任一所述气体通道（108）的设置位置与所述第二弹性滚珠（112）的设置位置相互对应，另一所述气体通道（108）的设置位置与所述第三弹性滚珠（114）的设置位置相互对应。
7.一种用于对六氟化硫气体进行密封的密封材料，其特征在于，用于制备如权利要求1至6中任一项所述的密封元件本体（200），所述封材料包括：三元乙丙橡胶、木质素、炭黑和石墨烯改性的羟基磷灰石和无机氧化物补强剂。
8.一种密封材料的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求7所述的密封材料，所述制备方法包括：
将三元乙丙橡胶、木质素和炭黑混炼后排胶并冷却至室温，获得第一混合物；将所述第一混合物、石墨烯改性的羟基磷灰石、无机氧化物补强剂混炼，获得第二混合物；将所述第二混合物放置12h至16h，获得三元乙丙橡胶密封材料。
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