一種分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分散石墨填充的碳納米?聚四氟乙烯閥門密封圈，由如下重量份的組分制成：聚四氟乙烯100份、碳納米管5?8份、苯酚8?10份、對甲基苯甲酸8?10份、膨潤土1?2份、二苯醚5?8份、鈦酸丁酯1?3份、60?70%次氯酸鈉2?0?25份、EDTA 20?25份、氨水40?50份、無水乙醇80?100份、1‰聚丙烯酸鈉溶液80?100份、石墨3?5份、3%的丁二酸溶液4?5份、二硫化鉬1?2份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 1?3份、氯化銨9?10份、尿素30?35份、水30?35份。本發(fā)明密封圈耐磨性能好，具有較低的摩擦系數(shù)和干磨磨耗，具有良好的密封性能，更強(qiáng)的耐滲透性，耐磨損、使用壽命長。
【專利說明】
一種分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于閥門密封圈領(lǐng)域，具體涉及一種分散石墨填充聚四氟乙烯閥門密封圈及其制備方法與應(yīng)用?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]聚四氟乙烯(PTFE)以其高度的化學(xué)穩(wěn)定性，極強(qiáng)的耐高、低溫性能，突出的不粘性，良好的潤滑性，優(yōu)異的電絕緣性、耐老化性，極小的吸水性等，使其在航空航天、石油化工、機(jī)械工業(yè)、電子電器、食品工業(yè)、紡織等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用.但也因其存在機(jī)械性能較差，線膨脹系數(shù)大，耐蠕變性差，耐磨損性差，硬度低，成型和二次加工困難等缺陷，使其應(yīng)用范圍受到一定的限制。為了改善和克服純PTFE的缺陷，常采用表面改性，填充改性和共混改性等手段來提高其綜合性能，其中尤以填充改性最為簡單、價格低、效果好而得以普遍采用。
[0003]石墨導(dǎo)熱性好，作為填充料具有較好的耐磨性，對材料沖擊韌性影響較小，對拉伸強(qiáng)度影響不大，同時能賦予材料良好的導(dǎo)電能力，特別對于分散樹脂還能得到良好的回彈性，低填充量的聚四氟乙烯樹脂，保持了原有的優(yōu)異物理和化學(xué)性能，可作為一種發(fā)熱效率高的電熱材料;高填充量的聚四氟乙烯樹脂則可成為能夠多次充放電的超級電容器。
[0004]本發(fā)明通過以聚苯酯修飾碳納米管，再制備分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末，最后制備分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。該密封圈耐磨性能好，具有較低的摩擦系數(shù)和較低的干磨磨耗，具有良好的密封性能，更強(qiáng)的耐滲透性，耐磨損、使用壽命長。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的首要目的在于提供一種分散石墨填充的碳納米_聚四氟乙烯閥門密封圈，該碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈耐磨損性強(qiáng)、使用壽命長。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供上述耐磨損、耐滲透性碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備方法。
[0007]—種分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下重量份的組分制備而成:聚四氟乙烯100份、碳納米管5-8份、苯酚8-10份、對甲基苯甲酸8-10份、膨潤土 1-2份、二苯醚5-8份、鈦酸丁酯1-3份、60-70%次氯酸鈉2-0-25份、 EDTA 20-25份、氨水40-50份、無水乙醇80-100份、1%。聚丙烯酸鈉溶液400-500份、石墨3-5 份、3%的丁二酸溶液4-5份、二硫化鉬1-2份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 1-3份、氯化銨9-10份、尿素 30-35份、水30-35份。
[0008]—種分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下步驟制備而成:(1)碳納米管的的活化 A碳納米管的氧化改性先將二硫化鉬分散在60-70%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌10-12h，抽濾，濾餅放入無水乙醇中超聲20-30min，在50-60°C真空干燥20-30h，的到氧化改性的碳納米管；B碳納米管的活化將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，50-70°C，PH為5-7條件下超聲l-3h，靜置 1 -2h，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲1 -3h，靜置1 -2h，過濾，50-60 °C真空干燥20-30h，的到活性碳納米管；(2)聚苯酯修飾碳納米管將活性碳納米管、苯酚、對羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散l_3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，70-90°C酯化8-10h，加入膨潤土，超聲分散0.5-lh，提高反應(yīng)溫度到180-200°C進(jìn)行縮聚，縮聚20-30h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
[0009] (3)分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末的制備以1%。的聚丙烯酸鈉溶液為分散劑，攪拌狀態(tài)下加入石墨粉和聚四氟乙烯樹脂，使分散液中石墨均勻混合分散，加入3%的丁二酸溶液為凝聚助劑，以機(jī)械攪拌方式凝聚5-10min， 過濾、洗滌、烘干，研磨篩分得到分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末；(4)碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備先將聚苯酯修飾碳納米管進(jìn)行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在40?100°C下干燥，將干燥的混合原料在20?60MPa冷模壓成型，加壓速率5-10MPa/min并保壓1?30min;再將成型的產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫，即獲得本發(fā)明所制備的分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。
[0010]所述分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末粒徑分布為15?60WI1;所述二硫化鉬、 膨潤土的粒徑為10?50M1;球磨后聚苯酯修飾碳納米管的粒徑為10-50M1。[〇〇11]相比于其他的聚四氟乙烯閥門密封圈，本發(fā)明提供的分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈耐磨性能好，具有較低的摩擦系數(shù)和較低的干磨磨耗，具有良好的密封性能，更強(qiáng)的耐滲透性，耐磨損、使用壽命長?！揪唧w實施方式】
[0012] 一種分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，由如下重量份的組分制備而成:聚四氟乙烯100份、碳納米管5份、苯酚10份、對甲基苯甲酸10份、膨潤土 2份、二苯醚8 份、鈦酸丁酯1份、60-70%次氯酸鈉25份、EDTA 25份、氨水50份、無水乙醇100份、1%〇聚丙烯酸鈉溶液400份、石墨5份、3%的丁二酸溶液5份、二硫化鉬2份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 3份、氯化銨9份、尿素35份、水35份。
[0013] —種分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下重量份的組分制備而成:聚四氟乙烯100份、碳納米管5-8份、苯酚8-10份、對甲基苯甲酸8-10份、膨潤土 1-2份、二苯醚5-8份、鈦酸丁酯1-3份、60-70%次氯酸鈉2-0-25份、 EDTA 20-25份、氨水40-50份、無水乙醇80-100份、1%。聚丙烯酸鈉溶液400-500份、石墨3-5 份、3%的丁二酸溶液4-5份、二硫化鉬1-2份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 1-3份、氯化銨9-10份、尿素 30-35份、水30-35份。
[0014] —種分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，由如下步驟制備而成: (1)碳納米管的的活化 A碳納米管的氧化改性
先將二硫化鉬分散在70%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌12h，抽濾，濾餅放入無水乙醇中超聲30min，在55°C真空干燥30h，的到氧化改性的碳納米管；
B碳納米管的活化
將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，70°C，PH為5條件下超聲Ih，靜置2h，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲1.5h，靜置2h，過濾，50°C真空干燥30h，的到活性碳納米管；
(2)聚苯酯修飾碳納米管
將活性碳納米管、苯酚、對羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，90°C酯化Sh，加入膨潤土，超聲分散0.5h，提高反應(yīng)溫度到200°C進(jìn)行縮聚，縮聚20h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
[0015](3)分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末的制備
以1%。的聚丙烯酸鈉溶液為分散劑，攪拌狀態(tài)下加入石墨粉和聚四氟乙烯樹脂，使分散液中石墨均勻混合分散，加入3%的丁二酸溶液為凝聚助劑，以機(jī)械攪拌方式凝聚1min，過濾、洗滌、烘干，研磨篩分得到分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末；
(4)碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進(jìn)行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在100°C下干燥，將干燥的混合原料在60MPa冷模壓成型，加壓速率5MPa/min并保壓20min;再將成型的產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫，即獲得分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。
[0016]經(jīng)測試:拉升強(qiáng)度29MPa;斷裂伸長率220%;沖擊強(qiáng)度22.5KJ/m;彎曲強(qiáng)度29MPa;磨耗4.0mm3(負(fù)載250N，線速度2m/s，時間3分鐘)。
[0017]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下重量份的組分制備而成:聚四氟乙烯100份、碳納米管5-8份、苯酚8-10份、對甲基苯甲酸8-10份、膨潤土 1-2份、二苯醚5-8份、鈦酸丁酯1-3份、60-70%次氯酸鈉2-0-25份、EDTA20-25份、氨水40-50份、無水乙醇80-100份、1%。聚丙烯酸鈉溶液400-500份、石墨3-5份、3%的丁二酸溶液4-5份、二硫化鉬1-2份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 1-3份、氯化銨9-10份、尿素30-35份、水30-35份。2.—種分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下步驟制備而成: 碳納米管的的活化 A碳納米管的氧化改性 先將二硫化鉬分散在60-70%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌10-12h，抽濾，濾餅放入無水乙醇中超聲20-30min，在50-60°C真空干燥20-30h，的到氧化改性的碳納米管； B碳納米管的活化 將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，50-70°C，PH為5_7條件下超聲l_3h，靜置1-2h，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲I _3h，靜置1-2h，過濾，50-60 °C真空干燥20-30h，的到活性碳納米管； 聚苯酯修飾碳納米管 將活性碳納米管、苯酚、對羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散l_3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，70-90 0C酯化S-1Oh，加入膨潤土，超聲分散0.5-lh，提高反應(yīng)溫度到180-200 °C進(jìn)行縮聚，縮聚20-30h，得到聚苯酯修飾碳納米管； 分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末的制備 以1%。的聚丙烯酸鈉溶液為分散劑，攪拌狀態(tài)下加入石墨粉和聚四氟乙烯樹脂，使分散液中石墨均勻混合分散，加入3%的丁二酸溶液為凝聚助劑，以機(jī)械攪拌方式凝聚5-10min，過濾、洗滌、烘干，研磨篩分得到分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末； 碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備 先將聚苯酯修飾碳納米管進(jìn)行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與分散石墨填充的聚四氟乙烯樹脂粉末混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在40?100°C下干燥，將干燥的混合原料在20?60MPa冷模壓成型，加壓速率5-10MPa/min并保壓I?30min;再將成型的產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫，即獲得本發(fā)明所制備的分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。3.—種分散石墨填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述分散石墨填充的聚四氟乙稀樹脂粉末粒徑分布為15?60μηι;所述二硫化鉬、膨潤土的粒徑為10?50μηι;球磨后聚苯酯修飾碳納米管的粒徑為10-50μηι。
【文檔編號】C08K9/08GK105949686SQ201610437242
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】胡光榮
【申請人】安徽榮達(dá)閥門有限公司