一种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐高温的碳纳米?聚四氟乙烯阀门密封圈，由如下重量份的组分制备而成：聚四氟乙烯100份、碳纳米管5?8份、苯酚8?10份、对甲基苯甲酸8?10份、二硫化钼1?2份、白云石1?2份、二苯醚5?8份、钛酸丁酯1?3份、60?70%次氯酸钠20?25份、EDTA 20?25份、氨水40?50份、无水乙醇80?100份、玻璃粉末3?5份、菱镁矿1?2份、碳酸钙3?4份、硅烷偶联剂kh550 1?3份、氯化铵9?10份、尿素30?35份、水30?35份。本发明公开的高耐磨碳纳米?聚四氟乙烯阀门密封圈，耐高温、使用寿命长。
【专利说明】
一种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈
技术领域
[0001]本发明属于阀门密封圈领域，具体涉及一种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]在流体输送系统当中，阀门是不可或缺的控制部件，其主要具有调节、导流、防逆流、截止、分流等功能，阀门在工业和民用领域中的应用非常广泛。石油化工装置的操作温度比较高，介质多为油品、油气，且易燃、易爆，因此，在石油化工装置管道设计中选用阀门密封时，须认真研究阀门的密封结构和密封材料，选择合适的阀门密封。
[0003]聚四氟乙烯(PTFE)以其高度的化学稳定性，极强的耐高、低温性能，突出的不粘性，良好的润滑性，优异的电绝缘性、耐老化性，极小的吸水性等，使其在航空航天、石油化工、机械工业、电子电器、食品工业、纺织等领域具有广泛的应用.但也因其存在机械性能较差，线膨胀系数大，耐蠕变性差，耐磨损性差，硬度低，成型和二次加工困难等缺陷，使其应用范围受到一定的限制。为了改善和克服纯PTFE的缺陷，常采用表面改性，填充改性和共混改性等手段来提高其综合性能，其中尤以填充改性最为简单、价格低、效果好而得以普遍采用。
[0004]本发明采用聚苯酯修饰碳纳米管，再以耐高温填料填充，制得聚苯酯修饰碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其不仅具有较高的耐高温性能，并且强度高，韧性好。
【发明内容】
[0005]本发明的首要目的在于提供一种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，该碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈耐高温、使用寿命长。
[0006]本发明的另一目的在于提供上述耐高温、低蠕变碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈的制备方法。
[0007]—种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述阀门密封圈由如下重量份的组分制备而成:聚四氟乙烯100份、碳纳米管5-8份、苯酚8-10份、对甲基苯甲酸8-10份、白云石1-2份、二硫化钼1-2份、二苯醚5-8份、钛酸丁酯1-3份、60-70%次氯酸钠20-25份、EDTA 20-25份、氨水40-50份、无水乙醇80-100份、玻璃粉末3-5份、菱镁矿1-2份、碳酸钙3-4份、硅烷偶联剂kh550 1-3份、氯化铵9-10份、尿素30-35份、水30-35份。
[0008]—种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，其制备方法包括如下步骤:
(I)碳纳米管的的活化 A碳纳米管的氧化改性
先将二硫化钼分散在60-70%次氯酸钠溶液中，再加入碳纳米管搅拌10-12h，抽滤，滤饼放入无水乙醇中超声20-30min，在50-60°C真空干燥20-30h，的到氧化改性的碳纳米管；
B碳纳米管的活化将EDTA和氧化改性的碳纳米管分散在氨水中，50-70°C，PH为5_7条件下超声l_3h，静置1-2h，过滤，滤饼浸入在氯化铵、尿素、水的混合液中超声I _3h，静置1-2h，过滤，50-60 °C真空干燥20-30h，的到活性碳纳米管；
(2)聚苯酯修饰碳纳米管
将活性碳纳米管、苯酚、对羟基苯甲酸加入二苯醚中超声分散l_3h，在加入催化剂钛酸丁酯，70-90°C酯化S-1Oh，加入白云石，超声分散0.5-lh，提高反应温度到180-200°C进行缩聚，缩聚20-30h，得到聚苯酯修饰碳纳米管。
[0009](3)耐高温填料填充碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈的制备
先将聚苯酯修饰碳纳米管进行球磨，球磨后聚苯酯修饰碳纳米管与聚四氟乙烯粉体、玻璃粉末、菱镁矿、碳酸钙混合后，再将硅烷偶联剂kh550喷洒在其中，在40?100°C下干燥，将干燥的混合原料在20?60MPa冷模压成型，加压速率5-10MPa/min并保压I?30min;再将成型的产品进行烧结，冷却至室温，即获得本发明所制备的耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈。
[0010]所述聚四氟乙烯树脂为悬浮聚四氟乙烯树脂，其粒径分布为15?60μπι;所述的玻璃粉末、二硫化钼、菱镁矿、碳酸钙、白云石粒径为10?50μπι;球磨后聚苯酯修饰碳纳米管的粒径为10-50μπι。
[0011]本发明采用聚苯酯修饰碳纳米管，再以耐高温填料填充，制得聚苯酯修饰碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其不仅具有较高的耐高温性能，并且强度高，韧性好。
【具体实施方式】
[0012]一种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，由如下重量份的组分制备而成:聚四氟乙烯100份、碳纳米管8份、苯酚10份、对甲基苯甲酸10份、白云石2份、二硫化钼I份、二苯醚8份、钛酸丁酯3份、60-70%次氯酸钠20份、EDTA 20份、氨水50份、无水乙醇100份、玻璃粉末5份、菱镁矿2份、碳酸钙4份、硅烷偶联剂kh550 2份、氯化铵9份、尿素30份、水30份。
[0013]一种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，由如下步骤制备:
(1)碳纳米管的的活化 A碳纳米管的氧化改性
先将二硫化钼分散在60%次氯酸钠溶液中，再加入碳纳米管搅拌12h，抽滤，滤饼放入无水乙醇中超声30min，在60°C真空干燥30h，的到氧化改性的碳纳米管；
B碳纳米管的活化
将EDTA和氧化改性的碳纳米管分散在氨水中，70°C，PH为5条件下超声lh，静置lh，过滤，滤饼浸入在氯化铵、尿素、水的混合液中超声2h，静置2h，过滤，60 °C真空干燥20h，的到活性碳纳米管；
(2)聚苯酯修饰碳纳米管
将活性碳纳米管、苯酚、对羟基苯甲酸加入二苯醚中超声分散3h，在加入催化剂钛酸丁酯，75°C酯化10h，加入白云石，超声分散lh，提高反应温度到200°C进行缩聚，缩聚25h，得到聚苯酯修饰碳纳米管。
[0014](3)耐高温填料填充碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈的制备
先将聚苯酯修饰碳纳米管进行球磨，球磨后聚苯酯修饰碳纳米管与聚四氟乙烯粉体、玻璃粉末、菱镁矿、碳酸钙混合后，再将硅烷偶联剂kh550喷洒在其中，在70°C下干燥，将干燥的混合原料在55MPa冷模压成型，加压速率8MPa/min并保压30min;再将成型的产品进行烧结，冷却至室温，即获得耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈。
[0015]经测试:拉升强度29MPa;断裂伸长率230%;冲击强度23.0KJ/m;弯曲强度29MPa;磨耗4.Imm3(负载250N，线速度2m/s，时间3分钟)。
[0016]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述阀门密封圈由如下重量份的组分制备而成:聚四氟乙烯100份、碳纳米管5-8份、苯酚8-10份、对甲基苯甲酸δ-?ο 份、二硫化钼1-2 份、 白云石1-2 份、二苯醚 5-8 份、钛酸丁酯 1-3 份、 60-70% 次氯酸钠 20-25份、EDTA 20-25份、氨水40-50份、无水乙醇80-100份、玻璃粉末3-5份、菱镁矿1-2份、碳酸钙3-4份、硅烷偶联剂kh550 1-3份、氯化铵9-10份、尿素30-35份、水30-35份。2.—种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，其制备方法包括如下步骤: 碳纳米管的的活化 A碳纳米管的氧化改性 先将二硫化钼分散在60-70%次氯酸钠溶液中，再加入碳纳米管搅拌10-12h，抽滤，滤饼放入无水乙醇中超声20-30min，在50-60°C真空干燥20-30h，的到氧化改性的碳纳米管； B碳纳米管的活化 将EDTA和氧化改性的碳纳米管分散在氨水中，50-70°C，PH为5_7条件下超声l_3h，静置1-2h，过滤，滤饼浸入在氯化铵、尿素、水的混合液中超声I _3h，静置1-2h，过滤，50-60 °C真空干燥20-30h，的到活性碳纳米管； 聚苯酯修饰碳纳米管 将活性碳纳米管、苯酚、对羟基苯甲酸加入二苯醚中超声分散l_3h，在加入催化剂钛酸丁酯，70-90°C酯化S-1Oh，加入白云石，超声分散0.5-lh，提高反应温度到180-200°C进行缩聚，缩聚20-30h，得到聚苯酯修饰碳纳米管； 耐高温填料填充碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈的制备 先将聚苯酯修饰碳纳米管进行球磨，球磨后聚苯酯修饰碳纳米管与聚四氟乙烯粉体、玻璃粉末、菱镁矿、碳酸钙混合后，再将硅烷偶联剂kh550喷洒在其中，在40?100°C下干燥，将干燥的混合原料在20?60MPa冷模压成型，加压速率5-10MPa/min并保压I?30min;再将成型的产品进行烧结，冷却至室温，即获得本发明所制备的耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈。3.—种耐高温的碳纳米-聚四氟乙烯阀门密封圈，其特征在于，所述聚四氟乙烯树脂为悬浮聚四氟乙烯树脂，其粒径分布为15?60μπι;所述的玻璃粉末、菱镁矿、碳酸钙、二硫化钼、白云石粒径为10?50μηι;球磨后聚苯酯修饰碳纳米管的粒径为10-50μηι。
【文档编号】C08L27/18GK105885312SQ201610437266
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】胡光荣
【申请人】安徽荣达阀门有限公司