一种高耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水泵阀门密封圈的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高耐磨的碳纳米?聚四氟乙烯注水泵阀门密封圈，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、膨润土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、硫酸钡3?5份、二硫化钼1?2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?聚四氟乙烯注水泵阀门密封圈，耐磨损、使用寿命长。
【专利说明】
一种高耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水泵阀门密封圈
技术领域
[0001]本发明属于注水栗阀门密封圈领域，具体涉及一种高耐磨聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]注水站是油田注水系统的重要环节之一，注水栗的高压端密封圈和柱塞填料耗损导致的维修量占到注水站维修量的80%以上。显然，伴随着油田进入高含水开发区，注水水质进一步恶化，污水腐蚀率持续上升，现有密封圈已经越来越不能满足注水栗生产要求，大量的维修任务不仅极大地增加了工作量，而且给注水站的正常生产带来了很大的负面影响。因此，急需找到一种耐用性能更好的注水栗密封圈替换现有密封圈。
[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]专利号CNl386792A本发明公开了一种含有碳纳米管的聚四氟乙烯耐磨复合材料。按体积百分比，碳纳米管在复合材料中的含量在1%?40%。碳纳米管增强聚四氟乙烯复合材料虽然对于耐磨性能有所提高，但是耐磨性能仍然不是太高，强度和硬度也低。本发明采用聚苯酯修饰碳纳米管，再制得聚苯酯修饰碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，其不仅具有较高的耐磨性能，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高耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，该碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈耐磨损性强、使用寿命长。
[0006]本发明的另一目的在于提供上述耐磨损、低蠕变碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈的制备方法。
[0007]—种耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，其特征在于，其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、膨润土 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、硫酸钡3-5份、二硫化钼1-2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]—种耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，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1 -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8-10h，加入膨润土，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)碳纳米-聚四氟乙烯注水栗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、 硫酸钡混合后，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1?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磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈。
[0010] —种高耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，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?60wn;所述硫酸钡、二硫化钼、的粒径为 10?50WI1;球磨后聚苯酯修饰碳纳米管的粒径为10-50M1。[〇〇11]相比于其他的聚四氟乙烯阀门密封圈，本发明提供的高耐磨聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，具有良好的抗挤出变形能力，优秀的抗磨损性能，很好的安装回弹性，使用寿命能大大提尚。【具体实施方式】
[0012] —种耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，其由如下重量份的组分制备而成:聚四氟乙烯1〇〇份、碳纳米管5份、苯酚8份、对甲基苯甲酸8份、膨润土 2份、二苯醚5份、 钛酸丁酯2份、60-70%次氯酸钠20份、EDTA 20份、氨水50份、无水乙醇100份、硫酸钡3份、二硫化钼2份、硅烷偶联剂kh550 2份、氯化铵10份、尿素30份、水30份。
[0013] —种耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，其特征在于，其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、膨润土 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、硫酸钡3-5份、二硫化钼1-2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。[〇〇14] 一种耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，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65%次氯酸钠溶液中，再加入碳纳米管搅拌10h，抽滤，滤饼放入无水乙醇中超声20min，在50°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 411为7条件下超声311，静置211，过滤，滤饼浸入在氯化铵、尿素、水的混合液中超声3h，静置2h，过滤，60 °C真空干燥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3h，在加入催化剂钛酸丁酯，90°C酯化10h，加入膨润土，超声分散lh，提高反应温度到190°C进行缩聚，缩聚20h，得到聚苯酯修饰碳纳米管。
[0015](3)碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈的制备
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、硫酸钡混合后，再将硅烷偶联剂kh550喷洒在其中，在80°C下干燥，将干燥的混合原料在40MPa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，即获得耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈。
[0016]经测试:拉升强度25MPa;断裂伸长率210%;冲击强度20.lKJ/m;弯曲强度27MPa;磨耗3.8mm3 (负载250N，线速度2m/s，时间3分钟)。
[0017]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】
1.一种高耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，其特征在于，其由如下重量份 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、膨 润土 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、硫酸钡3-5份、二硫化钼1-2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.—种高耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，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1 -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8-10h，加入膨润土，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；碳纳米-聚四氟乙烯注水栗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、 硫酸钡混合后，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1?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磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈。3.—种高耐磨的碳纳米-聚四氟乙烯注水栗阀门密封圈，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?60mi;所述硫酸钡、二硫化钼、膨润土的粒 径为10?50iim;球磨后聚苯酯修饰碳纳米管的粒径为10-50M1。
【文档编号】C08K3/34GK106009431SQ201610437320
【公开日】2016年10月12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