一種高耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水泵閥門密封圈的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高耐磨的碳納米?聚四氟乙烯注水泵閥門密封圈，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20?25份、EDTA 20?25份、氨水40?50份、無水乙醇80?100份、硫酸鋇3?5份、二硫化鉬1?2份、硅烷偶聯劑kh550 1?3份、氯化銨9?10份、尿素30?35份、水30?35份。本發明公開的高耐磨碳納米?聚四氟乙烯注水泵閥門密封圈，耐磨損、使用壽命長。
【專利說明】
一種高耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水泵閥門密封圈
技術領域
[0001]本發明屬于注水栗閥門密封圈領域，具體涉及一種高耐磨聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002]注水站是油田注水系統的重要環節之一，注水栗的高壓端密封圈和柱塞填料耗損導致的維修量占到注水站維修量的80%以上。顯然，伴隨著油田進入高含水開發區，注水水質進一步惡化，污水腐蝕率持續上升，現有密封圈已經越來越不能滿足注水栗生產要求，大量的維修任務不僅極大地增加了工作量，而且給注水站的正常生產帶來了很大的負面影響。因此，急需找到一種耐用性能更好的注水栗密封圈替換現有密封圈。
[0003]聚四氟乙烯(PTFE)以其高度的化學穩定性，極強的耐高、低溫性能，突出的不粘性，良好的潤滑性，優異的電絕緣性、耐老化性，極小的吸水性等，使其在航空航天、石油化工、機械工業、電子電器、食品工業、紡織等領域具有廣泛的應用.但也因其存在機械性能較差，線膨脹系數大，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。
[0004]專利號CNl386792A本發明公開了一種含有碳納米管的聚四氟乙烯耐磨復合材料。按體積百分比，碳納米管在復合材料中的含量在1%?40%。碳納米管增強聚四氟乙烯復合材料雖然對于耐磨性能有所提高，但是耐磨性能仍然不是太高，強度和硬度也低。本發明采用聚苯酯修飾碳納米管，再制得聚苯酯修飾碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，其不僅具有較高的耐磨性能，并且強度高，韌性好。
【發明內容】
[0005]本發明的首要目的在于提供一種高耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，該碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈耐磨損性強、使用壽命長。
[0006]本發明的另一目的在于提供上述耐磨損、低蠕變碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈的制備方法。
[0007]—種耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，其特征在于，其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20-25份、EDTA 20-25份、氨水40-50份、無水乙醇80-100份、硫酸鋇3-5份、二硫化鉬1-2份、硅烷偶聯劑kh550 1_3份、氯化銨9-10份、尿素30-35份、水30-35份。
[0008]—種耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，其特征在于，其制備方法包括如下步驟:
(I)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，提高反應溫度到180-200°C進行縮聚，縮聚20-30h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
[0009] (3)碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈的制備先將聚苯酯修飾碳納米管進行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、 硫酸鋇混合后，再將硅烷偶聯劑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;再將成型的產品進行燒結，冷卻至室溫，即獲得本發明所制備的耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈。
[0010] —種高耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，其特征在于，所述聚四氟乙烯樹脂為懸浮聚四氟乙烯樹脂，其粒徑分布為15?60wn;所述硫酸鋇、二硫化鉬、的粒徑為 10?50WI1;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，本發明提供的高耐磨聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，具有良好的抗擠出變形能力，優秀的抗磨損性能，很好的安裝回彈性，使用壽命能大大提尚。【具體實施方式】
[0012] —種耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，其由如下重量份的組分制備而成:聚四氟乙烯1〇〇份、碳納米管5份、苯酚8份、對甲基苯甲酸8份、膨潤土 2份、二苯醚5份、 鈦酸丁酯2份、60-70%次氯酸鈉20份、EDTA 20份、氨水50份、無水乙醇100份、硫酸鋇3份、二硫化鉬2份、硅烷偶聯劑kh550 2份、氯化銨10份、尿素30份、水30份。
[0013] —種耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，其特征在于，其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20-25份、EDTA 20-25份、氨水 40-50份、無水乙醇80-100份、硫酸鋇3-5份、二硫化鉬1-2份、硅烷偶聯劑kh550 1-3份、氯化銨9-10份、尿素30-35份、水30-35份。[〇〇14] 一種耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，由如下步驟制備:(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65%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌10h，抽濾，濾餅放入無水乙醇中超聲20min，在50°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 411為7條件下超聲311，靜置211，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲3h，靜置2h，過濾，60 °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10h，加入膨潤土，超聲分散lh，提高反應溫度到190°C進行縮聚，縮聚20h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
[0015](3)碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、硫酸鋇混合后，再將硅烷偶聯劑kh550噴灑在其中，在80°C下干燥，將干燥的混合原料在40MPa冷模壓成型，加壓速率8MPa/min并保壓30min;再將成型的產品進行燒結，冷卻至室溫，即獲得耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈。
[0016]經測試:拉升強度25MPa;斷裂伸長率210%;沖擊強度20.lKJ/m;彎曲強度27MPa;磨耗3.8mm3 (負載250N，線速度2m/s，時間3分鐘)。
[0017]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本發明所揭露的技術范圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種高耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，其特征在于，其由如下重量份 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20-25份、EDTA 20-25份、氨水 40-50份、無水乙醇80-100份、硫酸鋇3-5份、二硫化鉬1-2份、硅烷偶聯劑kh550 1-3份、氯化 銨9-10份、尿素30-35份、水30-35份。2.—種高耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，其特征在于，其制備方法包括 如下步驟: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；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，提高反應溫度到180-200°C進行縮 聚，縮聚20-30h，得到聚苯酯修飾碳納米管；碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈的制備先將聚苯酯修飾碳納米管進行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、 硫酸鋇混合后，再將硅烷偶聯劑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;再將成型的產品進行燒 結，冷卻至室溫，即獲得本發明所制備的耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈。3.—種高耐磨的碳納米-聚四氟乙烯注水栗閥門密封圈，其特征在于，所述聚四氟乙烯 樹脂為懸浮聚四氟乙烯樹脂，其粒徑分布為15?60mi;所述硫酸鋇、二硫化鉬、膨潤土的粒 徑為10?50iim;球磨后聚苯酯修飾碳納米管的粒徑為10-50M1。
【文檔編號】C08K3/34GK106009431SQ201610437320
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】胡光榮
【申請人】安徽榮達閥門有限公司