一種低摩擦系數軟填料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及密封材料，屬于用于泵類、閥門、減速器等有旋轉運動的軸桿密封材料【技術領域】。該低摩擦系數軟填料中各組成及其質量分數百分數為：20%～40%植物纖維、20%～30%無機質、5%～10%浸潤劑、5%～15%潤滑劑、5%～15%增稠劑；該低摩擦系數軟填料制備步驟為浸潤、切碎、混合、蒸發，最終制成該低摩擦系數軟填料。該低摩擦系數軟填料可以有效保護軸承，利用更小的摩擦系數，承受更大的施加在填料上的沿軸承徑向施加的預應力，避免發生因預應力過大而導致泵在運轉時發生泵體震動的現象。
【專利說明】一種低摩擦系數軟填料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及密封材料，屬于用于泵類、閥門、減速器等有旋轉運動的軸桿密封材料
【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 現有泵多采用定型規格的盤根，填入到泵的填料函中。這種密封方式雖然較為簡 便，能起到一定程度的效果，然而此類盤根與泵軸之間依舊存在著一定程度的摩擦，即便是 摩擦系數非常小的盤根，其與軸接觸處的發熱量也是驚人的，因此往往需要配合冷卻系統 共同工作。同時長期使用對軸承磨損也是相當嚴重，長期使用會對軸承造成永久性的傷害。
[0003] 泥狀填料------也稱："注入式軟填料"由新一代高性能纖維配以特殊的油脂及 潤滑，精制而成的高級"盤根"--軟填料，任意尺寸，任意形狀，極易安裝，通過專用的高壓 槍便可直接注射，不必象傳統的盤根，需要預切割，能適用任何尺寸的填料函密封。
[0004] 安裝軟填料需要給填料一定的預應力，過輕會造成填料與軸承間的間隙，過重會 造成填料與軸承擠壓過緊，導致填料與軸承摩擦產生大量熱并伴隨泵提震動等現象的出 現，因此合理施加預應力才能使填料與軸承良好配合，但是如何才能合理施加預應力，多 大的力才是合適，如果預應力過大又如何避免發生上述情況呢。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提出一種低摩擦系數軟填料及 其制備方法。
[0006] 本發明為解決上述技術問題提出的技術方案是：一種低摩擦系數軟填料，由如下 的質量百分數組成： 植物纖維 20%?40% 無機質 20%?30% 浸潤劑 5%?10% 潤滑劑 5%?15% 增稠劑 5%?15% 其中， 所述植物纖維為蓖麻線、亞麻線、苧麻線或黃麻線中至少兩種的混合物； 所述無機質為石墨、二硫化鑰或二氧化硅中兩種； 所述浸潤劑為三甲氧基硅烷、亞甲基硅烷或純度99%聚四氟乙烯乳液中的一種； 所述潤滑劑為蓖麻基潤滑油、礦物基礎油或ΡΑ0聚α稀烴合成油中的一種； 所述增稠劑為天然高分子及其衍生物，包括：淀粉、明膠、海藻酸鈉、干酪素、瓜爾膠、甲 殼胺、阿拉伯樹膠、黃原膠、大豆蛋白膠、天然橡膠、羊毛脂、瓊脂中的一種或幾種。
[0007] 所述植物纖維中各成分質量百分含量為：10%?60%蓖麻線、15%?40%亞麻線、 0?20%苧麻或0?20%黃麻。
[0008] 所述無機質中各成分質量百分含量為：35%?65%石墨、0?35%二硫化鑰或0? 35%二氧化硅；所述無機質的粒徑為2000?3000目。
[0009] 所述低摩擦系數軟填料的制備方法步驟如下： (1) 將所述植物纖維常溫浸入所述浸潤劑中24?48小時； (2) 取出步驟（1)中浸潤的植物纖維進行切碎處理，切碎后的植物纖維長度小于5mm ; (3) 向第一分散釜中依次添加所述無機質及所述潤滑劑，800轉/分鐘高速攪拌，混合 均勻10?15min ; (4) 向第二分散釜中依次添加切碎后的植物纖維和步驟（3)中獲得的混合物，充分混 合，以800轉/分鐘高速攪拌后，再向第二分散釜中加入增稠劑并以50?150轉/分鐘低 速攪拌直至兩者之間無明顯分層； (5) 將步驟（4)中得到的混合物以50?80°C進行蒸發處理，使得最后混合物中水的質 量百分數在13%?25%之間。
[0010] 本發明采用上述技術方案的有益效果是：本發明通過使用性質相近或相似的植物 纖維與浸潤劑相互配合，使浸潤劑更好的滲透入植物纖維中，以減小所用植物纖維的摩擦 系數，同時混入粉末狀的無極物質，以此填塞植物纖維中的縫隙，減小縫隙造成的接觸面不 均勻的問題，由于本發明的填料摩擦系數較小，軸承與填料配合使用時，即使施加在填料徑 向的預應力略大也不會在軸承與填料間產生較大摩擦力，從而避免了在摩擦部位過熱造成 軸承損傷。同時制備該軟填料時采取先浸潤后切碎再混合的步驟，以較短的植物纖維進行 攪拌，減小攪拌過程中對攪拌機帶來的負擔；最后蒸發處理，大幅降低水含量，以便保存。
【具體實施方式】 實施例
[0011] 本實施例的一種低摩擦系數軟填料，由如下的質量百分數組成： 植物纖維 20%?40% 無機質 20%?30% 浸潤劑 5%?10% 潤滑劑 5%?15% 增稠劑 5%?15% 其中， 本實施例的植物纖維為蓖麻線（本實施例中蓖麻線的質量百分數為60%)及亞麻線 (本實施例中亞麻線的質量百分數為40%)的混合材料，當然還可以加入苧麻線和黃麻線， 本實施例中苧麻線和黃麻線質量分數百分比均為0。
[0012] 本實施例的無機質為石墨(本實施例中石墨的質量百分數為65%)和_硫化鑰(本 實施例中二硫化鑰的質量百分數為35%)的混合物，當然還可以是石墨與二氧化硅的混合物 或是石墨、二硫化鑰及二氧化硅的混合物；本實施例中二氧化硅質量分數百分比為〇 ;無機 質混合物的粒徑為2000?3000目，優選為2500目。
[0013] 本實施例的浸潤劑為三甲氧基硅烷，當然還可以是亞甲基硅烷或純度99%聚四氟 乙烯乳液。
[0014] 本實施例的潤滑劑為蓖麻基潤滑油，當然還可以是礦物基礎油或ΡΑ0聚α稀烴合 成油。
[0015] 本實施例的增稠劑為天然高分子及其衍生物，由淀粉、大豆蛋白膠及瓊脂按1 :1 : 1的比例組成，當然還可以加入微量的明膠、海藻酸鈉、干酪素、瓜爾膠、甲殼胺、阿拉伯樹 膠、黃原膠、天然橡膠或羊毛脂中的一種或幾種。
[0016] 本實施例的低摩擦系數軟填料的制備方法步驟如下： (1) 將植物纖維進行編織使成為一體的編織繩，將該編織繩常溫浸入所述浸潤劑中 24?48小時； (2) 取出步驟（1)中浸潤的編織繩進行切碎處理，切碎后的編織繩長度小于5mm ; 切碎是為避免對后續攪拌操作帶來影響的預處理，以此來減少之后的攪拌用時。
[0017] (3)向第一分散釜中依次添加無機質及潤滑劑，800轉/分鐘高速攪拌，混合均勻 10 ?15min ; (4)向第二分散釜中依次添加切碎后的植物纖維和步驟（3)中獲得的混合物，充分混 合，以800轉/分鐘高速攪拌后，再向第二分散釜中加入增稠劑并以50?150轉/分鐘低 速攪拌直至兩者之間無明顯分層； 這里的增稠劑都是一些天然高分子及其衍生物，減少成品對環境的污染。并且這里采 取的是后加增稠劑，并采取低轉速緩慢攪拌，避免物料飛濺和混合不均勻。
[0018] (5)將步驟（4)中得到的混合物以50?80°C進行蒸發處理，使得最后混合物中水 的質量百分數在13%?25%之間。
[0019] 減小水含量，減少溶于水的水溶物質的比例，使整體更為緊實，易于存放。
[0020] 本發明不局限于上述實施例。凡采用等同替換形成的技術方案，均落在本發明要 求的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種低摩擦系數軟填料，其特征在于，由如下的質量百分數組成： 植物纖維 20%?40% 無機質 20%?30% 浸潤劑 5%?10% 潤滑劑 5%?15% 增稠劑 5%?15% 其中， 所述植物纖維為蓖麻線、亞麻線、苧麻線或黃麻線中至少兩種的混合物； 所述無機質為石墨、二硫化鑰或二氧化硅中兩種； 所述浸潤劑為三甲氧基硅烷、亞甲基硅烷或純度99%聚四氟乙烯乳液中的一種； 所述潤滑劑為蓖麻基潤滑油、礦物基礎油或PAO聚α稀烴合成油中的一種； 所述增稠劑為天然高分子及其衍生物，包括：淀粉、明膠、海藻酸鈉、干酪素、瓜爾膠、甲 殼胺、阿拉伯樹膠、黃原膠、大豆蛋白膠、天然橡膠、羊毛脂、瓊脂中的一種或幾種。
2. 如權利要求1所述低摩擦系數軟填料，其特征在于：所述植物纖維中各成分質量百 分含量為：10%?60%蓖麻線、15%?40%亞麻線、0?20%苧麻或0?20%黃麻。
3. 如權利要求2所述低摩擦系數軟填料，其特征在于：所述無機質中各成分質量百 分含量為：35%?65%石墨、0?35%二硫化鑰或0?35%二氧化硅；所述無機質的粒徑為 2000 ?3000 目。
4. 如權利要求1、2或3所述低摩擦系數軟填料的制備方法，其特征在于該方法步驟如 下： (1) 將所述植物纖維常溫浸入所述浸潤劑中24?48小時； (2) 取出步驟（1)中浸潤的植物纖維進行切碎處理，切碎后的植物纖維長度小于5mm ; (3) 向第一分散釜中依次添加所述無機質及所述潤滑劑，800轉/分鐘高速攪拌，混合 均勻10?15min ; (4) 向第二分散釜中依次添加切碎后的植物纖維和步驟（3)中獲得的混合物，充分混 合，以800轉/分鐘高速攪拌后，再向第二分散釜中加入增稠劑并以50?150轉/分鐘低 速攪拌直至兩者之間無明顯分層； (5) 將步驟（4)中得到的混合物以50?80°C進行蒸發處理，使得最后混合物中水的質 量百分數在13%?25%之間。
【文檔編號】C09K3/10GK104152106SQ201410368370
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】馬巧根, 吳宇英, 曹啟廣, 張軍, 陳秋蘭, 葉愛琴 申請人:蘇州通力電氣有限公司