本发明专利技术公开了一种机械密封用聚四氟乙烯复合材料及其制备方法，所述材料按照重量份数计，由以下成分组成：四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物48-55份、顺丁橡胶22-35份、氯化聚乙烯2-6份、聚丙烯腈基碳纤维1.5-2.2份、聚四氟乙烯微粉0.8-1.5份、防老剂DNP 1.2-1.6份、硬脂酸0.5-0.8份、阻燃剂5-8份、助交联剂0.6-0.9份、增塑剂2.2-2.6份、氧化铋0.8-1.2份；经混炼造粒、挤塑成型、辐射交联、后加工得到。本发明专利技术材料具有较低的摩擦系数、磨损量和蠕变率，即有优异的抗磨损能力和良好的使用寿命。用该材料制备的密封环与传统的模压聚四氟乙烯密封环相比，泄漏量大大降低，具有较好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械材料
，具体是一种机械密封用聚四氟乙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
四氟乙烯制品是由聚四氟乙烯树脂，用模具冷压后烧结而成，具有优良的耐腐蚀性，良好的自润滑性和不粘连性。故制品几乎耐所有化学介质，且具有耐磨、耐压、摩擦系数低等特性。它广泛应用于石油、化工冶金机械、交通医药食品、电力等诸多领域中。聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、宽的使用温度范围、良好的耐腐蚀性等优良性能广泛应用化工、医药、环保、核工业、日用品等行业。但是，聚四氟乙烯材料易冷流、抗蠕变松弛性能差、压缩回弹性差，严重制约了其在密封行业的应用。因此，目前多采用填充改性、膨化改性等方法来改善聚四氟乙烯材料。利用该方式制得的聚四氟乙烯密封材料未能与其他改性材料形成共熔体，填充改性材料依然是单独以自身颗粒形态存在，所制得的聚四氟乙烯复合材料物理机械性能较差。聚四氟乙烯密封产品制造过程为将聚四氟乙烯材料或其改性材料进行冷压成型、高温烧结、整形、车削加工的方式。采用该方式所制得的聚四氟乙烯密封产品在高温时力学性能较差，高温蠕变大，磨损较大，回弹性能较差，产品尺寸精度较差、加工周期过长，生产效率低、材料利用低等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有较低的摩擦系数、磨损量和蠕变率的机械密封用聚四氟乙烯复合材料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种机械密封用聚四氟乙烯复合材料，按照重量份数计，由以下成分组成：四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物48-55份、顺丁橡胶22-35份、氯化聚乙烯2-6份、聚丙烯腈基碳纤维1.5-2.2份、聚四氟乙烯微粉0.8-1.5份、防老剂DNP1.2-1.6份、硬脂酸0.5-0.8份、阻燃剂5-8份、助交联剂0.6-0.9份、增塑剂2.2-2.6份、氧化铋0.8-1.2份。作为本专利技术进一步的方案：按照重量份数计，由以下成分组成：四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物50-54份、顺丁橡胶28-32份、氯化聚乙烯3-5份、聚丙烯腈基碳纤维1.6-1.8份、聚四氟乙烯微粉1.2-1.4份、防老剂DNP1.3-1.4份、硬脂酸0.6-0.8份、阻燃剂5.5-6.5份、助交联剂0.7-0.8份、增塑剂2.3-2.5份、氧化铋0.9-1.1份。作为本专利技术进一步的方案：按照重量份数计，由以下成分组成：四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物52份、顺丁橡胶30份、氯化聚乙烯4份、聚丙烯腈基碳纤维1.7份、聚四氟乙烯微粉1.3份、防老剂DNP1.4份、硬脂酸0.7份、阻燃剂5.8份、助交联剂0.75份、增塑剂2.4份、氧化铋1.0份。作为本专利技术进一步的方案：所述的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物的熔点为320-335℃；所述的聚丙烯腈基碳纤维的直径为4.5-5.8μm，长径比为12-16；所述的聚四氟乙烯微粉的粒径为1-3μm；所述的氯化聚乙烯的氯的质量分数为28-32％；所述的阻燃剂为硅烷偶联剂改性的氢氧化镁、硅烷偶联剂改性的氢氧化铝中的任意一种或两种的混合物；所述的助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。所述的机械密封用聚四氟乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)混炼造粒：按重量份数称取四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、顺丁橡胶、氯化聚乙烯、聚丙烯腈基碳纤维、聚四氟乙烯微粉、防老剂DNP、硬脂酸、阻燃剂、助交联剂、增塑剂和氧化铋，烘干，然后投入双辊混炼机中，在前辊温度为135℃和后辊温度为148℃的条件下混炼16-20min，再在造粒机中造粒，得到混合颗粒；(2)挤塑成型：用挤出机将步骤(1)的混合颗粒挤塑成为管材；(3)辐射交联：用电子加速器将步骤(2)的管材在电子束能量为2.0-3.5MeV、辐照剂量为120-160kGy和辐照剂量率为12-15kGy/min的条件下进行电子束辐射交联，得到不融不熔的三维网络结构管材；(4)后加工：将步骤(3)的三维网络结构管材置于红外加热箱中，在温度为135-138℃的条件下加热15-18min，然后利用扩张机械对加热后的管材进行径向扩张，用水冷却定型，最后用切刀分切、修边后，得到所述的机械密封用聚四氟乙烯复合材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术材料具有较低的摩擦系数、磨损量和蠕变率，即有优异的抗磨损能力和良好的使用寿命。用该材料制备的密封环与传统的模压聚四氟乙烯密封环相比，泄漏量大大降低，具有较好的应用前景。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术实施例中，一种机械密封用聚四氟乙烯复合材料，按照重量份数计，由以下成分组成：四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物48份、顺丁橡胶35份、氯化聚乙烯2份、聚丙烯腈基碳纤维2.2份、聚四氟乙烯微粉0.8份、防老剂DNP1.6份、硬脂酸0.5份、阻燃剂8份、助交联剂0.6份、增塑剂2.6份、氧化铋0.8份；四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物的熔点为320-335℃；聚丙烯腈基碳纤维的直径为4.5-5.8μm，长径比为12-16；聚四氟乙烯微粉的粒径为1-3μm；氯化聚乙烯的氯的质量分数为28-32％；阻燃剂为硅烷偶联剂改性的氢氧化镁；助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述的机械密封用聚四氟乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)混炼造粒：按重量份数称取四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、顺丁橡胶、氯化聚乙烯、聚丙烯腈基碳纤维、聚四氟乙烯微粉、防老剂DNP、硬脂酸、阻燃剂、助交联剂、增塑剂和氧化铋，烘干，然后投入双辊混炼机中，在前辊温度为135℃和后辊温度为148℃的条件下混炼18min，再在造粒机中造粒，得到混合颗粒；(2)挤塑成型：用挤出机将步骤(1)的混合颗粒挤塑成为管材；(3)辐射交联：用电子加速器将步骤(2)的管材在电子束能量为2.8MeV、辐照剂量为140kGy和辐照剂量率为14kGy/min的条件下进行电子束辐射交联，得到不融不熔的三维网络结构管材；(4)后加工：将步骤(3)的三维网络结构管材置于红外加热箱中，在温度为138℃的条件下加热16min，然后利用扩张机械对加热后的管材进行径向扩张，用水冷却定型，最后用切刀分切本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机械密封用聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，按照重量份数计，由以下成分组成：四氟乙烯‑全氟烷基乙烯基醚共聚物48‑55份、顺丁橡胶22‑35份、氯化聚乙烯2‑6份、聚丙烯腈基碳纤维1.5‑2.2份、聚四氟乙烯微粉0.8‑1.5份、防老剂DNP 1.2‑1.6份、硬脂酸0.5‑0.8份、阻燃剂5‑8份、助交联剂0.6‑0.9份、增塑剂2.2‑2.6份、氧化铋0.8‑1.2份。
【技术特征摘要】
1.一种机械密封用聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，按照重量份数计，由以下成分
组成：四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物48-55份、顺丁橡胶22-35份、氯化聚乙烯2-6
份、聚丙烯腈基碳纤维1.5-2.2份、聚四氟乙烯微粉0.8-1.5份、防老剂DNP1.2-1.6份、
硬脂酸0.5-0.8份、阻燃剂5-8份、助交联剂0.6-0.9份、增塑剂2.2-2.6份、氧化铋0.8-1.2
份。
2.根据权利要求1所述的机械密封用聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，按照重量份
数计，由以下成分组成：四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物50-54份、顺丁橡胶28-32
份、氯化聚乙烯3-5份、聚丙烯腈基碳纤维1.6-1.8份、聚四氟乙烯微粉1.2-1.4份、防
老剂DNP1.3-1.4份、硬脂酸0.6-0.8份、阻燃剂5.5-6.5份、助交联剂0.7-0.8份、增
塑剂2.3-2.5份、氧化铋0.9-1.1份。
3.根据权利要求1所述的机械密封用聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，按照重量份
数计，由以下成分组成：四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物52份、顺丁橡胶30份、氯
化聚乙烯4份、聚丙烯腈基碳纤维1.7份、聚四氟乙烯微粉1.3份、防老剂DNP1.4份、
硬脂酸0.7份、阻燃剂5.8份、助交联剂0.75份、增塑剂2.4份、氧化铋1.0份。
4.根据权利要求1-3任一所述的机械密封用聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述
的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物的熔点为320-335℃；所述的聚丙烯腈基碳纤维的直
...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈美珍，
申请(专利权)人：桐乡市搏腾贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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