一种耐磨盘根及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨盘根，由如下重量份的原料制备而成：表面修饰纳米硼纤维/硼化铬复合材料10‑15份、离子型蒽二酮基含氟缩聚物15‑20份、氨基苯基硅油25‑30份、环氧氯丙烷橡胶30‑40份、硫化剂1‑3份、相容剂1‑3份。本发明专利技术还公开了所述耐磨盘根的制备方法。本发明专利技术公开的耐磨盘根具有耐磨性好，柔性大，耐高温和耐候性佳，化学稳定性好、密封性能和导热性优异的优点。

A kind of wear resistant packing and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨盘根及其制备方法
本专利技术属于复合材料
，涉及一种密封材料，尤其涉及一种耐磨盘根及其制备方法。
技术介绍
盘根作为一种密封填料，凭借其有效的密封性能和维修方便，在非机械密封领域，得到广泛的应用，是目前密封领域的主要密封产品。它通常由较柔软的线状物编织而成，通常截面积是正方形或长方形、圆形的条状物填充在密封腔体内,从而实现密封，其具有加工容易，价格低廉，密封可靠，操作简单，一直沿用至今，而且应用范围越来越广。现在盘根被广泛用于离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封、活塞泵、往复式压缩机、制冷机的往复运动轴封，以及各种阀门阀杆的旋动密封等。目前，常见的盘根主要有芳纶系列、四氟系列、石墨系列、碳纤维系列和带胶心系列盘根。这些材料仅在某些方向有强度，而且易老化，抗蠕变性能、耐磨性、耐腐蚀、耐高温、耐酸碱密封性能差，使用寿命短，在使用中容易对泵轴造成损伤，造成泵的损坏，紧固和更换频繁，有时候还造成大量溅油，污染设备和周围环境。作为对这些材料的改进，现有技术中公开了无机/有机复合材料盘根，这类材料综合性能较好，但在使用过程之中由于摩擦生热而产生局部高温老化的现象，填料会出现不同程度的磨损，且无自补偿性的问题，极大的降低了其使用寿命。这些缺陷，限制了盘根行业的进一步发展。中国专利技术专利CN103319752B公开了一种螺旋盘根。主要解决了现有盘根耐磨性差、柔软度低使用寿命短的问题。该螺旋盘根其组分及各组分按重量计含量如下：天然橡胶10-20kg；碳黑8-15kg；古马龙1kg；硬脂酸0.22kg；RD0.06kg；4010防老剂0.01-0.05kg；氧化锌0.5-0.8kg；硫磺0.3kg；S促进剂0.235kg；DM促进剂0.025kg；CZ促进剂0.08kg。该螺旋盘根耐磨性好，柔性大，但这种材料导热性能差，耐候性有待进一步提高，在长期使用过程中，小分子助剂易发生外渗现象，且存在相容性问题，从而导致材料使用寿命缩短。因此，开发一种耐磨性好，柔性大，耐高温和耐候性佳，化学稳定性好、密封性能和导热性优异，使用寿命长的耐磨盘根具有非常重要的意义。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种耐磨盘根及其制备方法，该制备方法简单易操作，制备成本低廉，对设备依赖性不高，适合规模化生产；制备得到的耐磨盘根克服了传统盘根仅在某些方向有强度，而且易老化，抗蠕变性能、耐磨性、耐腐蚀、耐高温、耐酸碱密封性能差，使用寿命短的缺陷，具有耐磨性好，柔性大，耐高温和耐候性佳，化学稳定性好、密封性能和导热性优异的优点。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种耐磨盘根，由如下重量份的原料制备而成：表面修饰纳米硼纤维/硼化铬复合材料10-15份、离子型蒽二酮基含氟缩聚物15-20份、氨基苯基硅油25-30份、环氧氯丙烷橡胶30-40份、硫化剂1-3份、相容剂1-3份。进一步地，所述硫化剂选自N,N'-间苯撑双马来酰亚胺、2,5-二硫基-1,3,4-噻二唑、硫磺中的一种或几种。进一步地，所述相容剂选自PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种或几种。进一步地，所述表面修饰纳米硼纤维/硼化铬复合材料的制备方法，包括如下步骤：将纳米硼纤维、硼化铬分散于N,N-二甲基甲酰胺中，再向其中加入3-甲基丙烯酰氧丙基三(甲氧基乙氧基)硅烷，在60-80℃下搅拌反应4-6小时，后再向其中加入反式,反式-1,3-丁二烯-1,4-二羧酸，在氮气或惰性气体氛围下，125-135℃下回流搅拌反应15-20小时，后离心，用乙酸乙酯洗涤3-5次后，置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重。优选地，所述纳米硼纤维、硼化铬、N,N-二甲基甲酰胺、3-甲基丙烯酰氧丙基三(甲氧基乙氧基)硅烷、反式,反式-1,3-丁二烯-1,4-二羧酸的质量比为(3-5):3:(20-25):2.34:1。优选地，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。进一步地，所述离子型蒽二酮基含氟缩聚物的制备方法，包括如下步骤：步骤S1将2,6-双(二苯基氨基)-9,10-蒽二酮、4-叠氮苯甲酰甲基溴溶于四氢呋喃中，在30-40℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，并用乙醚洗涤产物3-5次，后旋蒸除去乙醚，得到中间产物；步骤S2将经过步骤S1制备得到的中间产物、1,2-二对苯乙炔氧基全氟环己烷加入到高沸点溶剂中，加热到45-55℃，边剧烈搅拌边加入五水硫酸铜、抗坏血酸和水，保温反应12-18小时，反应结束后小心倾倒出反应溶液，胶状固态物留在烧瓶内，后向烧瓶中加入体积比为5:1的水和浓氨水，再搅拌1-2小时，过滤，滤饼用水洗3-5次，再将固体溶于二甲亚砜中，过滤后滤液在水中沉出，用乙醇洗涤析出的聚合物3-5次，最后置于真空干燥箱中85-95℃下干燥至恒重。优选地，步骤S1中所述2,6-双(二苯基氨基)-9,10-蒽二酮、4-叠氮苯甲酰甲基溴、四氢呋喃的质量比为1.13:1:(10-15)。优选地，步骤S2中所述中间产物、1,2-二对苯乙炔氧基全氟环己烷、高沸点溶剂、五水硫酸铜、抗坏血酸、水的质量比为1.78:1:(10-15):0.24:0.21:(5-10)。优选地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。进一步地，所述耐磨盘根的制备方法，包括如下步骤：Ⅰ将离子型蒽二酮基含氟缩聚物、氨基苯基硅油、环氧氯丙烷橡胶放入开炼机进行混炼，开炼机的辊距调至1.5mm，加入表面修饰纳米硼纤维/硼化铬复合材料，带包辊后，再加入硫化剂、相容剂，分别打三角包和打卷各5-10次得到胶料，出片停放待用；Ⅱ采取罐式硫化工艺，上硫化机硫化处理，热硫化温度120-150℃，时间在12-18分钟，压力为15-20MPa；再在180-220℃下在拉伸机上进行拉伸定型；Ⅲ采用编织机编织盘根。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1)本专利技术提供的耐磨盘根，制备方法简单易操作，制备成本低廉，对设备依赖性不高，适合规模化生产。2)本专利技术提供的耐磨盘根，克服了传统盘根仅在某些方向有强度，而且易老化，抗蠕变性能、耐磨性、耐腐蚀、耐高温、耐酸碱密封性能差，使用寿命短的缺陷，耐磨性好，柔性大，耐高温和耐候性佳，化学稳定性好、密封性能和导热性优异。3)本专利技术提供的耐磨盘根，主体材料采用离子型蒽二酮基含氟缩聚物、氨基苯基硅油、环氧氯丙烷橡胶混炼制成，这三种材料协同作用，提高了胶料的综合性能，使得胶料兼具有这三类材料的优点，且这三类材料在混炼时，环氧氯丙烷橡胶与氨基苯基硅油发生化学反应使得两种以化学键的形式连接，且形成部分离子基团，与离子型蒽二酮基含氟缩聚物一起与表面修饰有羧基的纳米硼纤维/硼化铬复合材料通过离子交换以离子键连接，使得整个胶料各成分形成有机整体，有效提高了其综合性能，特别是耐磨性显著提高。4)本专利技术提供的耐磨盘根，添加表面修饰有羧基的纳米硼纤维/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨盘根，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：表面修饰纳米硼纤维/硼化铬复合材料10-15份、离子型蒽二酮基含氟缩聚物15-20份、氨基苯基硅油25-30份、环氧氯丙烷橡胶30-40份、硫化剂1-3份、相容剂1-3份。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐磨盘根，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：表面修饰纳米硼纤维/硼化铬复合材料10-15份、离子型蒽二酮基含氟缩聚物15-20份、氨基苯基硅油25-30份、环氧氯丙烷橡胶30-40份、硫化剂1-3份、相容剂1-3份。


2.根据权利要求1所述的一种耐磨盘根，其特征在于，所述硫化剂选自N,N'-间苯撑双马来酰亚胺、2,5-二硫基-1,3,4-噻二唑、硫磺中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的一种耐磨盘根，其特征在于，所述相容剂选自PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的一种耐磨盘根，其特征在于，所述表面修饰纳米硼纤维/硼化铬复合材料的制备方法，包括如下步骤：将纳米硼纤维、硼化铬分散于N,N-二甲基甲酰胺中，再向其中加入3-甲基丙烯酰氧丙基三(甲氧基乙氧基)硅烷，在60-80℃下搅拌反应4-6小时，后再向其中加入反式,反式-1,3-丁二烯-1,4-二羧酸，在氮气或惰性气体氛围下，125-135℃下回流搅拌反应15-20小时，后离心，用乙酸乙酯洗涤3-5次后，置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重。


5.根据权利要求4所述的一种耐磨盘根，其特征在于，所述纳米硼纤维、硼化铬、N,N-二甲基甲酰胺、3-甲基丙烯酰氧丙基三(甲氧基乙氧基)硅烷、反式,反式-1,3-丁二烯-1,4-二羧酸的质量比为(3-5):3:(20-25):2.34:1。


6.根据权利要求4所述的一种耐磨盘根，其特征在于，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。


7.根据权利要求1所述的一种耐磨盘根，其特征在于，所述离子型蒽二酮基含氟缩聚物的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1将2,6-双(二苯基氨基)-9,10-蒽二酮、4-叠氮苯甲酰甲基溴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王传忠，
申请(专利权)人：王传忠，
类型：发明
国别省市：山东;37