本发明专利技术公开了一种改善高温化工泵用密封件开裂现象的处理工艺，涉及化工泵技术领域，具体工艺如下：1）对碳纤维进行预处理；2）碳纤维镀银处理；3）将镀银碳纤维浸入到两种组装溶液中，得到镀膜碳纤维；4）将热剥离石墨烯负载于碳纤维上，得到碳纤维增强体；5）将原料密炼后得到合成橡胶，将镀膜碳纤维平行置于模具的腔室内，合模后浇铸部分合成橡胶，冷却停放得到试片，将碳纤维增强体加入到剩余的合成橡胶中，然后滴加到试片表面，冷却后置于开炼机上薄通数次后出片，再经硫化机处理即可。本发明专利技术提供的橡胶密封件，在高温条件下不易出现开裂及变形严重等问题，提升了密封件的使用性能，有效的延长的密封件的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种改善高温化工泵用密封件开裂现象的处理工艺
本专利技术属于化工泵
，具体涉及一种改善高温化工泵用密封件开裂现象的处理工艺。
技术介绍
化工泵在化工生产中是必不可少的设备，化工泵的工作状态将直接关系到化工生产的效率，因此在化工生产中对化工泵的密封性具有很高的要求。化工泵机械密封是建立在一对处于相对运动状态下的环端面上。这组环端面是由一个固定环端面和一个均匀运转的环端面构成的，这两个环端面始终保持一种稳定的相对运动状态，由此形成较为微小的轴向间的缝隙密封，而这种密封形式就是机械密封。通常来说化工泵机械密封需要依靠动环和静环保持稳定的相对运动状态，以及密封元件和压缩元件的协调配合。在化工泵运行过程中，密封室内的流体介质与外部大气压产生的压强、压缩元件自身产生的压力共同作用，促使动静环紧密贴合，且在二者之间形成一层液体膜，进一步增强化工泵的密封效果。由于压缩元件产生的压力强度较大，即便在静止状态下，排除运动势能的干预，泵端面也能保持良好的贴合性，避免密封室内流体介质泄漏，防止外部环境杂质进入密封端面。在实际化工生产应用中，化工泵会涉及到高热量流体的输送，高热量的流体会对化工泵的密封件产生热应力，使得密封件易出现开裂变形的现象，从而会影响化工泵的正常运行。例如中国专利CN2019100542332公开了一种耐高温有机硅橡胶密封圈及其制备方法，具体公开了通过添加具有导热性的氧化铝来实现对耐温性的保障和提高，使得密封圈具有很好的耐高温性能，从而可以降低密封圈在高温条件下的变形现象，提升了密封圈的密封性能，但是该技术工艺只是很好的解决了高温造成密封圈变形的技术问题，对于热应力造成密封圈开裂的缺陷，解决效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种改善高温化工泵用密封件开裂现象的处理工艺。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种改善高温化工泵用密封件开裂现象的处理工艺，具体工艺方法如下：1）将碳纤维（直径5-8um，长度500-1000um）放入马弗炉中，在400-450℃下灼烧5-10min，取出冷却后，在室温下放入无水乙醇中浸泡5-10min，取出后在室温条件下放入由180-210g/L过二硫酸铵和100-130ml/L质量分数75-80%浓硫酸组成的粗化液中粗化处理10-15min，再放入由8-10g/L二氯化锡和40-50ml/L质量分数28-32%盐酸溶液组成的敏化液中，室温条件下处理5-10min，再浸入由0.3-0.6g/L氯化钯、20-25g/L硼酸和5-8ml/L质量分数28-32%盐酸组成的活化液中，40-50℃条件下处理10-15min，得到预处理碳纤维；本专利技术中，通过对碳纤维进行预处理，可以提高碳纤维表面的粗糙度，有助于银离子在碳纤维表面完全沉积形成镀银层，从而可以提升镀银层结构的完整性；2）按照各组分质量体积比如下：硝酸银:氨水:氢氧化钠:蒸馏水为13-17g:80-100ml:10-13g:400-500ml，将硝酸银溶于去离子水中，并在不断搅拌条件下加入质量分数25-28%的氨水，直至析出的沉淀完全溶解，加入适量的氢氧化钠，溶液变黑后再加入氨水至溶液透明，得到A溶液，再按照各组分质量体积比如下：葡萄糖:酒石酸:乙醇:蒸馏水为21-23g:2-3g:45-55ml:450-500ml，将葡萄糖和酒石酸溶于去离子水中，煮沸10-15min，冷却后加入乙醇，得到B溶液，然后按照体积比1:1，将A溶液缓慢加入到B溶液中，并不停搅拌，然后加入预处理碳纤维，在15-18℃下施镀15-20min，用去离子水充分清洗后烘干，得到镀银碳纤维；本专利技术中，通过在碳纤维表面镀银形成银膜，有助于后续的自组装分子可以吸附在金属基体上自组装成膜；3）采用绝对乙醇作为溶剂，分别配置得到0.001-0.002M的2-巯基-1-乙醇溶液和6-巯基-1-己醇溶液，将镀银碳纤维分别迅速浸入到两种组装溶液中，室温下浸渍20-25h，取出碳纤维后依次用去离子水和无水乙醇反复漂洗，用高纯氮气吹干，得到镀膜碳纤维；本专利技术中，通过将镀银碳纤维浸渍于组装液中，组装液的硫醇分子通过巯基端失去质子与Ag形成强S-Ag化学键，吸附在镀银的碳纤维上，从而可以形成站立的有序排列的自组装单分子层膜，形成的单分子层膜可以提升橡胶基体的界面剪切强度，减少橡胶基体中应力的集中，从而可以消除橡胶基体中的缺陷和裂缝，避免橡胶基体出现开裂；4）将热剥离石墨烯置于丙酮溶液中，40-80W超声分散40-60min，得到分散液，按照热剥离石墨烯占碳纤维质量的3-6%，然后将适量洗净的碳纤维（直径5-8um，长度20-40um）置于分散液中，在50-60℃条件下继续40-80W超声1-2h，然后取出碳纤维，并置于60-70℃烘箱中干燥5-6h，得到碳纤维增强体；本专利技术中，通过在碳纤维表面引入石墨烯，使得碳纤维与橡胶基体相之间构建了一个由石墨烯增强的合成橡胶的梯度界面过渡层，该界面过渡层可以减小应力集中，从而提高了应力传递能力，使得合成橡胶在应力破坏过程中不易产生界面破裂，从而可以避免出现开裂现象；5）按重量份数计，将100-130份VNB-EPDM（牌号PX-006M，日本三井化学株式会社产品），8-10份氧化锌，60-65份炭黑（购自卡博特化工有限公司产品，炭黑N550），1-2份防老剂MB，1-1.5份防老剂445，1-1.5份防老剂TMQ（防老剂购自蔚林新材料科技股份有限公司），1-1.5份润滑剂WB42以及4-5份石蜡油（购自青岛恒泰新材料科技有限公司，太阳石蜡油Sunpar2280）投入到密炼机中，在140-160℃下密炼40-60min，然后再继续加热至165-175℃，加入0.2-0.5份硫化剂（购自上海森迪化工有限公司，硫化剂101XL45-SP2）以及1-2份助交联剂（三甲基丙烯酸三烃基甲基丙烷酯，购自上海森迪化工有限公司），保温反应2-3h，得到合成橡胶，然后将质量占比90-95%的合成橡胶当做浇铸合成橡胶使用，称取占浇铸合成橡胶质量5-7%的镀膜碳纤维，将镀膜碳纤维平行置于模具的腔室内，合模后注入浇铸合成橡胶，冷却停放8-10h得到试片，然后称取占剩余合成橡胶质量3-5%的碳纤维增强体，将其加入到剩余的合成橡胶中，充分搅拌均匀，然后缓慢均匀的滴加到冷却的试片表面，冷却5-6h后置于开炼机上薄通10-13次后出片，再置于硫化机上，在温度170-180℃，压力13-16MPa条件下硫化时间10-13min，即可得到所需的密封件。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术提供的工艺方法，通过在常规的合成橡胶基体中构建形成自组装单分子层膜，形成的单分子层膜可以提升橡胶基体的界面剪切强度，减少橡胶基体中应力的集中，从而可以消除橡胶基体中的缺陷和裂缝，避免橡胶基体出现开裂，并且在合成橡胶的表面浇注一层含有碳纤维增强体的橡胶层，形成的橡胶层可以减小应力集中，提高了应力传递能力，使得合成橡胶在应力破坏过程中不易产生界面破裂，可以进一步避免出现开裂现象，从而提高了橡胶密封件的性能，有效改善了橡胶密封件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改善高温化工泵用密封件开裂现象的处理工艺，其特征在于，具体工艺方法如下：/n1）将碳纤维放入马弗炉中，在400-450℃下灼烧5-10min，取出冷却后，在室温下放入无水乙醇中浸泡5-10min，取出后在室温条件下放入粗化液中粗化处理10-15min，再经敏化、活化处理，得到预处理碳纤维；/n2）将适量的硝酸银溶于去离子水中，并在不断搅拌条件下加入质量分数25-28%的氨水，直至析出的沉淀完全溶解，加入适量的氢氧化钠，溶液变黑后再加入氨水至溶液透明，得到A溶液，将适量的葡萄糖和酒石酸溶于去离子水中，煮沸10-15min，冷却后加入乙醇，得到B溶液，然后按照体积比1:1，将A溶液缓慢加入到B溶液中，并不停搅拌，然后加入预处理碳纤维，在15-18℃下施镀15-20min，用去离子水充分清洗后烘干，得到镀银碳纤维；/n3）将镀银碳纤维分别迅速浸入到用绝对乙醇配制的0.001-0.002M的两种组装溶液中，室温下浸渍20-25h，取出碳纤维后依次用去离子水和无水乙醇反复漂洗，用高纯氮气吹干，得到镀膜碳纤维；/n4）将热剥离石墨烯置于丙酮超声分散40-60min，得到分散液，然后将洗净的碳纤维置于分散液中，在50-60℃条件下继续超声1-2h，然后取出碳纤维，并置于60-70℃烘箱中干燥5-6h，得到碳纤维增强体；/n5）按重量份数计，将100-130份VNB-EPDM，8-10份氧化锌，60-65份炭黑，1-2份防老剂MB，1-1.5份防老剂445，1-1.5份防老剂TMQ，1-1.5份润滑剂WB42以及4-5份石蜡油投入到密炼机中，在140-160℃下密炼40-60min，然后再继续加热至165-175℃，加入0.2-0.5份硫化剂以及1-2份助交联剂，保温反应2-3h，得到合成橡胶，将镀膜碳纤维平行置于模具的腔室内，合模后浇铸质量占比90-95%的合成橡胶，冷却停放8-10h得到试片，将适量的碳纤维增强体加入到剩余的合成橡胶中，充分搅拌均匀，然后缓慢均匀的滴加到冷却的试片表面，冷却5-6h后置于开炼机上薄通10-13次后出片，再经硫化机处理，即可得到所需的密封件。/n...
【技术特征摘要】
1.一种改善高温化工泵用密封件开裂现象的处理工艺，其特征在于，具体工艺方法如下：
1）将碳纤维放入马弗炉中，在400-450℃下灼烧5-10min，取出冷却后，在室温下放入无水乙醇中浸泡5-10min，取出后在室温条件下放入粗化液中粗化处理10-15min，再经敏化、活化处理，得到预处理碳纤维；
2）将适量的硝酸银溶于去离子水中，并在不断搅拌条件下加入质量分数25-28%的氨水，直至析出的沉淀完全溶解，加入适量的氢氧化钠，溶液变黑后再加入氨水至溶液透明，得到A溶液，将适量的葡萄糖和酒石酸溶于去离子水中，煮沸10-15min，冷却后加入乙醇，得到B溶液，然后按照体积比1:1，将A溶液缓慢加入到B溶液中，并不停搅拌，然后加入预处理碳纤维，在15-18℃下施镀15-20min，用去离子水充分清洗后烘干，得到镀银碳纤维；
3）将镀银碳纤维分别迅速浸入到用绝对乙醇配制的0.001-0.002M的两种组装溶液中，室温下浸渍20-25h，取出碳纤维后依次用去离子水和无水乙醇反复漂洗，用高纯氮气吹干，得到镀膜碳纤维；
4）将热剥离石墨烯置于丙酮超声分散40-60min，得到分散液，然后将洗净的碳纤维置于分散液中，在50-60℃条件下继续超声1-2h，然后取出碳纤维，并置于60-70℃烘箱中干燥5-6h，得到碳纤维增强体；
5）按重量份数计，将100-130份VNB-EPDM，8-10份氧化锌，60-65份炭黑，1-2份防老剂MB，1-1.5份防老剂445，1-1.5份防老剂TMQ，1-1.5份润滑剂WB42以及4-5份石蜡油投入到密炼机中，在140-160℃下密炼40-60min，然后再继续加热至165-175℃，加入0.2-0.5份硫化剂以及1-2份助交联剂，保温反应2-3h，得到合成橡胶，将镀膜碳纤维平行置于模具的腔室内，合模后浇铸质量占比90-95%的合成橡胶，冷却停放8-10h得到试片，将适量的碳纤维增强体加入到剩余的合成橡胶中，充分搅拌均匀，然后缓慢均匀的滴加到冷却的试片表面，冷却5-6h后置于开炼机上薄通10-13次后出片，再经硫化机处理，即可得到所需的密封件。
2.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴同茂，吴敏，胡敏，刘程，邱军强，吴瑞斌，戴高岩，
申请(专利权)人：安徽江南泵阀集团有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。