包括涂层的密封件及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种密封件，所述密封件可包括密封件主体以及设置在所述密封件主体的表面上的涂层。所述密封件主体可包括高性能热塑性材料。所述涂层可包括含氟聚合物。在一个实施例中，所述密封件可具有至多3.7×10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括涂层的密封件及其形成方法
本公开总体上涉及包括涂层的密封件及其形成方法，并且特别地涉及包括涂层的热塑性密封件及其形成方法。
技术介绍
聚合物密封件已经用于各种行业中。与标准弹性体相比，高性能聚合物具有更高的化学相容性、温度稳定性和机械阻力。由高性能聚合物形成的密封件可用于从低温至+650°F的温度范围内，并且可承受高载荷和高压。填充有PTFE的聚合物以其磨耗特性和低摩擦性而非常适用于各种应用中。但是，填充有PTFE的高性能聚合物(诸如填充有PTFE的PEEK)可能难以与典型的热焊接工艺结合使用，该工艺通常用于形成大直径密封件(例如，具有至少600mm的直径)，因为大直径密封件很难使用模塑技术制成。具体地，与未经填充的PEEK相比，填充有PTFE的PEEK的焊接部分通常表现出下降的断裂伸长率。这使得此类填充有PTFE的高性能聚合物不太适用于诸如大直径密封件等应用。本行业持续需要具有改善的特性和性能的密封件。附图说明实施例以举例的方式示出，并且不受附图的限制。图1A包括根据一个实施例的密封件的平面图的图示。图1B包括图1A中示出的密封件的横截面的图示。图1C包括根据一个实施例的密封件的横截面的另一图示。图2包括根据一个实施例的密封件的横截面的图示。图3包括根据另一实施例的密封件的横截面的图示。图4包括根据另一实施例的密封件的图示。图5包括示出根据一个实施例的用于形成密封件的方法的流程图。图6包括示出用于形成密封件主体的方法的流程图。图7包括根据另一实施例的密封件的图示。本领域的技术人员应当认识到，为简单和清楚起见，图中示出的各元件并不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可相对于其他元件进行放大，以帮助增进对本专利技术实施例的理解。具体实施方式提供结合附图的以下描述以帮助理解本文所公开的教导内容。以下论述将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供该重点是为了帮助描述教导内容，并且不应该被解释为是对本教导内容的范围或适用性的限制。然而，其他实施例可基于本专利申请中所公开的教导内容而使用。术语“由……构成”、“包括”、“包含”、“具有”、“有”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。例如，包含特征列表的方法、制品或装置不一定仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的或这种方法、制品或装置固有的其他特征。另外，除非另有明确说明，否则“或”是指包括性的“或”而非排他性的“或”。例如，以下任何一项均可满足条件A或B：A为真(或存在的)而B为假(或不存在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的)，以及A和B两者都为真(或存在的)。而且，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和组分。这样做仅是为了方便并且给出本专利技术范围的一般性意义。除非很明显地另指他意，否则这种描述应被理解为包括一个、至少一个，或单数也包括复数，或反之亦然。例如，当在本文描述单个实施例时，可使用多于一个实施例来代替单个实施例。类似地，在本文描述了多于一个实施例的情况下，单个实施例可以取代多于一个实施例。除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科技术语都与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。材料、方法和实例仅是说明性的而非限制性的。关于未描述的有关特定材料和加工方法的某些详细信息的方面，此类详细信息可以包括常规方法，其可以在制造领域的参考书及其他来源中找到。实施例涉及包括密封件主体以及覆盖该密封件主体的至少一部分的涂层的密封件。该密封件主体可包括高性能聚合物，并且该涂层可包括含氟聚合物。与由高效聚合物或填充有PTFE的高性能聚合物形成的常规密封件相比，该密封件可具有改善的机械特性(诸如拉伸强度和断裂伸长率)以及摩擦学特性(诸如摩擦系数和耐磨性)。进一步的实施例涉及一种形成包括覆盖密封件主体的至少一部分的涂层的密封件的方法。在一个实施例中，该方法可包括处理密封件主体的表面的至少一部分以及在经过处理的表面部分上形成涂层。该方法可允许形成具有改善的特性和性能的密封件。本文的实施例所述的密封件可用于各种行业(诸如石油和天然气、农业机械、汽车、发电厂、航空航天等)中并且适用于各种应用(包括泵和压缩机、分配设备、计量仪器、旋转接头、致动器、推进装置或阀门)。密封件可具有不同的形状以适应各种应用。在一个实例中，密封件可包括环形密封件，诸如在特定实例中，包括大直径密封环、支承环、U形杯密封件、唇形密封件或剖分式密封件。在一个实施例中，密封件可包括密封件主体以及覆盖该密封件主体的表面的至少一部分的涂层。图1A包括示例性密封件100的图示，该示例性密封件包括密封件主体102和涂层104。在一个方面，涂层104可设置在密封件主体102的外表面的至少一部分上。例如，如图1A和1B所示，外周表面106经涂覆并且邻接涂层104，并且内表面110未经涂覆。外周表面106可限定密封件主体102的外圆周，并且密封件主体102可具有外径120。密封件主体120还可包括由内表面110和内径124限定的内圆周。参考图1B，示出密封件100的剖视图。密封件主体120可具有在内表面110与外周表面106之间延伸的径向厚度122。相对的面114和112(如图1B所示)为密封件主体102的上外表面和下外表面，并且未被涂层104覆盖。替代性地，在另一实例中，如图1C所示，涂层104可设置在所有3个外表面上，这些外表面包括密封件主体102的外周表面106以及上表面114和下表面116。在另一方面，涂层104可覆盖密封件主体的整个表面。参考图2，示出示例性密封件200的横截面。涂层204设置在密封件主体202的整个表面上。在一个实施例中，密封件主体(例如，图1A至1C中所示的102或图2中所示的202)可包含一种高性能聚合物。高性能聚合物的实例可包括高性能热塑性材料。在另一实例中，高性能聚合物可具有至少0.1GPa或至少0.2GPa的杨氏模量。在进一步实例中，高性能聚合物可包括聚芳基酮、聚酰亚胺、脂肪族和芳香族聚酰胺(PA或PPA)、聚酯、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)液晶聚合物(LCP)、聚苯并咪唑(PBI)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚砜类(PPS、PES、PPSU、PESU)、聚四氟乙烯全氟醚(PFA)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(VF2-HFP)、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)或它们的任意组合。高性能聚合物的一个特定实例可包括聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)或它们的组合。高性能聚合物的一个更特定的实例可包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)或它们的任意组合。在一个实施例中，密封件主体可包括特定含量的高性能聚合物，该特定含量的高性能聚合物可有利于改善密封件的特性。例如，密封件主体可包括占该密封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种密封件，所述密封件包含密封件主体以及设置在所述密封件主体的表面的至少一部分上的涂层，其中：/n所述密封件主体包含高性能热塑性材料；并且/n所述涂层包含含氟聚合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181231 US 62/786,8631.一种密封件，所述密封件包含密封件主体以及设置在所述密封件主体的表面的至少一部分上的涂层，其中：
所述密封件主体包含高性能热塑性材料；并且
所述涂层包含含氟聚合物。


2.根据权利要求1所述的密封件，其中所述密封件主体呈环状。


3.根据权利要求1或2所述的密封件，其中所述密封件主体包含：
至多3.7×10-6mm3/(N·m)的磨耗率；
至少5％的断裂伸长率；或
它们的组合。


4.根据权利要求1或2所述的密封件，其中所述密封件主体包含至少0.2米的直径。


5.根据权利要求4所述的密封件，其中所述直径为至少0.6米和至多3米。


6.根据权利要求1或2所述的密封件，其中所述高性能热塑性材料未经填充。


7.根据权利要求1或2所述的密封件，其中所述密封件主体进一步包含分散于所述高性能热塑性材料的基体中的填料。


8.根据权利要求7所述的密封件，其中所述填料不含含氟聚合物。


9.根据权利要求1或2所述的密封件，其中所述高性能热塑性材料包含聚芳基酮、聚酰亚胺、脂肪族和芳香族聚酰胺(PA或PPA)、聚酯、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰胺酰亚胺(PAI...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗棕，金洁竹，纳菲·梅基勒夫，
申请(专利权)人：美国圣戈班性能塑料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US