一种无油空压机活塞环及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种无油空压机活塞环及其制备方法。该无油空压机活塞环的组合物的原料组成包括67%

【技术实现步骤摘要】
一种无油空压机活塞环及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种活塞环，尤其涉及一种无油空压机活塞环及其制备方法，属于空压机


技术介绍

[0002]空压机是重要的气源设备，被广泛应用于工业及民用领域。空压机主要分为有油空压机和无油空压机。有油空压机由于噪音大、非环保、维护成本高等特点逐渐被无油空压机取代。无油空压机的优点是：静音、环保、体积小、无需维护等；但是其缺点也非常明显：使用寿命短、受极极寒气候影响而造成启动难甚至不启动等。无油空压机的核心气密封元件是活塞环(皮碗)。
[0003]目前市场中多数活塞环采用的是塑料与大量金属粉末合成制品，该产品有很多的缺点：
[0004]1、由于材质中含有大量金属粉末，当活塞环与气缸做往复运动时，随着缸内气温急剧升温，导致金属粉末粘贴在气缸内壁。随着聚集的粉末量越来越多，直接堵塞气阀导致上气量不足，同时大量的金属粉末会划伤活塞环密封面，从而影响活塞环的使用寿命；
[0005]2、活塞环材质中由于含有大量的金属粉末，产品表面的硬度很高，回弹性很差。直接导致活塞环在低温气候条件下成碗形时，压板与活塞环弯曲部位开裂，从而导致产品失效；同时，由于产品硬度很高，导致空压机低温气候环境下无法正常启动；
[0006]3、传统的活塞环由于材质硬度问题，在实际使用的过程中，活塞环与铝制气缸在对磨过程中常常将气缸表面电镀层给磨坏，从而大大影响空压机的使用寿命；
[0007]4、传统的活塞环由于含有大量的金属粉末，重金属元素指标超标，无法通过RoHS要求。

技术实现思路

[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种耐温、抗压、环保、长寿命的无油空压机活塞环。
[0009]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种无油空压机活塞环，包括以下质量百分比的原料组分：
[0010][0011][0012]在本专利技术的一具体实施方式中，采用的聚四氟乙烯的延伸率≥500％。铜粉的粒径为100目
‑
150目，纯铜粉末。碳纤维为高强度碳纤维，优选为含碳量在90％以上的高强度高
模量纤维。对位聚苯的粒径为800目
‑
1000目。
[0013]本专利技术还提供了上述无油空压机活塞环的制备方法，包括以下步骤：
[0014]在温度≤25℃(通常为0℃以上，优选10～25℃)，湿度40％
‑
50％的条件下，向容器中加入聚四氟乙烯、碳纤维、对位聚苯和二硫化钼，随后加入铜粉进行搅拌混合，得到混合物；
[0015]在温度≤25℃(通常为0℃以上，优选10～25℃)，湿度40％
‑
50％的条件下，将所述混合物按待加工成的毛坯尺寸进行压制，得到毛坯；
[0016]将所述毛坯进行高温烧结，自然冷却，得到无油空压机活塞环。
[0017]在本专利技术的一具体实施方式中，搅拌混合按以下参数进行：
[0018]在500rpm的转速下搅拌2min，然后提高转速至1800rpm搅拌5min，再提高转速至3000rpm搅拌8min，最后降低转速至1500rpm搅拌5min。
[0019]在本专利技术的一具体实施方式中，压制按照以下参数进行：
[0020]当所述毛坯截面厚度为3～5mm时，压制采用的压力为15
‑
18MPa；
[0021]当所述毛坯截面厚度为6～9mm时，压制采用的压力为19
‑
20MPa；
[0022]当所述毛坯截面厚度为10～15mm时，压制采用的压力为21
‑
24MPa；
[0023]当所述毛坯高度为40～79mm时，压制采用的保压时间为20～25秒；
[0024]当所述毛坯高度为80～119mm时，压制采用的保压时间为40～60秒；
[0025]当所述毛坯高度为120～150mm时，压制采用的保压时间为80～100秒。
[0026]在本专利技术的一具体实施方式中，高温烧结按照以下参数进行：
[0027]将所述毛坯在1h(可以是0℃或室温)升温至200℃，保温3h；再用1h由200℃升温至315℃，保温1h；随后再用1h由315℃升温至380℃，保温0.5h；利用1h由380℃降温至315℃，再用1h由315℃升温至380℃，保温0.5h；再用2h降温至室温(也可以根据需要降到0℃)。
[0028]本专利技术的无油空压机活塞环通过特定的原料组成和制备方法，提高了无油空压机活塞环的性能，使其耐温、抗压、环保，且具有较长的寿命。
[0029]本专利技术的无油空压机活塞环，通过特定的原料组成和制备方法，使其：
[0030]1、使活塞环有韧性能回弹，在磨损过程中得到一定的补偿量；产品中含有少量的铜粉，既能在与缸体摩擦过程中带走热量同时具备一定的抗压性能。
[0031]2、通过高低速反复搅拌和压制时保压，使活塞环的致密度保持一致，产品在实际使用中稳定性得到很大的提升，使得活塞环符合RoHS、SCCP、REACH、POPS等认证要求。
[0032]3、烧结时，毛坯在特定温度下保温烧结，充分挥发毛坯中的无机物；在高温区高低温交替加热聚合尽可能达到毛坯的饱和结晶，充分体现产品各种力学性能；产品可以在
‑
35℃至200℃长期长时间使用，使用的温度范围比较大，解决了空压机设备冷启动不了的问题；同时由于其中含有耐温、耐磨的材料，可以适用于铝制和铁制气缸。
附图说明
[0033]图1为本专利技术实施例1中压制后无油空压机活塞环毛坯的界面图(H为高度，D为外径，d为内径)；
[0034]图2为本专利技术实施例1中毛坯的烧结曲线。
具体实施方式
[0035]本专利技术提供了一种无油空压机活塞环，它包括以下质量百分比的原料组分：：67％
‑
79％的聚四氟乙烯，1％
‑
3％的铜粉，2％
‑
5％的碳纤维，15％
‑
20％的对位聚苯，3％
‑
5％的二硫化钼，该无油空压机活塞环的组合物的总质量含量为100％。
[0036]具体地，采用的聚四氟乙烯的延伸率≥500％。采用的铜粉的粒径为100目
‑
150目。采用的碳纤维为高强度碳纤维。采用的对位聚苯的粒径为800目
‑
1000目。
[0037]上述无油空压机活塞环的制备方法包括以下步骤：
[0038]在温度≤25℃，湿度40％
‑
50％的条件下，向容器中加入聚四氟乙烯、碳纤维、对位聚苯和二硫化钼，随后加入铜粉进行搅拌混合，得到混合物；
[0039]在温度≤25℃，湿度40％
‑
50％的条件下，将所述混合物按待加工成的毛坯尺寸进行压制，得到毛坯；
[0040]将所述毛坯进行高温烧结，自然冷却，得到无油空压机活塞环。
[0041]具体地，搅拌混合按照以下参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无油空压机活塞环，其特征在于，它包括以下质量百分比的原料组分：聚四氟乙烯
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67%
‑
79%；铜粉
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1%
‑
3%；碳纤维
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2%
‑
5%；对位聚苯
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15%
‑
20%；二硫化钼
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3%
‑
5%。2.根据权利要求1所述的无油空压机活塞环，其特征在于：所述聚四氟乙烯的延伸率≥500%。3.根据权利要求1所述的无油空压机活塞环，其特征在于：所述铜粉的粒径为100目
‑
150目。4.根据权利要求1所述的无油空压机活塞环，其特征在于：所述碳纤维为高强度碳纤维。5.根据权利要求1所述的无油空压机活塞环，其特征在于：所述对位聚苯的粒径为800目
‑
1000目。6.权利要求1至5中任一所述无油空压机活塞环的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：在温度≤25℃，湿度40%
‑
50%的条件下，向容器中加入聚四氟乙烯、碳纤维、对位聚苯和二硫化钼，随后加入铜粉进行搅拌混合，得到混合物；在温度≤25℃，湿度40%
‑
50...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志平，陈伟，
申请(专利权)人：苏州柏言新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：