一种聚四氟乙烯与金属复合阀座及制备方法技术

本发明专利技术提供一种既耐压、耐高温，长期使用温度不低于２６０℃，耐水解性好，同时耐腐蚀、抗蠕变，完全可以满足阀门阀座密封件的要求的聚四氟乙烯与金属复合阀座及制备方法。该复合阀座，包括聚四氟乙烯和金属骨架，金属骨架被聚四氟乙烯包裹而形成一体。其制备方法是把金属骨架和悬浮聚四氟乙烯放置在模具型腔内进行压塑预成型后，再进行烧结和冷却，使得金属骨架被聚四氟乙烯包裹；在室温条件下压塑预成型时，以１５－２５ＭＰａ／ｍｉｎ的速度加压，表压达到４－６ＭＰａ／ｃｍ２，开始逐步放气，然后保压５－７分钟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阀门用聚四氟乙烯与金属复合阀座及制备方法。
技术介绍
当前各国做阀门的阀座材料大部分采用纯聚四氟乙烯、聚醚醚酮、尼龙、石墨、碳 纤维/玻璃纤维填充聚四氟乙烯复合材料、不锈钢等材料。其优缺点都很明显聚四氟乙 烯材料耐腐蚀性好，摩擦系数小，对阀门的扭矩也小，但耐温差，长期使用 ≤200°C，而且 易蠕变导致泄漏；石墨材料耐高温，比重轻，但不易压，易破碎导致泄漏；尼龙材料抗压、 硬度好，价格相对便宜，但耐腐蚀远不如聚四氟乙烯，耐温也相对低于聚四氟乙烯；碳纤维 /玻璃纤维填充聚四氟乙烯复合材料比纯聚四氟乙烯材料耐压、耐磨损、耐温有所提高， 但因为该材料的树脂基材70%仍然是氟树脂，它温度只能在 ≤250°C工作，长期使用温度 (200°C，而且耐水解性差；聚醚醚酮各项性能好，耐温到 ≤260°C，但价格昂贵是四氟材料 10倍之多，生产厂商无法推广使用；金属材料，例如不锈钢、耐温、耐压、耐腐蚀性较好，但 摩擦系数大、比重大，不能恢复弹性，密封效果不好。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种既耐压、耐高温，长期使用温度不低于260°C，耐水解性 好，同时耐腐蚀、抗蠕变，完全可以满足阀门阀座密封件的要求的聚四氟乙烯与金属复合阀座。本专利技术的聚四氟乙烯与金属复合阀座，包括聚四氟乙烯和金属骨架，金属骨架 (如不锈钢或碳钢金属骨架)被聚四氟乙烯包裹而形成一体。本专利技术同时提供了一种聚四氟乙烯与金属复合阀座的制备方法，它是把金属骨架 和悬浮聚四氟乙烯放置在模具型腔内进行压塑预成型后，再进行烧结和冷却，使得金属骨 架被聚四氟乙烯包裹；在室温条件下压塑预成型时，以15-25MPa/min的速度加压，表压达 到4-6MPa/cm2，开始逐步放气，然后保压5_7分钟。悬浮聚四氟乙烯(PTFE)属于现有产品，该产品具有聚乙烯的各个氢原子完全为 氟原子所置换的化学结构，是分子量达200万至1000万的高分子长链结构。使用悬浮聚四 氟乙烯一般需要将其压塑成型。压塑成型又叫模压成型，模压成型是将粉状或粒状树脂加 入维持在一定温度的金属模具使其塑化，并在压力的作用下充满整个模腔，然后经加压脱 模即得预制品。压塑成型虽然生产效率不高，但方便易行，只需配置压机、模具和烧结炉就 可生产，特别适用小批量生产。悬浮聚四氟乙烯的压塑成型属于现有技术，其包括预成型、烧结和冷却三个步骤。 但是根据聚四氟乙烯需要应用的具体场合，预成型、烧结和冷却的具体工艺条件(参数)不 同。对于本专利技术来说，在室温条件下压塑预成型时，以15-25MPa/min(优选20MPa/ min)的速度加压，表压达到4-6MPa/cm2 (优选5MPa/cm2)，开始逐步放气，然后保压5_7分钟(优选6分钟)。对于上述的制备方法，烧结时，从室温勻速升温至360_400°C后，保温3_5h(小 时)，然后逐渐冷却至室温。最好在6-10h内从室温勻速升温至360-400°C后，保温3-5h，然 后在4-8h内勻速冷却至室温。对于上述的制备方法，悬浮聚四氟乙烯的为粒径120-160 μ m。本专利技术有益效果本专利技术是用金属增强聚四氟乙烯复合材料制作而成的阀座密封 件，采用聚四氟乙烯非金属材料与金属材料之间复合成型，通过复合后的产品具有以下特占.^ \\\ ·刚性好，抗压、能承受3500磅压力，不变形，表面摩擦系数小，不损坏对磨副。结构简单，成型加工容易，根据需要可做成各种形状的阀座密封件。可取代金属阀座，表面摩擦系数彡0. 14，作用和效果是金属阀座不能达到的，而且 比重与金属相比下降50%。成本降低，比聚醚醚酮阀座价格下降90%。本专利技术是抗蠕变、耐腐蚀、耐温、耐压阀座，满足阀门不泄漏的要求。对整机的可靠 性、安全性起到非常重要的作用。附图说明图1是一种聚四氟乙烯与金属复合阀座的示意图。图2是烧结和冷却曲线图。具体实施例方式如图1所示的聚四氟乙烯与金属复合阀座，包括聚四氟乙烯2和不锈钢金属骨架 1，金属骨架被聚四氟乙烯包裹而形成一体。它的制备方法如下。原料选料悬浮聚四氟乙烯，粒径140μπι。2、预成型将混勻后的原料加入模具型腔内，同时放入不锈钢金属骨架，在室温 20 士 5°C条件下，以20MPa/min的速度加压，表压达到5MPa/cm2，开始逐步放气，然后保压6 分钟，预制品成型。3、将压制好的预制品放入烧结炉内，按下图2烧结和冷却工艺参数进行烧结，然 后冷却。在8h(小时)内从室温勻速升温至380°C后，保温4h，然后在6h内勻速冷却至室ilm ο4、将预成品烧结成品后，初步检验合格，再经机械加工至需要的尺寸。本产品达到的技术指标见表1。表 1项目名称Γ 拉伸强度(Mpa)25 30<table>table see original document page 5</column></row><table>本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚四氟乙烯与金属复合阀座的制备方法，其特征是：把金属骨架和悬浮聚四氟乙烯放置在模具型腔内进行压塑预成型后，再进行烧结和冷却，使得金属骨架被聚四氟乙烯包裹；其特征是：在室温条件下压塑预成型时，以１５－２５ＭＰａ／ｍｉｎ的速度加压，表压达到４－６ＭＰａ／ｃｍ↑［２］，开始逐步放气，然后保压５－７分钟。

【技术特征摘要】
聚四氟乙烯与金属复合阀座的制备方法，其特征是把金属骨架和悬浮聚四氟乙烯放置在模具型腔内进行压塑预成型后，再进行烧结和冷却，使得金属骨架被聚四氟乙烯包裹；其特征是在室温条件下压塑预成型时，以15-25MPa/min的速度加压，表压达到4-6MPa/cm2，开始逐步放气，然后保压5-7分钟。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是在室温条件下压塑预成型时，以20MPa/ min的速度加压，表压达到5MPa/cm2，开始逐步放气，然后保压6分钟。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征是烧结时，从室温勻速升温至 360-400°C后，保温3-5h，然后逐渐冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文光，陈朝曦，杨烨，陈佩民，徐小曼，靳予，林丰，
申请(专利权)人：南京肯特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]