本發(fā)明屬于閥門(mén)密封圈領(lǐng)域，具體涉及一種自粘型的碳納米管-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚四氟乙烯（PTFE）以其高度的化學(xué)穩(wěn)定性，極強(qiáng)的耐高、低溫性能，良好的潤(rùn)滑性，優(yōu)異的電絕緣性、耐老化性，極小的吸水性等，使其在航空航天、石油化工、機(jī)械工業(yè)、電子電器、食品工業(yè)、紡織等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用．但也因其存在機(jī)械性能較差，不自粘、線膨脹系數(shù)大，耐蠕變性差，耐磨損性差，硬度低，成型和二次加工困難等缺陷，使其應(yīng)用范圍受到一定的限制。為了改善和克服純PTFE的缺陷，常采用表面改性，填充改性和共混改性等手段來(lái)提高其綜合性能，其中尤以填充改性最為簡(jiǎn)單、價(jià)格低、效果好而得以普遍采用。
萜烯樹(shù)脂是由萜烯混合物聚合而成，又稱聚萜烯樹(shù)脂?；瘜W(xué)分子式(C10H16)n,平均分子量650-1250。它是一種優(yōu)良的增粘劑,具有粘接力強(qiáng),抗老化性能好、內(nèi)聚力高、耐熱、耐光、耐酸、耐堿、耐臭、無(wú)毒等優(yōu)良性能。
石油樹(shù)脂因來(lái)源為石油衍生物而得名，它具有酸值低，混溶性好，耐水、耐乙醇和耐化學(xué)品等特性，對(duì)酸堿具有化學(xué)穩(wěn)定，并有調(diào)節(jié)粘性和熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。石油樹(shù)脂一般不單獨(dú)使用，而是作為促進(jìn)劑、調(diào)節(jié)劑、改性劑和其它樹(shù)脂一起使用。
本發(fā)明采用石油樹(shù)脂和對(duì)苯二甲酸二辛酯進(jìn)行混合制備制得增粘樹(shù)脂來(lái)改善聚四氟乙烯的不自粘的問(wèn)題，得到一種自粘型的碳納米管-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的首要目的在于提供一種自粘型的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，其主要是解決聚四氟乙烯不自粘的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決的。
一種自粘型的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，其特征在于，所述閥門(mén)密封圈由如下重量份的組分制備而成：聚四氟乙烯100份、增粘樹(shù)脂8-10份、碳納米管5-8份、二硫化鉬1-2份、苯酚8-10份、對(duì)甲基苯甲酸8-10份、萜烯樹(shù)脂3-4份、二苯醚5-8份、鈦酸丁酯1-3份、60-70%次氯酸鈉20-25份、EDTA 20-25份、氨水40-50份、無(wú)水乙醇80-100份、硫酸鋇3-5份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 1-3份、氯化銨9-10份、尿素30-35份、水30-35份。
一種自粘型的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，其特征在于，所述閥門(mén)密封圈由如下步驟制備而成：
（1）碳納米管的的活化
A 碳納米管的氧化改性
先將二硫化鉬分散在60-70%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌10-12h，抽濾，濾餅放入無(wú)水乙醇中超聲20-30min，在50-60℃真空干燥20-30h，的到氧化改性的碳納米管；
B 碳納米管的活化
將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，50-70℃，PH為5-7條件下超聲1-3h，靜置1-2h，過(guò)濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲1-3h，靜置1-2h，過(guò)濾，50-60℃真空干燥20-30h，的到活性碳納米管；
（2）聚苯酯修飾碳納米管
將活性碳納米管、苯酚、對(duì)羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散1-3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，70-90℃酯化8-10h，加入膨潤(rùn)土，超聲分散0.5-1h，提高反應(yīng)溫度到180-200℃進(jìn)行縮聚，縮聚20-30h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
（3）碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進(jìn)行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、增粘樹(shù)脂、萜烯樹(shù)脂、硫酸鋇混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在40～100℃下干燥，將干燥的混合原料在20～60MPa冷模壓成型，加壓速率5-10MPa/min并保壓1～30min；再將成型的產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫，即獲得本發(fā)明所制備的耐磨的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈。
所述增粘樹(shù)脂是由重量份數(shù)比為85～95:5～20的石油樹(shù)脂和對(duì)苯二甲酸二辛酯進(jìn)行混合制備制得；所述增粘樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：1）向反應(yīng)釜中投入對(duì)苯二甲酸二辛脂，攪拌加熱至120～140℃；2）在120～140℃條件下向反應(yīng)釜中緩慢投入石油樹(shù)脂，待石油樹(shù)脂投入完畢后立即向反應(yīng)釜內(nèi)通入氮?dú)?，控制壓力小于或者等?.02MPa；3）將反應(yīng)釜內(nèi)的混料加熱至170～180℃，然后將混料定量送入造粒擠出機(jī)進(jìn)行造粒，研磨篩分后即得增粘樹(shù)脂，其粒徑為15～60μm。
所述聚四氟乙烯樹(shù)脂為懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂，其粒徑分布為15～60μm；所述萜烯樹(shù)脂、硫酸鋇、二硫化鉬、膨潤(rùn)土的粒徑為10～50μm；球磨后聚苯酯修飾碳納米管的粒徑為10-50μm。
相比于其他的聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，本發(fā)明提供的自粘型的聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，可自粘，且具有最小的蠕變松弛率，使得其拉伸強(qiáng)度較高，化學(xué)惰性好，耐磨損等特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
一種自粘型的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，其特征在于，所述閥門(mén)密封圈由如下重量份的組分制備而成：聚四氟乙烯100份、增粘樹(shù)脂10份、碳納米管5份、二硫化鉬1份、苯酚8份、對(duì)甲基苯甲酸10份、萜烯樹(shù)脂4份、二苯醚8份、鈦酸丁酯1份、60-70%次氯酸鈉25份、EDTA 25份、氨水50份、無(wú)水乙醇100份、硫酸鋇3份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 3份、氯化銨10份、尿素30份、水30份。
一種自粘型的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈，其特征在于，所述閥門(mén)密封圈由如下步驟制備而成：
（1）碳納米管的的活化
A 碳納米管的氧化改性
先將二硫化鉬分散在70%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌10h，抽濾，濾餅放入無(wú)水乙醇中超聲30min，在50℃真空干燥30h，的到氧化改性的碳納米管；
B 碳納米管的活化
將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，70℃，PH為7條件下超聲3h，靜置1h，過(guò)濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲1h，靜置1h，過(guò)濾，60℃真空干燥20h，的到活性碳納米管；
（2）聚苯酯修飾碳納米管
將活性碳納米管、苯酚、對(duì)羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散2h，在加入催化劑鈦酸丁酯，75℃酯化10h，加入膨潤(rùn)土，超聲分散0.5h，提高反應(yīng)溫度到180℃進(jìn)行縮聚，縮聚30h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
（3）碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進(jìn)行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、增粘樹(shù)脂、萜烯樹(shù)脂、硫酸鋇混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在80℃下干燥，將干燥的混合原料在50MPa冷模壓成型，加壓速率5MPa/min并保壓30min；再將成型的產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫，即獲得本發(fā)明所制備的耐磨的碳納米-聚四氟乙烯閥門(mén)密封圈。
所述增粘樹(shù)脂是由重量份數(shù)比為85:15的石油樹(shù)脂和對(duì)苯二甲酸二辛酯進(jìn)行混合制備制得；所述增粘樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：1）向反應(yīng)釜中投入對(duì)苯二甲酸二辛脂，攪拌加熱至140℃；2）在140℃條件下向反應(yīng)釜中緩慢投入石油樹(shù)脂，待石油樹(shù)脂投入完畢后立即向反應(yīng)釜內(nèi)通入氮?dú)?，控制壓力?.02MPa；3）將反應(yīng)釜內(nèi)的混料加熱至180℃，然后將混料定量送入造粒擠出機(jī)進(jìn)行造粒，研磨篩分后即得增粘樹(shù)脂，其粒徑為15～60μm。
經(jīng)測(cè)試：拉升強(qiáng)度27MPa；斷裂伸長(zhǎng)率200%；沖擊強(qiáng)度21.5KJ/m；彎曲強(qiáng)度27MPa；磨耗4.2mm3（負(fù)載250N，線速度2m/s，時(shí)間3分鐘）。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。