專利名稱：：金屬增強(qiáng)聚醚醚酮閥座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型屬于密封材料制品領(lǐng)域，涉及一種聚醚醚酮復(fù)合材料密封件。
背景技術(shù)：
：聚醚醚酮(PEEK)樹脂的性能優(yōu)異，應(yīng)用廣，PEEK樹脂最早在航空航天領(lǐng)域獲得應(yīng)用，替代鋁和其他金屬材料制造各種飛機(jī)零部件。汽車工業(yè)中由于PEEK樹脂具有良好的耐摩擦性能和機(jī)械性能，用作制造發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)罩的原材料，用其制造的軸承、墊片、密封件、離合器齒環(huán)等各種零部件在汽車的傳動(dòng)、剎車和空調(diào)系統(tǒng)中被廣泛采用。作為一種半結(jié)晶的工程塑料，PEEK不溶于濃硫酸外的幾乎所有溶劑，因而常用來(lái)制作壓縮機(jī)閥片、活塞環(huán)、密封件和各種化工用泵體、閥門部件。為了進(jìn)一步滿足制造高精度、耐熱、耐磨損、抗疲勞和抗沖擊零部件的要求，對(duì)PEEK進(jìn)行共混、填充、纖維復(fù)合等增強(qiáng)改性處理，可以得到性能更加優(yōu)異的PEEK復(fù)合材料。PEEK與聚醚共混后的復(fù)合材料，在具有良好力學(xué)性能的同時(shí)，又使阻燃性能得到了提高；在PEEK中加入專用酚醛樹脂制成的材料，具有特殊的抗摩擦性能；PEEK與聚四氟乙烯共混制成的復(fù)合材料，在保持PEEK的高強(qiáng)度、高硬度的同時(shí)，還具有突出的耐磨性，可用于制造滑動(dòng)軸承、密封環(huán)等機(jī)械零部件；與碳纖維和玻璃纖維等多種纖維進(jìn)行改性增強(qiáng)，可制成高性能的纖維增強(qiáng)的PEEK復(fù)合材料，具有優(yōu)異的抗蠕變、耐濕熱、耐老化和抗沖擊性能，還可大幅度提高材料的拉伸和彎曲強(qiáng)度；在PEEK中加入晶須材料，可提高材料的硬度、剛性及尺寸穩(wěn)定性，用于制造大型石化生產(chǎn)線上的氫氣壓縮機(jī)和石油氣壓縮機(jī)的環(huán)狀、網(wǎng)狀閥片等。閥門和管道在工業(yè)輸運(yùn)中十分重要，其密封問(wèn)題值得重視，否則跑、冒、滴、漏浪費(fèi)資源會(huì)非常嚴(yán)重，隨著世界各國(guó)對(duì)環(huán)保要求也越來(lái)越高，節(jié)省能源、提高輸運(yùn)效率、杜絕浪費(fèi)是必須的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，閥門的閥座材料等密封件大部分采用聚四氟乙烯、尼龍、石墨、碳纖維/玻璃纖維填充聚四氟乙烯復(fù)合材料、不銹鋼等材料。其優(yōu)缺點(diǎn)都很明顯聚四氟乙烯材料耐腐蝕性好，摩擦系數(shù)小，對(duì)閥門的扭矩也小，但耐溫差，長(zhǎng)期使用溫度《20(TC，而且易蠕變導(dǎo)致泄漏；石墨材料耐高溫，比重輕，但不耐壓，易破碎導(dǎo)致泄漏；尼龍材料抗壓、硬度好，價(jià)格相對(duì)便宜，但耐腐蝕遠(yuǎn)不如聚四氟乙烯，耐溫也相對(duì)低于聚四氟乙烯；碳纖維/玻璃纖維填充聚四氟乙烯復(fù)合材料比純聚四氟乙烯材料耐壓、耐磨損、耐溫有所提高，但因?yàn)樵摬牧系臉渲?0份仍然是氟樹脂，它溫度只能在《25(TC工作，長(zhǎng)期使用溫度《20(TC，而且耐水解性差；金屬材料，例如不銹鋼、耐溫、耐壓、耐腐蝕性較好，但摩擦系數(shù)大、比重大，不能恢復(fù)彈性，密封效果不好。聚醚醚酮的性能好，但其成本高，因此須保持耐腐蝕、耐溫、耐壓的聚醚醚酮優(yōu)異性能的前提下，還須進(jìn)一步提高機(jī)械性能，提高耐壓和耐磨損的強(qiáng)度，同時(shí)降低成本的聚醚醚酮的復(fù)合材料的制口和制備工藝還未被提出。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，在于提供一種既耐壓、耐高溫，長(zhǎng)期使用溫度260'C，耐水解性好，同時(shí)耐腐蝕、抗蠕變。完全可以滿足當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)的閥門閥座密封件的需求。本實(shí)用新型所述的聚醚醚酮復(fù)合材料密封件密封件的骨架采用金屬件，外裹本實(shí)用新型所述聚醚醚酮復(fù)合材料l-3mm。聚醚醚酮復(fù)合材料，由聚醚醚酮、納米粒子、填充材料、助劑材料組成，按重量計(jì)算，其組成如下聚醚醚酮粉7595份、納米粒子5~10份、填充材料10~20份、助劑2~5份。所述填充材料是玻璃纖維、碳纖維、石英粉、二硫化鉬或碳粉，玻璃纖維或碳纖維可以添加石英粉、二硫化鉬或碳粉之一種、二種或兩種，所述比例均為重量比。玻璃纖維或碳纖維也可以混合填充。復(fù)合材料密封件多是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，也可以是其它異型結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型另可添加助劑聚全氟乙丙烯或聚苯硫醚或添加氟塑料(如聚四氟乙烯或偏氟乙烯材料)2~10份。所述納米材料是納米無(wú)機(jī)粒子，采用天然黏土為原料，主要成份為Si02、A1203、MgO，經(jīng)過(guò)提純、乳化、離子交換、吸附及接枝等數(shù)次化學(xué)反應(yīng)處理，制備出具有一維納米結(jié)構(gòu)的結(jié)晶型、增強(qiáng)型的粉體。納米材料增強(qiáng)改性聚醚醚酮密封件的制備方法依次包括以下步驟(見表1)，也可以采用純的納米Si02、Al2。3或MgO。本實(shí)用新型有益效果聚醚醚酮復(fù)合材料制作各種閥門密封件具備抗蠕變、耐腐蝕、耐溫、耐壓等特點(diǎn)，進(jìn)一步提高了機(jī)械性能，尤其是提高耐壓和耐磨損的強(qiáng)度，同時(shí)降低成本10~20%或更多，更有利于該材料的使用與推廣。尤其是完全滿足閥門和管道不泄漏的要求，對(duì)整機(jī)的可靠性、安全性起到非常重要的作用。本實(shí)用新型的長(zhǎng)期使用溫度26(TC，耐水解性好，同時(shí)耐腐蝕、抗蠕變。完全可以滿足當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)的閥門閥座密封件的需求。本實(shí)用新型聚醚醚酮等非金屬材料與金屬材料之間復(fù)合成型，通過(guò)復(fù)合后的產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)1、剛性好，抗壓、能承受3500磅壓力，不變形，表面摩擦系數(shù)小，不損壞對(duì)磨副。2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成型加工容易，根據(jù)需要可做成各種形狀的閥座密封件。3、可取代金屬閥座，作用和效果是金屬閥座不能達(dá)到的，而且比重下降50%。4、成本降低，比純聚醚醚酮閥座價(jià)格下降。圖1是本實(shí)用新型燒結(jié)升溫曲線圖2是本實(shí)用新型密封件的截面結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式工藝流程分為模壓成型和注塑成型兩種，生產(chǎn)出的產(chǎn)品其性能和使用效果一樣。(一)模壓成型1、準(zhǔn)備金屬骨架并配料，聚醚醚酮6590份，玻璃纖維1030份，聚四氟乙烯2~10份，二硫化鉬510份，碳纖維1030份。以上比例為重量比。2、混料，按設(shè)計(jì)要求將配好的料倒入自動(dòng)混料機(jī)，進(jìn)行混料且混勻，混料時(shí)間在0.5~1分鐘，混料機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分。3、壓制，在金屬骨架上將混勻后的原粉料加入模具型腔內(nèi)，室溫20土5。C條件下，以20MPa/min的速度加壓，表壓達(dá)到5MPa/cm2，開始逐步放氣，然后保壓6分鐘，預(yù)制品成型。4、將壓制好的預(yù)制品，放入專用燒結(jié)爐內(nèi)，按下圖l燒結(jié)工藝參數(shù)進(jìn)行燒結(jié)。5、將預(yù)成品燒結(jié)成品后，初步檢驗(yàn)合格再由機(jī)械加工至所需的尺寸，最終檢驗(yàn)合格出廠。(二)注塑成型1、干燥，將聚醚醚酮顆粒狀原料進(jìn)行干燥，因?yàn)樵摿蠒?huì)吸收0.5份W/W大氣水分，導(dǎo)致注塑氣孔，為了獲得最佳效果，水分少于0.02份W/W。方法將料放入空氣循環(huán)爐中15(TC土5。C烘23小時(shí)。2、料筒溫度注塑成型機(jī)的料筒相連的柱狀加熱器必須達(dá)到400°C，為完成正確的料斗加料，加料口溫度應(yīng)該保持在7(TC100'C之間。3、噴嘴與閉鎖系統(tǒng)在正常的操作過(guò)程中，整個(gè)循環(huán)周期的大部分時(shí)間內(nèi)料筒的噴嘴和澆口套都會(huì)相互接觸。澆口套的溫度明顯低于熔融物和噴嘴。如果溫度降到340。C以下，料很快固化，因此需要將足夠大的加熱器安裝在噴嘴處，以防止降溫和產(chǎn)生"注塑冷料"。4、注射和鎖模力在金屬骨架上注塑，制品和流道在分型面上的投影面積，決定了在最大射出壓力下，防止模具之張開所需的鎖模力。典型值65140MPa本實(shí)用新型注塑工藝方法與要求可參照其它熱塑性塑料。實(shí)施如圖2，制作尺寸①181/0158X13.8圖2為本實(shí)用新型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖，該產(chǎn)品經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用，效果很好，滿足了客戶要求。本產(chǎn)品達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)如下，見表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1、聚金屬增強(qiáng)聚醚醚酮閥座，其特征是密封件的骨架采用金屬件，外裹聚醚醚酮復(fù)合材料1-3mm。專利摘要金屬增強(qiáng)聚醚醚酮閥座，密封件的骨架采用金屬件，外裹聚醚醚酮復(fù)合材料1-3mm。本實(shí)用新型剛性好，抗壓、能承受3500磅壓力，不變形，表面摩擦系數(shù)小，不損壞對(duì)磨副。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成型加工容易，根據(jù)需要可做成各種形狀的閥座密封件。可取代金屬閥座，作用和效果是金屬閥座不能達(dá)到的，而且比重下降50％。成本降低。文檔編號(hào)B29K71/00GK201145080SQ200820031289公開日2008年11月5日申請(qǐng)日期2008年1月22日優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日發(fā)明者楊文光申請(qǐng)人:南京肯特復(fù)合材料有限公司