一种空压机用旋转密封件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种空压机用旋转密封件及其制备方法，所述旋转密封件包括不锈钢内骨、主密封唇、PTFE垫片、副密封唇、防尘唇和不锈钢外骨，且内外径同圆心；所述不锈钢内骨嵌入在不锈钢外骨中，固定成为一个骨架整体；主密封唇、PTFE垫片、副密封唇紧密镶嵌在不锈钢内骨和不锈钢外骨之间，主密封唇用于抵触不锈钢内骨的内壁，防尘唇用于抵触不锈钢外骨内壁。利用聚酰亚胺、聚苯酯作为有机填料，利用片状二硫化钼、纳米氧化锌作为无机填料，配合改性聚四氟乙烯，得到一种耐磨性好、耐蠕变性高、寿命长，可以满足高线速度使用的空压机用旋转密封件。件。件。

【技术实现步骤摘要】
一种空压机用旋转密封件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及密封件
，具体为一种空压机用旋转密封件及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着绿色可持续发展的推进，新能源汽车作为新兴的绿色交通工具应然而生，得到了国家的大力支持。在新能源汽车中，电机和空压机是核心部件；其中，用于空压机的旋转密封件由于运行线速度较高,在往复运动中，摩擦生热严重，磨损严重，使得现阶段国内的产品无法满足，一直处于进口状态。因此，制备一款可以满足较高线速度的旋转密封件具有重要意义。
[0003]传统旋转密封件中，利用聚四氟乙烯材料优异的耐腐蚀性、耐高温、自润滑低摩擦系数等优点，被广泛用于旋转密封件中。但是，其高磨损率、低硬度、低耐蠕变性等缺点严重限制了其使用。现有技术中，通常使用填料与聚四氟乙烯混合在高温下烧结而成，利用填料的优点对其进行修饰，优化互补现有缺点，降低摩擦系数，提高密封件热变形性能和耐磨性。使用的填料包括工程树脂和无机填料，但是由于材料之间性质不同，混合不孕，材料之间粘结性差，降低了材料间的聚合度，降低了耐磨性和耐蠕变性。且填料加入量过多，会降低材料的韧性，影响密封效果。因此，现阶段制备的旋转密封件偏硬，使用寿命短；跟随性差，会出现漏油现象；密封件唇片之间摩擦系大，造成空压机启动困难或无法启动。
[0004]综上，解决上述问题，制备一种空压机用旋转密封件具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种空压机用旋转密封件及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种空压机用旋转密封件，所述旋转密封件包括不锈钢内骨1、主密封唇2、PTFE垫片3、副密封唇4、防尘唇5和不锈钢外骨6，且内外径同圆心；
[0008]所述不锈钢内骨1嵌入在不锈钢外骨6中，固定成为一个骨架整体；主密封唇2、PTFE垫片3、副密封唇4紧密镶嵌在不锈钢内骨1和不锈钢外骨6之间，主密封唇2抵在不锈钢内骨1的内壁，防尘唇抵在不锈钢外骨6内壁。
[0009]较为优化地，所述主密封唇2、副密封唇4、防尘唇5材质相同，均是由聚四氟乙烯混合料加工而成。
[0010]较为优化地，所述聚四氟乙烯混合料的原料包括以下组分：按重量计，改性聚四氟乙烯75～80份、聚酰亚胺4～8份、聚苯酯4～8份、乙撑双硬脂酰胺0.5～1份、无机盐0.5～1份、片状二硫化钼4～6份、纳米氧化锌6～8份。
[0011]较为优化地，所述改性聚四氟乙烯是悬浮聚四氟乙烯树脂经过接枝2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯制备的；所述悬浮聚四氟乙烯树脂的粒径为20～50微米。
[0012]较为优化地，所述纳米氧化锌的粒径为20～60纳米；所述聚苯酯和聚酰亚胺的粒
径为20～50微米；所述无机盐包括硫酸亚铁、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、硫酸钡中的一种或多种。
[0013]较为优化地，一种空压机用旋转密封件的制备方法，包括以下步骤：
[0014]步骤1：将纳米氧化锌超声分散在十二烷基苯磺酸钠溶液，冷冻干燥，得到纳米氧化锌A；将片状二硫化钼置于在十六烷基三甲基溴化铵溶液中，设置温度为75～80℃搅拌3～4小时，室温搅拌20～24小时，洗涤干燥；转移至γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶液中，调剂pH＝4～4.5，室温下搅拌1～2小时，设置温度为75～80℃搅拌10～12小时；室温下，加入纳米氧化锌A，搅拌10～12小时，洗涤干燥，得到填料A；
[0015]步骤2：将改性聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯酯、乙撑双硬脂酰胺、无机盐、填料A使用高速混料机混合，放置3～5天，得到聚四氟乙烯混合料；
[0016]步骤3：将聚四氟乙烯混合料使用模具装料，置于液压机上压制成型；将其转移至烧结炉烧结，得到半成品；
[0017]步骤4：将半成品使用数控车床车出主密封唇2、副密封唇4、防尘唇5；
[0018]步骤5：将主密封唇2、PTFE垫片3、副密封唇4、防尘唇5装配在不锈钢内骨1和不锈钢外骨6之间，使用芯棒定型，得到旋转密封件。
[0019]较为优化地，步骤1中，片状二硫化钼、十六烷基三甲基溴化铵、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、十二烷基苯磺酸钠之间的质量比1:(0.3～0.4):(0.8～1):(0.3～0.4)；所述十二烷基苯磺酸钠溶液的浓度为10～12wt％；所述十六烷基三甲基溴化铵溶液浓度为10～12wt％；所述γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶液的浓度为4～5wt％。
[0020]较为优化地，步骤2中，所述改性聚四氟乙烯的制备方法为：将悬浮聚四氟乙烯树脂分散在4～6wt％的丙烯酸溶液中，加入0.8～1.2wt％的硫酸亚铁、0.5～0.9mol/L的硫酸，通氮气除氧后密封，室温下置于Co
‑
60γ射线中，以0.5～1.0kGy/h辐照处理，总剂量为0.5～1kGy；洗涤过滤干燥，将其置于4～6wt％的2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐溶液中，加入0.5～0.9mol/L的硫酸，通氮气除氧后密封，室温下置于Co
‑
60γ射线中，以0.5～1.0kGy/h辐照处理，总剂量为2～5kGy，洗涤过滤干燥，得到改性聚四氟乙烯。
[0021]较为优化地，所述悬浮聚四氟乙烯树脂与丙烯酸溶液、2
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氨基乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐溶液的固液比为1g:10mL:10mL；所述硫酸与丙烯酸溶液或2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐溶液的体积比为1:0.2。
[0022]较为优化地，步骤3中，压制成型过程为：2～4Mpa预压制5～8分钟，20～60Mpa压制10～20min；烧结过程为：360～385℃下进行烧结2～5小时。
[0023]本技术方案中，利用聚酰亚胺、聚苯酯作为有机填料，利用片状二硫化钼、纳米氧化锌作为无机填料，配合改性聚四氟乙烯，制备得到一种耐磨性好、耐蠕变性高、寿命长，可以满足高线速度使用的空压机用旋转密封件，实验表明使用寿命高达8年。
[0024](1)方案中将悬浮聚四氟乙烯树脂先后在不同辐照剂量下接枝丙烯酸和2
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氨基乙基甲基丙烯酸酯；同时在接枝过程中加入了硫酸，提高接枝率。一般情况下，聚四氟乙烯主链中没有氢原子，因此在接枝过程中产生的接枝位点较少，接枝率低，通常需要较高辐照剂量；方案中利用硫酸，将接枝环境呈现酸性，增加接枝位点；同时，由于丙烯酸和聚四氟乙烯表面氧化形成的羧酸两者之间静电相斥，也是降低接枝率的只要原因，当加入硫酸后，两者的电离作用降低，使得相斥作用力降低，从而增加了接枝率。而先接枝小部分丙烯酸，目的
是为了2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯更好的接枝，因为质子化的氨基可以与羧酸形成离子对，方便其接枝在聚四氟乙烯的链上，但不宜过多。
[0025]与传统聚四氟乙烯的双螺旋链相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空压机用旋转密封件，其特征在于：所述旋转密封件包括不锈钢内骨(1)、主密封唇(2)、PTFE垫片(3)、副密封唇(4)、防尘唇(5)和不锈钢外骨(6)，且内外径同圆心；所述不锈钢内骨(1)嵌入在不锈钢外骨(6)中，固定成为一个骨架整体；主密封唇(2)、PTFE垫片(3)、副密封唇(4)紧密镶嵌在不锈钢内骨(1)和不锈钢外骨(6)之间，主密封唇(2)抵在不锈钢内骨(1)的内壁，防尘唇抵在不锈钢外骨(6)内壁。2.根据权利要求1所述的一种空压机用旋转密封件，其特征在于：所述主密封唇(2)、副密封唇(4)、防尘唇(5)材质相同，均是由聚四氟乙烯混合料加工而成。3.根据权利要求2所述的一种空压机用旋转密封件，其特征在于：所述聚四氟乙烯混合料的原料包括以下组分：按重量计，改性聚四氟乙烯75～80份、聚酰亚胺4～8份、聚苯酯4～8份、乙撑双硬脂酰胺0.5～1份、无机盐0.5～1份、片状二硫化钼4～6份、纳米氧化锌6～8份。4.根据权利要求3所述的一种空压机用旋转密封件，其特征在于：所述改性聚四氟乙烯是悬浮聚四氟乙烯树脂经过接枝2
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氨基乙基甲基丙烯酸酯制备的；所述悬浮聚四氟乙烯树脂的粒径为20～50微米。5.根据权利要求3所述的一种空压机用旋转密封件，其特征在于：所述纳米氧化锌的粒径为20～60纳米；所述聚苯酯和聚酰亚胺的粒径为20～50微米；所述无机盐包括硫酸亚铁、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、硫酸钡中的一种或多种。6.一种空压机用旋转密封件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将纳米氧化锌超声分散在十二烷基苯磺酸钠溶液，冷冻干燥，得到纳米氧化锌A；将片状二硫化钼置于在十六烷基三甲基溴化铵溶液中，设置温度为75～80℃搅拌3～4小时，室温搅拌20～24小时，洗涤干燥；转移至γ
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缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶液中，调剂pH＝4～4.5，室温下搅拌1～2小时，设置温度为75～80℃搅拌10～12小时；室温下，加入纳米氧化锌A，搅拌10～12小时，洗涤干燥，得到填料A；步骤2：将改性聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯酯、乙撑双硬脂酰胺、无机盐、填料A使用高速混料机混合，放置3～5天，得到聚四氟乙烯混合料；步骤3：将聚四氟乙烯混合料使用模具装料，置于液压机上压制成型；将...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐慧，张万平，范涛，周志锋，何礼荣，
申请(专利权)人：江门市格雷亚特流体密封技术有限公司，
类型：发明
国别省市：