一种含有改性复合纤维的高性能密封垫及其制备方法技术

本申请涉及密封技术领域，具体公开了一种含有改性复合纤维的高性能密封垫及其制备方法。密封垫包括以下重量份的原料：聚四氟乙烯68

【技术实现步骤摘要】
一种含有改性复合纤维的高性能密封垫及其制备方法


[0001]本申请涉及密封
，更具体地说，它涉及一种含有改性复合纤维的高性能密封垫及其制备方法。

技术介绍

[0002]密封垫片主要用于机械设备、管道等有流体的地方，对内外部起密封作用。垫片密封在现代工业企业中占有很重要的地位，密封的好坏直接关系到生产的连续、财产的安全、节能与环保以及人们的身心健康，因此垫片的发展越来越受到人们的重视。随着现代工业特别是近代石油、化学工业、火力发电厂、大型石油化工企业、核电站及其他工业企业对垫片性能的要求越来越高。
[0003]密封垫片是以金属、非金属板为材料，经过裁剪、冲压及切割工艺方法制得，其分为金属和非金属材质垫片。金属密封垫片有铜、铁和不锈钢垫片等；非金属密封垫片有橡胶、石棉、非石棉和纸垫片等。不同的材质的密封垫片具有不同的性能，其中应用最广泛的其中之一就是含有玻璃纤维的密封垫片，其耐热性强、绝缘性好、机械强度高、抗腐蚀性好，但是其耐磨性较差。

技术实现思路

[0004]为了提高密封垫片的耐磨性能，本申请提供一种含有改性复合纤维的高性能密封垫及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种含有改性复合纤维的高性能密封垫，采用如下的技术方案：一种含有改性复合纤维的高性能密封垫，所述密封垫包括以下重量份的原料：聚四氟乙烯68
‑
75份、聚醚酮15
‑
20份、改性复合纤维30
‑
40份、改性钛酸钾晶须20
‑
30份、石墨5
‑
7份、二氧化硅1
‑
3份、结合剂0.5
‑
1份和填料5
‑
10份；所述改性复合纤维选自改性玻璃纤维、改性聚四氟乙烯纤维和芳纶中的至少2种；所述改性钛酸钾晶须由浓度为1%
‑
5%的偶联剂浸泡处理1
‑
3h制得。
[0006]通过采用上述技术方案，聚四氟乙烯和聚醚酮为主料，改性复合纤维为添加剂，赋予密封垫良好的拉伸强度、耐高温高压性能，改性钛酸钾晶须的加入可弥补复合纤维耐磨性差的缺陷，结合剂起到桥架连接作用，石墨和二氧化硅可调节密封垫的软硬质地，各组分相互配合，可制得耐高温高压、耐磨性和拉伸强度好且耐气候性、耐腐蚀、无毒害的绝缘密封垫。
[0007]本申请用浓度为1%
‑
5%的偶联剂浸泡处理钛酸钾晶须1
‑
3h，可克服钛酸钾晶须表面能高、润湿性差、不易粘接、易出现团聚的问题，从而可增强钛酸钾晶须的亲和性和润湿性，利于得到分散均匀的体系，从而可提高密封垫的耐磨性等性能。
[0008]优选的，所述偶联剂选自KH
‑
550、KH
‑
560和KH
‑
570中的任意一种。
[0009]优选的，所述改性钛酸钾晶须由浓度为3%的偶联剂KH
‑
560浸泡处理2h制得。
[0010]通过采用上述技术方案，改性钛酸钾晶须由浓度为3%的偶联剂KH
‑
560浸泡处理2h制得时，润湿性最好，且得到的密封垫的耐磨性最好。
[0011]优选的，所述改性钛酸钾晶须的质量占改性复合纤维质量的75%
‑
85%，成品的耐磨性更好。
[0012]优选的，所述改性复合纤维为改性玻璃纤维、改性聚四氟乙烯纤维和芳纶，所述改性玻璃纤维、改性聚四氟乙烯纤维和芳纶的质量比为（7
‑
10）：（3
‑
7）：（1
‑
5）。
[0013]进一步优选，所述改性玻璃纤维、改性聚四氟乙烯纤维和芳纶的质量比为8:5.7:3.3。
[0014]通过采用上述技术方案，改性玻璃纤维、改性聚四氟乙烯纤维和芳纶按配方比例混合作为改性复合纤维，制得的密封垫的拉伸强度好、绝缘性能优异。
[0015]优选的，所述改性聚四氟乙烯纤维是用0.2
‑
0.4mol/L的萘钠处理液改性聚四氟乙烯纤维制得。
[0016]通过采用上述技术方案，用0.2
‑
0.4mol/L的萘钠处理液处理聚四氟乙烯纤维，改变了聚四氟乙烯纤维表面的状态，令其表面相对粗糙，增强了与其他物质的亲和性，利于聚四氟乙烯纤维更好的浸润。
[0017]本申请中，优先选择延伸率为25%
‑
50%，强度为17.7
‑
18.5cN/dtex的聚四氟乙烯纤维，从而可提高密封垫的拉伸强度。
[0018]聚四氟乙烯纤维和聚四氟乙烯相互配合，可更好的浸润、互融，得到质量均质、稳定的密封垫。
[0019]优选的，所述改性玻璃纤维由硅烷偶联剂对玻璃纤维改性制得。
[0020]优选的，所示硅烷偶联剂选自乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷中的任意一种。进一步优选，本申请优先选用乙烯基硅烷。
[0021]通过采用上述技术方案，用硅烷偶联方法改性玻璃纤维，可克服玻璃纤维与聚四氟乙烯、聚醚酮亲和性差的缺陷，令其表面粗糙，增强与其他物质的亲和性，从而使制得的密封垫表面光滑平整。本申请中，选用乙烯基硅烷对玻璃纤维进行表面改性，制得的密封垫表面光滑、美观。
[0022]优选的，所述聚四氟乙烯与聚醚酮的质量比为（3.7
‑
4.5）:1。
[0023]进一步优选，所述聚四氟乙烯与聚醚酮的质量比为4:1。
[0024]通过采用上述技术方案，聚四氟乙烯与聚醚酮的质量比为（3.7
‑
4.5）:1，制得的密封垫的质量好，且互混熔融的温度低，小于400℃，可节省电能。当聚四氟乙烯与聚醚酮的质量比为4:1时，产品质量好，均质稳定，且互混熔融的温度可达最低，为350
‑
360℃；优选的，所述石墨和二氧化硅的质量比为（2
‑
3.8）:1。
[0025]专利技术人发现，当二氧化硅较多时，二氧化硅会析出，影响熔融，而石墨过多时，密封垫的成品过于松软。当石墨和二氧化硅的质量比为（2
‑
3.8）:1时，密封垫的软硬程度适中，质量好。
[0026]优选的，所述填料为滑石粉和云母粉，所述滑石粉和云母粉的质量比为（1
‑
3）：（1
‑
5）。
[0027]进一步优选为（1
‑
1.5）：（3
‑
4），最优选为1.25:3.7。
[0028]通过采用上述技术方案，滑石粉和云母粉相互配合，可改善密封垫的耐磨性，与不
添加滑石粉和云母粉相比，密封垫的耐磨性可提高10%
‑
15%。
[0029]优选的，所述结合剂选自石英粉和氧化锌中的至少一种。
[0030]优选的，所述结合剂为氧化锌，且氧化锌的质量占密封垫原料总质量的0.8%
‑
1.3%，最优为1%。
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有改性复合纤维的高性能密封垫，其特征在于：所述密封垫包括以下重量份的原料：聚四氟乙烯68
‑
75份、聚醚酮15
‑
20份、改性复合纤维30
‑
40份、改性钛酸钾晶须20
‑
30份、石墨5
‑
7份、二氧化硅1
‑
3份、结合剂0.5
‑
1份和填料5
‑
10份；所述改性复合纤维选自改性玻璃纤维、改性聚四氟乙烯纤维和芳纶中的至少2种；所述改性钛酸钾晶须由浓度为1%
‑
5%的偶联剂浸泡处理1
‑
3h制得。2.根据权利要求1所述的含有改性复合纤维的高性能密封垫，其特征在于：所述偶联剂选自KH
‑
550、KH
‑
560和KH
‑
570中的任意一种。3.根据权利要求2所述的含有改性复合纤维的高性能密封垫，其特征在于：所述改性钛酸钾晶须由浓度为3%的偶联剂KH
‑
560浸泡处理2h制得。4.根据权利要求1所述的含有改性复合纤维的高性能密封垫，其特征在于：所述改性复合纤维为改性玻璃纤维、改性聚四氟乙烯纤维和芳纶，所述改性玻璃纤维、改性聚四氟乙烯纤维和芳纶的质量比为（7

【专利技术属性】
技术研发人员：马琼秀，
申请(专利权)人：成都俊马密封科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：