[发明专利]一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料

说明书

本发明涉及阀门密封材料技术领域，具体涉及一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其原料包含以下组分：聚四氟乙烯、纳米碳纤维、硅藻土、石英砂、白炭黑、线型酚醛树脂、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二胺、邻羟基苯甲酸苯酯、自洁剂、阻燃剂、甘油、石蜡和无水酒精；本发明采用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯，制得的复合材料具有可塑性好、耐高温、抗老化和耐腐蚀的特点，可加工成各种形状，并且摩擦系数低；原料中自洁剂由钛白粉和磷酸钛组成，钛白粉能吸收一定波长的光，产生自由电子和空穴，使膜表面吸咐的污染物发生氧化还原分解而除去并杀死表面微菌，从而具有自洁作用，磷酸钛的作用能在没有光的条件下只利用水和空气发挥自洁的效果。

技术领域

本发明涉及阀门密封材料技术领域，具体涉及一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料。

背景技术

聚四氟乙烯材料具有优良的耐蚀性、耐候性、化学稳定性，并且不沾、无毒、无污染，被称为塑料之王，是一种较好的密封材料，广泛应用于国防、航空航天、医学、石油化工、电子、机械等许多领域的密封装置上，同时，聚四氟乙烯材料还具有优良的耐辐照性、氚相容性以及对氚的低渗透率性，因此也广泛应用于含氚系统的密封。以纳米碳纤维作为原料可改善材料的物理、力学与摩擦学性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料：原料中自洁剂由钛白粉和磷酸钛组成，钛白粉能吸收一定波长的光，产生自由电子和空穴，使膜表面吸咐的污染物发生氧化还原分解而除去并杀死表面微菌，从而具有自洁作用，磷酸钛的作用能在没有光的条件下只利用水和空气发挥自洁的效果；本发明原料中阻燃剂由甲基磷酸二甲酯和有机蒙脱土组成，当遇到火源时，能在表面上形成不挥发性的磷酸层，从而能隔绝空气和热源，迫使燃烧停止；阻燃剂中添加的有机蒙脱土能提高阻燃剂的热稳定性，使阻燃效果时间更持久。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其原料由按重量份计：聚四氟乙烯30-35份、纳米碳纤维12-15份、硅藻土2-5份、石英砂3.5-4份、白炭黑1.8-2.5份、线型酚醛树脂3.3-3.8份、邻苯二甲酸二丁酯3.5-4份、对苯二胺1.2-1.6份、邻羟基苯甲酸苯酯1.6-2.2份、自洁剂0.8-1.2份、阻燃剂0.6-0.9份、甘油1.4-1.9份、石蜡2.1-2.4份和无水酒精13-16份。

优先的，一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：

a、将纳米碳纤维缓慢加入至无水酒精中进行搅拌，然后超声处理得到纳米碳纤维的无水酒精溶液；

b、向高速混合机中先加入硅藻土、白炭黑和石英砂，混合15min后再加入线型酚醛树脂和石蜡，然后升温至95℃混合10min，得到混合组分A；

c、将混合组分A加入到砂磨机中，砂磨30min后再加入纳米碳纤维的无水酒精溶液和甘油，继续砂磨20min，得混合组分B；

d、将混合组分B加入到密炼机中，加热至130℃后混炼5min，然后开始降温，当温度降至70℃后加入聚四氟乙烯、自洁剂和阻燃剂，在此温度下混炼10min，再加入邻苯二甲酸二丁酯、邻羟基苯甲酸苯酯和对苯二胺，继续混炼5min，得混炼胶；

e、将制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，使胶料连续挤出，并在硫化罐中硫化成型。

优先的，所述自洁剂由钛白粉和磷酸钛按照质量比3：2混合而成。

优先的，所述阻燃剂由甲基磷酸二甲酯和有机蒙脱土按照质量比1：2混合而成。

优先的，所述步骤a中超声处理时间为15min。