[发明专利]一种耐高温耐摩擦型聚酰亚胺盘根及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐高温耐摩擦型聚酰亚胺盘根及其制备方法，用弹性材料作为内芯，用上浆剂处理过的聚酰亚胺纤维套编包裹在弹性材料外，编织后经过二次上浆处理，烘干后得到耐高温耐摩擦型聚酰亚胺盘根。由于弹性材料具有优异的弹性，使聚酰亚胺盘根具有高压缩率和高回弹率，从而弥补泵轴的偏心，提高密封效果。通过对聚酰亚胺纤维进行上浆处理、对编织的盘根进行二次上浆处理以及通过对一次上浆剂和二次上浆剂的合理选择和调配，提高了盘根的耐磨损性能，可以满足盘根的多种应用。

技术领域

本发明属于机械制造领域的密封件，具体涉及一种耐高温耐摩擦型聚酰亚胺盘根及其制备方法。

背景技术

盘根也叫密封填料，通常有柔软的线状物编织而成，截面通常是正方形、长方形或规则形状的条状物填充在密封腔体内，从而实现密封。盘根主要应用于机械设备运动部位的密封，比如搅拌机、离心泵、压缩机、反应釜等的转轴密封和往复泵、往复式压缩机塞柱或活塞杆，以及做直线、螺旋运动阀门的阀门杆与固定机体之间的密封。

盘根在制造行业必不可少，而现阶段使用的材料有陶瓷纤维、石墨纤维、碳纤维等无机纤维，以及聚四氟乙烯纤维、芳纶纤维等有机纤维。无机纤维虽然具有优异的耐高温性能和耐磨损性能，但是耐冲击性能较差，无机纤维柔韧性不足，在设备高速运转、高速往复运动过程中，无机纤维盘根使用寿命有限，更换麻烦，如果不及时更换此，此类盘根会被磨成粉末状颗粒，极容易进入密封的腔体内，特别是高速搅拌机和反应釜中的溶液容易受到污染。聚四氟乙烯纤维和芳纶纤维是有机纤维，有很好的柔韧性能和耐摩擦性能，但是耐高温性能不足。现阶段使用最为广泛的芳纶盘根，长期使用温度也只有200℃，因此开发高性能的盘根具有很好的应用市场前景。

聚酰亚胺材料是新兴材料，聚酰亚胺材料具有优异的耐高温性能、力学性能、耐化学性能、耐候性，其具有广阔的应用前景。高性能聚酰亚胺纤维是最近10年开发出的新型产品，因此现阶段还没有聚酰亚胺盘根及其制备方法相关方面的研究。

针对以上问题，本申请发明人开发出了一种耐高温耐摩擦型聚酰亚胺盘根及其制备方法。本发明公开的耐高温耐摩擦型聚酰亚胺盘根长期使用温度可以达到300℃，而且通过调节聚酰亚胺纤维上浆剂的使用，可以增强聚酰亚胺盘根的耐磨性能，对制备成型的聚酰亚胺盘根进行二次上浆处理，生产出的聚酰亚胺纤维盘根具有优异的耐磨性能。聚酰亚胺盘根使用的是高性能聚酰亚胺纤维编织而成，具有很高的力学强度、优异的耐化学腐蚀性能，可以大幅度提高盘根的使用寿命，降低客户的使用成本。

发明内容

本发明提供了一种耐高温耐摩擦型聚酰亚胺盘根及其制备方法，通过对聚酰亚胺纤维进行上浆处理、对编织的盘根进行二次上浆处理以及通过对一次上浆剂和二次上浆剂的合理选择和调配，提高了盘根的耐磨损性能，可以满足盘根的多种应用。

本发明的具体内容和技术方案如下：

一种耐高温耐摩擦型聚酰亚胺盘根的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、对待用聚酰亚胺纤维线进行上浆处理，烘干；

b、用弹性材料作为内芯，用盘根编织机将步骤a中上浆剂处理过的聚酰亚胺纤维套编包裹在弹性材料内芯外；

c、对步骤b得到的成型的聚酰亚胺盘根进行二次上浆处理，烘干后，即得到耐高温耐摩擦型聚酰亚胺盘根；其中，步骤a中上浆剂由环氧树脂、酚醛树脂和有机硅组成的水性乳液，所述有机硅主要组成为羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液；步骤c中二次上浆的上浆剂为聚四氟乙烯乳液、白油、硅油、凡士林、石蜡中的一种或多种。

优选地，所述步骤a中上浆剂按重量计，由环氧树脂60-65％、酚醛树脂22-26％和有机硅9-18％组成的水性乳液。

优选地，所述步骤a中上浆剂的制备方法为：环氧树脂、酚醛树脂、有机硅均为改性水性乳液，将高固含量的混合水性乳液稀释，即得到所述上浆剂，其中上浆剂粘度为1.5-4.0cp，乳液粒径为50-300nm，分子量Mn为3000-10000。