[发明专利]动密封材料及其制备方法和密封元件

说明书

本发明涉及密封材料制备技术领域，特别是涉及一种动密封材料及其制备方法和密封元件。所述动密封材料的制备方法，包括，将混合粉体进行压制和烧结；所述混合粉体包括树脂基体、中间相碳微球和石墨烯包覆空心玻璃微球，所述树脂基体、所述中间相碳微球和所述石墨烯包覆空心玻璃微球的质量比为100：（5~30）：（1~15）。本发明提供的动密封材料兼具优异的力学性能、低摩擦系数以及优秀压缩回弹性能。

技术领域

本发明涉及密封材料制备技术领域，特别是涉及一种动密封材料及其制备方法和密封元件。

背景技术

聚四氟乙烯、聚醚醚酮等聚合物材料常与橡胶、金属等共同用于制备动密封部件。它们具有低摩擦、耐腐蚀、耐高低温变化等优点，但是通常不耐磨、易蠕变变形。它们作为动密封材料时，容易因为磨损、蠕变变形造成密封件泄露。现有的碳纤维、玻璃纤维、铜粉、二硫化钼、陶瓷等填料虽然能够提升树脂的耐磨性和抗蠕变性，但同时也会增加它们的硬度、模量，进而进一步增大树脂刚性，得到的树脂材料不具有补偿形变的能力，压缩回弹性能较纯聚四氟乙烯、聚醚醚酮材料更差，容易因密封部件变形无法恢复而造成泄露。

为了改善聚合物密封材料的压缩回弹性能，改善密封部件在长期载荷下的补偿形变能力，有研究采用中空玻璃微珠填充的聚四氟乙烯，中空玻璃微珠可以有效改善聚合物材料的压缩回弹性能，但是玻璃微珠本身较脆，与聚四氟乙烯或者聚醚醚酮混合过程中容易破碎，同时玻璃微球的使用会增大聚合物基体的摩擦系数，而且单独使用时不能像短纤维、金属等填料提供更高的压缩强度和硬度。

发明内容

基于此，有必要提供一种兼具力学性能、低摩擦系数以及优秀压缩回弹性能的动密封材料及其制备方法和密封元件。

本发明的一个方面，提供了一种动密封材料的制备方法，包括，将混合粉体进行压制和烧结；

所述混合粉体包括树脂基体、中间相碳微球和石墨烯包覆空心玻璃微球，所述树脂基体、所述中间相碳微球和所述石墨烯包覆空心玻璃微球的质量比为100：（5~30）：（1~15）。

在其中一个实施例中，所述树脂基体、所述中间相碳微球和所述石墨烯包覆空心玻璃微球的质量比为100：（10~20）：（2~10）。

在其中一个实施例中，所述中间相碳微球和所述石墨烯包覆空心玻璃微球的质量比为（1~5）：（1~10）。

在其中一个实施例中，所述中间相碳微球的粒径为500nm~30μm。

在其中一个实施例中，所述石墨烯包覆空心玻璃微球的粒径为1μm~80μm。

在其中一个实施例中，所述石墨烯包覆空心玻璃微球的制备方法包括：

采用硅烷偶联剂对空心玻璃微球表面进行偶联改性处理，得到改性空心玻璃微球；

将氧化石墨烯分散液施加在所述改性空心玻璃微球表面，得到石墨烯包覆空心玻璃微球；

其中，所述空心玻璃微球和氧化石墨烯的质量比为1：（0.1~5）。

在其中一个实施例中，所述硅烷偶联剂为烷氧基硅烷季铵盐。

在其中一个实施例中，所述空心玻璃微球具有60MPa以上抗压强度。

在其中一个实施例中，所述树脂基体为聚四氟乙烯、聚醚醚酮或热塑性聚酰亚胺中的任意一种。

本发明的又一个方面，提供了一种由所述的动密封材料的制备方法制备得到的动密封材料。

本发明的还一个方面，提供一种密封元件，由所述的动密封材料制成。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：