[发明专利]一种碳化硅轻量型密封环及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅轻量型密封环，包括下述重量份的原料：碳化硅50‑70份、碳化硼30‑40份、氧化锆1‑5份、酚醛树脂8‑12份、粘结剂3‑8份、分散剂0.8‑1.2份、甘油1‑3份、炭黑3‑8份。本发明的有益效果为：本发明所述碳化硅轻量型密封环在制备过程中加入了碳化硼和氧化锆，使所述的密封环体积密度更低，相同体积的工作质量就更轻，且具有更优的导热系数、硬度、弯曲强度及可靠性；本发明所述碳化硅轻量型密封环采用无压烧结工艺，可使碳化硅轻量型密封环实现大批量的生产，降低了其生产成本。

技术领域

本发明属于密封材料技术领域，具体涉及一种碳化硅轻量型密封环及其制备方法。

背景技术

机械密封的密封环是机械密封的核心构件，有动密封环和静密封环之分，在轴向力的作用下，动密封环同静密封环的端面接触后即形成端面密封。

现有的密封环多是采用单一的碳化硅制成，碳化硅密封环密度高、重量大，在高速运转过程中设备受阻力较大，从而造成设备及产品的寿命缩短，使用防弹片材料质量增重，灵活性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的为提供一种质量轻、密封性好的碳化硅轻量型密封环。

为实现本发明的上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种碳化硅轻量型密封环，包括下述重量份的原料：碳化硅50-70份、碳化硼30-40份、氧化锆1-5份、酚醛树脂8-12份、粘结剂3-8份、分散剂0.8-1.2份、甘油1-3份、炭黑3-8份。

上述一种碳化硅轻量型密封环，作为一种优选的实施方案，包括下述重量份的原料：碳化硅60份、碳化硼35份、氧化锆1份、酚醛树脂10份、粘结剂5份、分散剂1份、甘油2份、炭黑5份。

碳化硅是一种无机物，是用石英砂、石油焦、木屑等原料通过电阻炉高温冶炼而成。其化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还可以制成高级耐火材料，耐热震、体积小，重量轻而强度高，节能效果好。

碳化硼是一种无机物，具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点。在耐磨材料、陶瓷增强相，尤其在轻质装甲，反应堆中子吸收剂等方面使用。可在某些地方取代价格昂贵的金刚石，常应用在磨削、研磨、钻孔等方面。

氧化锆一般指二氧化锆，通常状况下为白色无臭无味晶体。具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质，是重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料和陶瓷遮光剂，亦是人工钻的主要原料。氧化锆纤维具有比氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维等其他耐火纤维品种更高的使用温度，其高温化学性质稳定、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、不挥发、无污染，是目前国际上最顶尖的一种耐火纤维材料。

酚醛树脂为无色或黄褐色透明物，具有良好的耐酸性能、力学性能和耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料。其最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。

上述一种碳化硅轻量型密封环，作为一种优选的实施方案，所述酚醛树脂为ksp-8022酚醛树脂，所述粘结剂为聚乙烯醇，所述分散剂为BYK-190分散剂。聚乙烯醇购买于佛山陶泰克化工有限公司。

本申请的第二方面，提供一种碳化硅轻量型密封环的制备方法，包括以下步骤：

(1)将炭黑和分散剂加入水中，混合搅拌均匀，得混合料a；

(2)向混合料a中加入碳化硅、碳化硼和氧化锆混合搅拌均匀，得混合料b；

(3)向混合料b中依次加入粘结剂和甘油混合搅拌均匀，再加入酚醛树脂混合搅拌均匀，经球磨、过滤、干燥造粒、干压成型得所述碳化硅轻量型密封环。

上述一种碳化硅轻量型密封环的制备方法，作为一种优选的实施方案，步骤(1)中,所述水的用量等于所述碳化硅轻量型密封环原料的总量。