[发明专利]一种油密封件用纳米凹凸棒土增强的聚酰亚氨模塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油密封用的聚酰亚胺模塑料及其制造方法，具体地说，涉及一种电机轴承油密封用的纳米凹凸棒土增强的聚酰亚胺模塑料及其制造方法。属于有机-无机纳米复合材料制造技术领域。

背景技术

轴承密封广泛应用于交直流电机、汽轮发电机、汽轮机、水轮机、风机、水泵、压缩机及其他旋转机器，是电机轴承中的关键部件之一。随着电力、石油、天然气、塑料、化肥、乙烯等工业的大发展，油密封产品进入了产品更新快、需求量大增长的时代。如何解决油密封的漏油问题，是电机制造业及其配套的轴承、轴瓦企业急需解决的任务之一。

电机轴承油密封产品，在结构上有衬套密封、气封迷宫密封、梳齿密封、迷宫密封、螺旋密封等几种设计方式。在密封材料上，传统的油密封件常采用如铝、铜、聚四氟乙烯、尼龙、巴氏合金等材料，这些材料的耐磨性、自润滑性或耐温性较差，运行时间稍长就会出现密封件对转轴的偏心现象，其密封间隙很难保证，泄漏现象仍比较普遍。许多性能优良的有机工程塑料的相继问世和不断发展，可在很大程度上避免上述材料的缺陷，大大加速密封技术难题的解决，其中，聚酰亚胺/无机纳米复合材料由于具有较常规有机聚合物材料更优异的物理、力学性能，在密封件材料方面具有重要的应用价值。

凹凸棒土(attapulgite)是一种具有纤维状或链状结构的水合镁铝硅酸盐，每个单元层相互间通过氧连接成孔道式的晶体结构，形成纤维状单晶，单晶具有纳米尺度，直径为10～25nm，长度为100～1000nm，单晶一般紧密排列成晶束，晶束又相互聚集成微米级小颗粒。聚酰亚胺/凹凸棒土纳米复合物在机械耐磨性能方面有明显的增强作用。

发明内容

本发明涉及的聚酰亚胺无机纳米复合材料是以有机聚合物-聚酰亚胺为基材，纳米凹凸棒土填料为分散相的有机-无机纳米复合材料，它实现了有机物体与无机物分散相在纳米尺度上的复合，所得的材料能够将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、可加工性及介电性完美地结合起来。本发明的目的是提供一种适用于电机轴承油密封使用的模塑料，用该材料制造的油密封件具有密封性好，耐腐蚀性好，耐温性和机械性能优良等特点。

本发明涉及的纳米凹凸棒土增强的聚酰亚氨材料的组成包括(以下各组份用量均为质量份数，％)：

聚酰亚氨基体树脂51-72；

玻璃纤维20-36；

二硫化钼0-10；

改性凹凸棒土2-5。

本发明中所述的聚酰亚胺为采用耐高温性聚酰亚胺树脂，典型代表有中国科学院长春应用化学研究所的YHPI、上海合成树脂所的YS20、常州市广成新型塑料有限公司的GCPI、GE公司的Ultem等热塑性聚酰亚胺树脂。该类树脂强度高，粒度细，便于混合加工，制得机械性能优良，耐温性和耐腐蚀性好，适合用作油密封材料。

本发明中的二硫化钼粉粒径为20-30μm。二硫化钼是一种固体润滑剂，其润滑膜的摩擦系数很低，在常态下，温度在400℃左右开始逐渐分解，但随着颗粒度的变小而耐氧化温度逐渐下降。

本发明中的玻璃纤维是无碱玻璃纤维，它的长径比为5∶1-10∶1。无碱玻璃纤维的外观呈白色，具有良好的机械性能，尺寸稳定性及介电性能。

本发明中的凹凸棒土为提纯凹凸棒土经硅烷偶联剂KH570改性处理的干燥凹凸棒土粉末，细度＜200目。凹凸棒土经硅烷偶联剂改性改善了其在树脂基体中的分散性和亲和性以及与基体的界面结合力和复合材料的耐热性能，提高了凹凸棒土的填充量。

本发明的油密封件用纳米凹凸棒土增强聚酰亚氨模塑料的制备方法包括如下步骤：

按配比组成将聚酰亚氨基体、玻璃纤维、纳米凹凸棒土和二硫化钼等加入高效混合机中混合，混合转速为10～50转/分，混合次数为2-5次，混合时间为每次10-30分。将上述混合料放置于50-200℃烘箱中加温预热10-50小时，放入40-200℃模槽中，以5-20℃/min程序升温至300-450℃，保持10-120分后进行模压，模压压力为10-50MPa，模压保持时间10-60分，吹风冷却，冷却过程中保持压力，直至温度低于180℃以下解除压力，然后脱模，精加工处理制成各种规格制品。

本发明的优点：