[发明专利]一种凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车发动机密封技术领域，特别是涉及一种凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封 材料及其制备方法。

背景技术

目前，随着汽车工业的快速发展，用户对发动机可靠性和密封性的要求越来越高。随 着发动机转速不断提高，其所用的油封尤其是旋转轴油封承受的工况也越来越苛刻。聚四 氟乙烯油封(PTFE油封)是一种技术含量较高的产品，20世纪80年代开始研制，已逐渐应 用在中高档轿车中。

聚四氟乙烯油封虽然具有优异的性能，但以纯PTFE来制备油封是不合适的。纯PTFE 易磨损，蠕变大，如果直接用来制造油封，则加工出来的油封唇口与轴的随动性差，难以 满足高速、大功率、重负荷柴油机的使用要求，因此在实际中需要对PTFE进行填充改性。 目前使用的填充剂主要为玻璃纤维、MoS2、石墨粉等，但是，这种填充改性获得的PTFE 油封材料存在以下缺点：填充剂与PTFE极性相差很大，填充剂在PTFE中分散不均匀，制备 的复合材料性能不稳定；填充剂添加比例大，油封力学性能不好，脆性大，韧性差，容易 开裂；油封摩擦系数大，对对偶件磨损大，容易造成泄漏。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封 材料及其制备方法。

凹凸棒土是一种天然非金属矿物质材料，是一种具有链层状结构的含水富镁硅酸盐粘 土矿物，典型化学式为Si8Mg6O20(OH)2(OH2)4·4H2O，结构属2:1型粘土矿物，在每个2:1 单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状。在四面体条带间形成 与链平行的通道，通道中充填沸石水和结晶水。将凹凸棒土添加到PTFE中，制备一种性能 稳定，综合性能优越的油封材料为本发明独特的技术创新。

本发明的目的之一是提供一种具有油封磨耗量低，摩擦系数小，拉伸强度高，断裂伸 长率大，力学性能好，应用范围广等特点的凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封材料。

本发明凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封材料所采取的技术方案是：

一种凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封材料，其特点是：凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封 材料中包含有聚四氟乙烯和凹凸棒土。

本发明凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封材料还可以采用如下技术方案：

所述的凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封材料，其特点是：凹凸棒土为十六烷基三甲基溴 化铵有机改性的有机凹凸棒土。

所述的凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封材料，其特点是：油封材料各组分的质量百分比 为聚四氟乙烯80％-95％，有机凹凸棒土5％-20％。

本发明的目的之二是提供一种具有工艺简单、操作方便，产品复合油封材料的油封磨 耗量低，摩擦系数小，拉伸强度高，断裂伸长率大等特点的凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封 材料的制备方法。

本发明凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封材料的制备方法所采取的技术方案是：

一种凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封材料的制备方法，其特点是：凹凸棒土改性聚四氟 乙烯油封材料的制备过程包括以下步骤：

(1)凹凸棒土改性

取300目～1000目的凹凸棒土，用水洗涤，沉淀取其上层清液，低速离心后取上层清 液，然后高速离心分离，取沉淀；经过干燥、研磨，得到纯化凹凸棒土；

纯化凹凸棒土加水搅拌后，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，活性剂的加入 量与凹凸棒土的质量比为5～10:100，将混合物加热，搅拌，超声振荡，过滤，洗涤，干 燥，研磨得到有机改性凹凸棒土；

(2)聚四氟乙烯油封制备

原料混合：将聚四氟乙烯分散树脂和有机凹凸棒土在低温下混合，其中聚四氟乙烯 质量占比为80％-95％，有机凹凸棒土质量占比为5％-20％；

模压：将混料加入到模压机中进行模压，压力25-30MPa，保压3-5min；

烧结：将推压好的试样再放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为300-400℃；烧结后 得到聚四氟乙烯油封材料。

本发明凹凸棒土改性聚四氟乙烯油封材料的制备方法还可以采用如下技术方案：