[发明专利]高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车上的空调涡旋压缩机用高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。

背景技术

聚四氟乙烯（ PTFE）是一种综合性能优秀的聚合物材料，有极好的耐高低温性和耐化学腐蚀性，且介电性能优良，摩擦系数极小热稳定性好，可在-260℃~260℃长期使用，但是纯PTFE具有冷流性，尺寸稳定性差，介电强度低，磨损大等缺点。

以电动机作为主要动力的新能源汽车上一般使用空调涡旋压缩机作为制冷动力。空调涡旋压缩机是以压缩制冷剂起到制冷效果的压缩机，由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成。转轴用密封环在空调涡旋压缩机工作过程中，需要快速释导出摩擦热，防止密封环变形导致密封不严，引起压缩机故障，因此需要使用高导热材料制成。且密封环在使用过程中一直接触冷媒和润滑用冷冻油，而冷冻油具有腐蚀性，因此密封环材料还需要有较强的耐腐蚀性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料，具有高导热性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料，其特征在于：按质量百分比由以下组分构成：

碳纤维：5-15%

纳米碳化硅：5-8%

氮化铟：3-10%

氧化铝：2-4%

偶联剂：1-2%

余量为 PTFE。

优选的，所述碳纤维经酸化处理。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

优选的，所述氮化铟、氧化铝粒径为2000-3000目，纳米碳化硅粒径为20-200nm。

本发明还公开了上述高导热转轴用密封环的制备方法，其步骤包括：

（1）、碳纤维经丙酮浸泡后，洗涤，烘干，加入酸液中升温搅拌后抽滤，洗涤至中性，得到酸化的碳纤维；

（2）、按量称取原料，加入高速混料机中，高速搅拌2~3min后取出，放置2~6h；

（3）、使用压机进行冷压成型，压力10~30MPa，保压时间1min，脱模得到预成型样品；

（4）、将预成型样品放入烧结炉中，在400±5℃下进行烧结3~6h，随炉自然冷却至室温，机械加工得到空气涡旋压缩机用耐磨防尘区密封条。

优选的，所述酸液为浓硫酸或浓硝酸。

本发明中，在PTFE中加入碳纤维可以增加材料的拉伸、压缩以及弯曲模量，降低热膨胀系数，减小温度升高后膨胀导致的泄漏隐患；同时还可以减小蠕变，增加硬度，同时导热率增加，使得摩擦热快速导出。碳纤维进行改性处理可以更好的分散到PTFE中。纳米碳化硅、氧化铝与氮化铟配合可有效增加材料的导热性能，用本发明材料制得的新能源汽车上的空调涡旋压缩机用高导热转轴用密封环具有高导热性，可及时导出转轴上的摩擦热。

具体实施方式

实施例1-4

本空调涡旋压缩机用高导热转轴用密封环的制备方法，其步骤包括：

（1）、碳纤维经丙酮浸泡后，洗涤，烘干，加入酸液中60-70℃搅拌反应0.5-2h，抽滤，洗涤至中性，得到酸化的碳纤维；

（2）、按量称取原料，加入高速混料机中，高速搅拌2~3min后取出，放置2~6h；

（3）、使用压机进行冷压成型，压力10~30MPa，保压时间1min，脱模得到预成型样品；

（4）、将预成型样品放入烧结炉中，在400±5℃下进行烧结3~6h，随炉自然冷却至室温，机械加工得到空气涡旋压缩机用耐磨防尘区密封条。

对制得的空调涡旋压缩机用高导热转轴用密封环进行性能测试，测试结果见表2。

表1 实施例1-4的组分表

表2 实施例1-4密封环性能测试