[发明专利]一种高速高压液压油缸用聚四氟乙烯密封材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于机械高速高压液压油缸密封领域，公开了一种高速高压液压油缸用聚四氟乙烯密封材料及其制备方法和应用。该密封材料由以下按质量百分比计的成分组成：39～55％的化学改性悬浮PTFE树脂，40～60％的青铜粉，1～5％的自润滑助剂。此材料可以用于制备高速高压液压油缸用的密封件，具体制备方法为：将化学改性悬浮PTFE、青铜粉和自润滑助剂高速混合，冷压成型，烧结冷却，淬火处理，最后机械加工。该密封材料具有耐磨损、耐高温、耐高压、低蠕变、低摩擦系数、韧性好等特点，特别适用于往复速度0.3～1.0m/s，工作压力30～40MPa的高速高压油缸用密封件，能大大提高密封件的使用寿命。

技术领域

本发明属于机械高速高压液压油缸密封领域，具体涉及到一种高速高压液压油缸用聚四氟乙烯密封材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着机械行业的飞速发展，对机械装备的使用要求越来越高，机械里面液压系统趋向高速化、高压化和轻量化。高速高压液压油缸由于压力较高、速度较快，在往复运动过程中摩擦生热严重，密封件材料容易磨损疲劳导致密封失效。为了提高密封件的使用寿命和可靠性，对高速高压油缸密封材料提出了耐磨损、耐高温、耐高压、低蠕变、低摩擦系数的性能要求。一般橡胶材料和聚氨酯弹性体由于耐高温性较差，摩擦系数较大，耐高压性不好等限制了它们在高速高压油缸密封中的应用。

聚四氟乙烯(PTFE)密封材料由于具有耐高温、低摩擦系数、耐油、自润滑等特点，广泛应用于油缸密封领域。然而，其耐磨损性差、耐蠕变性差、抗压强度不高等缺点限制了其应用。

目前广泛应用的是采用填充无机、有机或金属填料的方法来提高PTFE密封材料的耐磨损性、耐蠕变性、抗压缩强度、硬度等，比如玻璃纤维、碳粉、碳纤维、石墨、二硫化钼、聚苯酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、青铜粉等。然而，这个方法需要填料的填充量较大，会大大降低PTFE密封材料的韧性，从而降低密封件的密封性能和使用效果，如何平衡材料的耐磨损性、耐蠕变性、抗压缩强度和韧性是关键。

中国专利CN 102875941 A公开了一种高耐磨油缸用聚四氟乙烯密封材料及其制备与应用。该材料包括如下按重量份计的组分：35～79.9份聚四氟乙烯树脂、20～60份青铜粉和0.1～5份三氧化二铬。通过将聚四氟乙烯树脂、青铜粉和三氧化二铬高速机械混合均匀，进行模压加工、烧结，制得高耐磨工程油缸用聚四氟乙烯密封材料。该材料能应用于工程油缸，具有良好的抗挤出变形能力，优秀的抗磨损性能，很好的安装回弹性，使用寿命能大大提高。该发明专利没有考虑材料的韧性如何，且采用的基体树脂蠕变性较大。

中国专利CN 105017697 A公开了一种耐高温蠕变、低磨损可注塑的含氟热塑性密封材料及低泄漏密封环的制备方法。该密封材料由以下按质量比计的成分组成：60～98％的全氟热塑性树脂、1～20％的聚醚醚酮、0.5～10％的碳纤维、0.2～5％的PTFE微粉、0.2～1％的相容剂、0.1～4％的稀土改性剂。所述的耐高温蠕变、低磨损可注塑的含氟热塑性密封材料在制备密封环中的应用。含氟热塑性低泄漏密封环的制备方法为：将粒料置于注射机中注射成型为密封环即可。该发明制备的密封材料具有良好耐高温蠕变、低磨损、可熔融注射加工的优点，用该材料制备的密封环与传统的模压聚四氟乙烯密封环相比，泄漏大大降低，具有较好的应用效果。该发明采用注塑的方法加工材料及密封件，模具成本较高，不适合小批量多规格的密封件生产。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种高速高压液压油缸用聚四氟乙烯密封材料；该材料耐磨损、耐高温、耐高压、耐油、低蠕变、低摩擦系数、韧性好，特别适用于往复速度0.3～1.0m/s，工作压力30～40MPa的高速高压油缸密封件长寿命、高可靠性要求。

本发明另一目的在于提供一种上述高速高压液压油缸用聚四氟乙烯密封材料的制备方法；该方法是通过高速混合、冷压成型、高温烧结、淬火处理、机械加工进行制备。

本发明再一目的在于提供一种上述高速高压液压油缸用聚四氟乙烯密封材料的应用。