[发明专利]部分交联的耐高温、耐蠕变、耐腐蚀阀门专用衬垫材料及其制备方法

说明书

部分交联的耐高温、耐蠕变、耐腐蚀阀门专用衬垫材料及其制备方法，涉及密封技术，特别是衬垫材料的生产技术领域。将聚四氟乙烯和耐高温填料投入粉碎机中混合后干燥，取得混合料；再将混合料置于模具内在压力条件下硫化后脱模再进行烧结，经冷却取得部分交联的耐高温、耐蠕变、耐腐蚀阀门专用衬垫材料。本发明工艺简单、合理，方便生产，制得的产品质量稳定性好，取得的衬垫材料耐酸碱、耐老化性能优异，耐高温、耐蠕变、耐腐蚀性能较好。

技术领域

本发明涉及密封技术，特别是衬垫材料的生产技术领域。

背景技术

阀门是流体输送系统中的控制部件，阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。而具有良好的密封性无疑是保证阀门使用基本要求，密封衬垫材料的使用能够较好的解决这一问题。为了更好地节约流体运输成本，密封衬垫材料需要具有较长的使用寿命，这就要求其具有良好的耐酸碱、耐高温等性能。

聚四氟乙烯作为一种完全对称而且无支链的线型高分子，具有优异耐腐蚀性、不粘性、绝缘性、耐老化性、抗辐射性和宽广的使用温度范围。但是在200℃以上的使用环境下，聚四氟乙烯的抗蠕变性变差，容易发生变形，从而降低密封效果，使得流体物质在输送过程中存在泄漏的安全隐患，进而导致事故的发生，因此需要经常更换密封衬垫材料甚至是更换阀门，给客户带来了巨大的经济损失和安全隐患。

为了解决高温条件下聚四氟乙烯衬垫材料容易发生蠕变这一缺陷，有必要研发一种耐高温、耐蠕变的聚四氟乙烯密封衬垫材料。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种部分交联衬垫材料，以使衬垫材料具有良好的耐高温、耐蠕变性能。

本发明部分交联的耐高温、耐蠕变、耐腐蚀阀门专用衬垫材料由聚四氟乙烯和耐高温填料构成。所述耐高温填料为偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯和乙叉降冰片烯（ENB）共聚后的硫化物。

聚四氟乙烯具有良好的性能，作为原料广泛应用于密封衬垫材料领域，但是其耐蠕变性、耐高温性能较差。鉴于此，本发明选取了耐高温填料，该填料为偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯和乙叉降冰片烯（ENB）共聚后的硫化物。该硫化物的分子链上偏氯乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯呈现无规排序，乙叉降冰片烯位于侧链，硫化后形成交联的三维网状结构。将该耐高温填料与聚四氟乙烯共混、模压、烧结后形成的密封衬垫材料具有较好的抗蠕变性能和耐高温性能。

本发明中，耐高温填料的结构显得尤为重要，一方面，它是由偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯和乙叉降冰片烯（ENB）无规共聚、交联得到的，其主链部分的聚四氟乙烯部分和聚六氟丙烯部分保证了该填料能够在搅拌时与聚四氟乙烯实现良好的共混，从而保证了耐高温填料在混合料中的均匀分布；另一方面，耐高温填料中的偏氯乙烯和乙叉降冰片烯在硫化剂的作用下，能够形成交联的三维网状结构该结构赋予衬垫材料优异的耐蠕变性和耐高温性，使得衬垫材料的使用寿命大大增加，为企业降低了成本。此外，不同碳键的热稳定性如下所示：-C-F-C-H-C-C，通过一定的调控，能够保证进行交联的主要是-C-C和-C-H，而-C-F依然存在，使得垫片具有良好的耐酸碱、耐老化等性能。该衬垫材料可以用于生产阀门密封件、阀门垫片、阀门填料等。

进一步地，本发明聚四氟乙烯占衬垫材料总质量的60～80%，所述耐高温填料占衬垫材料总质量的20～40%。其中，在所述耐高温填料中聚偏氟乙烯质量占比为30～40%，聚四氟乙烯质量占比为40～50%，聚六氟丙烯质量占比为1～20%，聚乙叉降冰片烯质量占比为5～8%，硫化剂质量占比为2～4%。在该占比条件下，产品可以获得较为理想的设计效果。