本发明涉及阀门密封材料技术领域，具体涉及一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料。
背景技术：
聚四氟乙烯材料具有优良的耐蚀性、耐候性、化学稳定性，并且不沾、无毒、无污染，被称为塑料之王，是一种较好的密封材料，广泛应用于国防、航空航天、医学、石油化工、电子、机械等许多领域的密封装置上，同时，聚四氟乙烯材料还具有优良的耐辐照性、氚相容性以及对氚的低渗透率性，因此也广泛应用于含氚系统的密封。以纳米碳纤维作为原料可改善材料的物理、力学与摩擦学性能。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料：原料中自洁剂由钛白粉和磷酸钛组成，钛白粉能吸收一定波长的光，产生自由电子和空穴，使膜表面吸咐的污染物发生氧化还原分解而除去并杀死表面微菌，从而具有自洁作用，磷酸钛的作用能在没有光的条件下只利用水和空气发挥自洁的效果；本发明原料中阻燃剂由甲基磷酸二甲酯和有机蒙脱土组成，当遇到火源时，能在表面上形成不挥发性的磷酸层，从而能隔绝空气和热源，迫使燃烧停止；阻燃剂中添加的有机蒙脱土能提高阻燃剂的热稳定性，使阻燃效果时间更持久。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其原料由按重量份计：聚四氟乙烯30-35份、纳米碳纤维12-15份、硅藻土2-5份、石英砂3.5-4份、白炭黑1.8-2.5份、线型酚醛树脂3.3-3.8份、邻苯二甲酸二丁酯3.5-4份、对苯二胺1.2-1.6份、邻羟基苯甲酸苯酯1.6-2.2份、自洁剂0.8-1.2份、阻燃剂0.6-0.9份、甘油1.4-1.9份、石蜡2.1-2.4份和无水酒精13-16份。
优先的，一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：
a、将纳米碳纤维缓慢加入至无水酒精中进行搅拌，然后超声处理得到纳米碳纤维的无水酒精溶液；
b、向高速混合机中先加入硅藻土、白炭黑和石英砂，混合15min后再加入线型酚醛树脂和石蜡，然后升温至95℃混合10min，得到混合组分a；
c、将混合组分a加入到砂磨机中，砂磨30min后再加入纳米碳纤维的无水酒精溶液和甘油，继续砂磨20min，得混合组分b；
d、将混合组分b加入到密炼机中，加热至130℃后混炼5min，然后开始降温，当温度降至70℃后加入聚四氟乙烯、自洁剂和阻燃剂，在此温度下混炼10min，再加入邻苯二甲酸二丁酯、邻羟基苯甲酸苯酯和对苯二胺，继续混炼5min，得混炼胶；
e、将制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，使胶料连续挤出，并在硫化罐中硫化成型。
优先的，所述自洁剂由钛白粉和磷酸钛按照质量比3：2混合而成。
优先的，所述阻燃剂由甲基磷酸二甲酯和有机蒙脱土按照质量比1：2混合而成。
优先的，所述步骤a中超声处理时间为15min。
优先的，所述步骤e中硫化压力为0.6mpa，硫化时间为120min。
(三)有益效果
1、本发明原料中自洁剂由钛白粉和磷酸钛组成，钛白粉能吸收一定波长的光，产生自由电子和空穴，使膜表面吸咐的污染物发生氧化还原分解而除去并杀死表面微菌，从而具有自洁作用，磷酸钛的作用能在没有光的条件下只利用水和空气发挥自洁的效果。
2、本发明原料中阻燃剂由甲基磷酸二甲酯和有机蒙脱土组成，当遇到火源时，能在表面上形成不挥发性的磷酸层，从而能隔绝空气和热源，迫使燃烧停止；阻燃剂中添加的有机蒙脱土能提高阻燃剂的热稳定性，使阻燃效果时间更持久。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其原料由按重量份计：聚四氟乙烯30份、纳米碳纤维12份、硅藻土2份、石英砂3.5份、白炭黑1.8份、线型酚醛树脂3.5份、邻苯二甲酸二丁酯3.5份、对苯二胺1.2份、邻羟基苯甲酸苯酯1.6份、自洁剂0.8份、阻燃剂0.6份、甘油1.4份、石蜡2.1份和无水酒精13份。
一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：
a、将纳米碳纤维缓慢加入至无水酒精中进行搅拌，然后超声处理得到纳米碳纤维的无水酒精溶液；
b、向高速混合机中先加入硅藻土、白炭黑和石英砂，混合15min后再加入线型酚醛树脂和石蜡，然后升温至95℃混合10min，得到混合组分a；
c、将混合组分a加入到砂磨机中，砂磨30min后再加入纳米碳纤维的无水酒精溶液和甘油，继续砂磨20min，得混合组分b；
d、将混合组分b加入到密炼机中，加热至130℃后混炼5min，然后开始降温，当温度降至70℃后加入聚四氟乙烯、自洁剂和阻燃剂，在此温度下混炼10min，再加入邻苯二甲酸二丁酯、邻羟基苯甲酸苯酯和对苯二胺，继续混炼5min，得混炼胶；
e、将制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，使胶料连续挤出，并在硫化罐中硫化成型。
实施例1制得的复合材料具有可塑性好、耐高温、抗老化和耐腐蚀的特点，可加工成各种形状，并且摩擦系数低。
实施例2：
一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其原料由按重量份计：聚四氟乙烯32份、纳米碳纤维13份、硅藻土3份、石英砂3.7份、白炭黑1.9份、线型酚醛树脂3.5份、邻苯二甲酸二丁酯3.7份、对苯二胺1.4份、邻羟基苯甲酸苯酯1.8份、自洁剂0.9份、阻燃剂0.8份、甘油1.5份、石蜡2.3份和无水酒精14份。
一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：
a、将纳米碳纤维缓慢加入至无水酒精中进行搅拌，然后超声处理得到纳米碳纤维的无水酒精溶液；
b、向高速混合机中先加入硅藻土、白炭黑和石英砂，混合15min后再加入线型酚醛树脂和石蜡，然后升温至95℃混合10min，得到混合组分a；
c、将混合组分a加入到砂磨机中，砂磨30min后再加入纳米碳纤维的无水酒精溶液和甘油，继续砂磨20min，得混合组分b；
d、将混合组分b加入到密炼机中，加热至130℃后混炼5min，然后开始降温，当温度降至70℃后加入聚四氟乙烯、自洁剂和阻燃剂，在此温度下混炼10min，再加入邻苯二甲酸二丁酯、邻羟基苯甲酸苯酯和对苯二胺，继续混炼5min，得混炼胶；
e、将制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，使胶料连续挤出，并在硫化罐中硫化成型。
实施例2制得的复合材料具有可塑性好、耐高温、抗老化和耐腐蚀的特点，可加工成各种形状，并且摩擦系数低。
实施例3：
一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其原料由按重量份计：聚四氟乙烯34份、纳米碳纤维14份、硅藻土4份、石英砂3.6份、白炭黑2.3份、线型酚醛树脂3.7份、邻苯二甲酸二丁酯3.8份、对苯二胺1.5份、邻羟基苯甲酸苯酯2.1份、自洁剂0.9份、阻燃剂0.8份、甘油1.7份、石蜡2.3份和无水酒精15份。
一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：
a、将纳米碳纤维缓慢加入至无水酒精中进行搅拌，然后超声处理得到纳米碳纤维的无水酒精溶液；
b、向高速混合机中先加入硅藻土、白炭黑和石英砂，混合15min后再加入线型酚醛树脂和石蜡，然后升温至95℃混合10min，得到混合组分a；
c、将混合组分a加入到砂磨机中，砂磨30min后再加入纳米碳纤维的无水酒精溶液和甘油，继续砂磨20min，得混合组分b；
d、将混合组分b加入到密炼机中，加热至130℃后混炼5min，然后开始降温，当温度降至70℃后加入聚四氟乙烯、自洁剂和阻燃剂，在此温度下混炼10min，再加入邻苯二甲酸二丁酯、邻羟基苯甲酸苯酯和对苯二胺，继续混炼5min，得混炼胶；
e、将制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，使胶料连续挤出，并在硫化罐中硫化成型。
实施例3制得的复合材料具有可塑性好、耐高温、抗老化和耐腐蚀的特点，可加工成各种形状，并且摩擦系数低。
实施例4：
一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其原料由按重量份计：聚四氟乙烯35份、纳米碳纤维5份、硅藻土5份、石英砂3.9份、白炭黑2.5份、线型酚醛树脂3.8份、邻苯二甲酸二丁酯4份、对苯二胺1.5份、邻羟基苯甲酸苯酯2.2份、自洁剂1.2份、阻燃剂0.9份、甘油1.9份、石蜡2.4份和无水酒精16份。
一种阀门密封用纳米碳纤维改性聚四氟乙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：
a、将纳米碳纤维缓慢加入至无水酒精中进行搅拌，然后超声处理得到纳米碳纤维的无水酒精溶液；
b、向高速混合机中先加入硅藻土、白炭黑和石英砂，混合15min后再加入线型酚醛树脂和石蜡，然后升温至95℃混合10min，得到混合组分a；
c、将混合组分a加入到砂磨机中，砂磨30min后再加入纳米碳纤维的无水酒精溶液和甘油，继续砂磨20min，得混合组分b；
d、将混合组分b加入到密炼机中，加热至130℃后混炼5min，然后开始降温，当温度降至70℃后加入聚四氟乙烯、自洁剂和阻燃剂，在此温度下混炼10min，再加入邻苯二甲酸二丁酯、邻羟基苯甲酸苯酯和对苯二胺，继续混炼5min，得混炼胶；
e、将制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，使胶料连续挤出，并在硫化罐中硫化成型。
实施例4制得的复合材料具有可塑性好、耐高温、抗老化和耐腐蚀的特点，可加工成各种形状，并且摩擦系数低。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。