本发明涉及密封件材料这一技术领域，特别涉及到深海电机旋转轴密封件的制备方法。
背景技术：
海洋占地球面积的,含有丰富的矿产资源,如石油、天然气、天然气水合物、多金属结核、富钻结壳块状热液硫化物矿床、多金属软泥、重晶石等。随着陆地资源的日益减少或渐趋枯竭,海洋资源的重要性越来越突出,人们开始更加重视海洋矿产资源的调查和开发。另外,随着海洋开发活动越来越频繁和深入,人类进行的海洋油气勘探与开采、海洋考察、海洋工程、海地管线、电缆的敷设与维修、海洋矿物的开采等涉海行为必将从浅海走向深海,深海装备很自然地成为人类进行海洋活动的必要工具。对于液压动力或电动水下工具,深海电机作为其核心部件而得到了广泛的应用。水下使用的设备一定要经受得住其预期工作的水深环境的外部压力。如果忽略温度、含盐量和因体积弹性模量的改变引起的海水密度的变化,那么水深每增加米,在每平方厘米的海水环境压力就增加。为此,应针对于不同海水深度选取适当类型的电机以确保电机可靠的密封。所以密封件作为深海电机的重要原件，它的性能也是尤为重要的。本发明着力于深海电机旋转轴密封件的改进设计，使其在原有的性能基础上更加的稳定，耐用，耐压，耐腐蚀。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供深海电机旋转轴密封件的制备方法，该工艺通过利用亚硝酸正丁酯、氯甲酸乙酯、苯甲酰氯、马来酸酐活化物对聚四氟乙烯进行活化改性，同时添加聚丙烯酸酯橡胶、白炭黑、二氧化硅、4-甲基-6-叔丁基苯酚、n-苯基-n`-环己基对苯二胺、γ―氨丙基三乙氧基硅烷混合物进行改性辊炼、高温高压反应、模胚浸泡固化、高温高压烧结、脱模硫化、烧结定型、常温静置、车床加工等一系列操作后得到密封件成品。制备而成的深海电机旋转轴密封件，其耐高压、耐腐蚀、耐候、密闭性能好，具有较好的应用前景。同时还公开了由该制备工艺制得的深海电机旋转轴密封件在深海操作仪器电极旋转轴密封件等密封制品中的应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
深海电机旋转轴密封件的制备方法，包括以下步骤：
(1)将亚硝酸正丁酯3-6份、氯甲酸乙酯2-5份、苯甲酰氯1-4份预先混合，充分搅拌，加入马弗炉中，加热至250-300℃，保温反应10-30分钟，然后在加入马来酸酐1-4份，升温至360℃，保温反应15分钟，然后快速降温至65℃，取出反应物至于冰浴中冷却，冰浴时间1h,得到活化混合物；
(2)将步骤(1)得到的活化混合物1-3份同聚四氟乙烯20-25份、聚丙烯酸酯橡胶5-8份、白炭黑5-8份、二氧化硅1-3份、4-甲基-6-叔丁基苯酚2-4份、n-苯基-n`-环己基对苯二胺1-4份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷1-3份混合，加入双辊开炼机中，搅拌加热至380-450℃，搅拌速度为1000-1200转/分钟，反应20-40分钟以后，缓慢降温至85-100℃，混合物过筛分选，得到过筛产物；
(3)将步骤(2)的过筛产物注入适当的密封件模具中，压制密封件型胚，密封件型胚浸没在4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合液中进行固化反应，反应时间1-2h；
(4)将步骤(3)的密封件固化型胚放入高压高温烧结炉中进行模压反应，反应炉设置温度为570-620℃，压强为105mpa,缓慢加压，保持高压高温反应20-30分钟后关闭保温和压强，进行自然降温和降压直至与外界环境一致；
(5)将步骤(4)的密封件烧结件放在惰性气体反应炉中加热至65-70℃，保温时间15-20分钟，向烧结件喷洒7.5％的碳酸氢二钠溶液，进行脱模具工序，得到密封件中间品；
(6)将步骤(5)的密封件中间品在平板硫化机上进行硫化，得到硫化复合材料，其中硫化的条件为：165℃，20mpa,25sec；
(7)将步骤(6)的密封件硫化复合材料放入高温烧结炉内，在循环热风、自由状态下烧结，升温速度为1.5℃/min，均匀升温至660-720℃，保温1h，然后继续升温至760-800℃，保温2-3h，反应完全后降温至450℃，保温1-2h，降温速率设置为5℃/min，继续降温至185℃后自然降温至60℃以下，烧结完成得到密封件成品材料；
(8)将步骤(7)得到的密封件成品材料在室温放置24-48h后，可在室温条件下，按照需要的尺寸在专业的车床上加工制成成品即可。
优选地，所述步骤(1)中快速降温速率为45℃/min。
优选地，所述步骤(2)中的缓慢降温速率为2.5℃/min。
优选地，所述步骤(2)中的过筛孔径为2μm。
优选地，所述步骤(3)中4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合比例为5:3。
优选地，所述步骤(4)中加压速率为10mm/min。
优选地，所述步骤(5)中惰性气体为氮气。
本发明还提供了由上述制备工艺得到的深海电机旋转轴密封件在深海操作仪器电极旋转轴密封件等密封制品中的应用。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明的深海电机旋转轴密封件的制备方法通过利用亚硝酸正丁酯、氯甲酸乙酯、苯甲酰氯、马来酸酐活化物对聚四氟乙烯进行活化改性，同时添加聚丙烯酸酯橡胶、白炭黑、二氧化硅、4-甲基-6-叔丁基苯酚、n-苯基-n`-环己基对苯二胺、γ―氨丙基三乙氧基硅烷混合物进行改性辊炼、高温高压反应、模胚浸泡固化、高温高压烧结、脱模硫化、烧结定型、常温静置、车床加工等一系列操作后得到密封件成品。制备而成的深海电机旋转轴密封件，其耐高压、耐腐蚀、耐候、密闭性能好，具有较好的应用前景。
(2)本发明的深海电机旋转轴密封件原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
(1)将亚硝酸正丁酯3份、氯甲酸乙酯2份、苯甲酰氯1份预先混合，充分搅拌，加入马弗炉中，加热至250℃，保温反应10分钟，然后在加入马来酸酐1份，升温至360℃，保温反应15分钟，然后快速降温至65℃，快速降温速率为45℃/min，取出反应物至于冰浴中冷却，冰浴时间1h,得到活化混合物；
(2)将步骤(1)得到的活化混合物1份同聚四氟乙烯20份、聚丙烯酸酯橡胶5份、白炭黑5份、二氧化硅1份、4-甲基-6-叔丁基苯酚2份、n-苯基-n`-环己基对苯二胺1份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷1份混合，加入双辊开炼机中，搅拌加热至380℃，搅拌速度为1000转/分钟，反应20分钟以后，缓慢降温至85℃，缓慢降温速率为2.5℃/min，混合物过筛分选，过筛孔径为2μm，得到过筛产物；
(3)将步骤(2)的过筛产物注入适当的密封件模具中，压制密封件型胚，密封件型胚浸没在4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合液中进行固化反应，反应时间1h，4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合比例为5:3；
(4)将步骤(3)的密封件固化型胚放入高压高温烧结炉中进行模压反应，反应炉设置温度为570℃，压强为105mpa,缓慢加压，加压速率为10mm/min，保持高压高温反应20分钟后关闭保温和压强，进行自然降温和降压直至与外界环境一致；
(5)将步骤(4)的密封件烧结件放在氮气反应炉中加热至65℃，保温时间15分钟，向烧结件喷洒7.5％的碳酸氢二钠溶液，进行脱模具工序，得到密封件中间品；
(6)将步骤(5)的密封件中间品在平板硫化机上进行硫化，得到硫化复合材料，其中硫化的条件为：165℃，20mpa,25sec；
(7)将步骤(6)的密封件硫化复合材料放入高温烧结炉内，在循环热风、自由状态下烧结，升温速度为1.5℃/min，均匀升温至660℃，保温1h，然后继续升温至760℃，保温2h，反应完全后降温至450℃，保温1h，降温速率设置为5℃/min，继续降温至185℃后自然降温至60℃以下，烧结完成得到密封件成品材料；
(8)将步骤(7)得到的密封件成品材料在室温放置24h后，可在室温条件下，按照需要的尺寸在专业的车床上加工制成成品即可。
制得的深海电机旋转轴密封件的性能测试结果如表1所示。
实施例2
(1)将亚硝酸正丁酯4份、氯甲酸乙酯3份、苯甲酰氯2份预先混合，充分搅拌，加入马弗炉中，加热至270℃，保温反应15分钟，然后在加入马来酸酐2份，升温至360℃，保温反应15分钟，然后快速降温至65℃，快速降温速率为45℃/min，取出反应物至于冰浴中冷却，冰浴时间1h,得到活化混合物；
(2)将步骤(1)得到的活化混合物1-3份同聚四氟乙烯22份、聚丙烯酸酯橡胶6份、白炭黑6份、二氧化硅2份、4-甲基-6-叔丁基苯酚3份、n-苯基-n`-环己基对苯二胺2份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷2份混合，加入双辊开炼机中，搅拌加热至400℃，搅拌速度为1100转/分钟，反应25分钟以后，缓慢降温至90℃，缓慢降温速率为2.5℃/min，混合物过筛分选，过筛孔径为2μm，得到过筛产物；
(3)将步骤(2)的过筛产物注入适当的密封件模具中，压制密封件型胚，密封件型胚浸没在4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合液中进行固化反应，反应时间1.2h，4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合比例为5:3；
(4)将步骤(3)的密封件固化型胚放入高压高温烧结炉中进行模压反应，反应炉设置温度为590℃，压强为105mpa,缓慢加压，加压速率为10mm/min，保持高压高温反应25分钟后关闭保温和压强，进行自然降温和降压直至与外界环境一致；
(5)将步骤(4)的密封件烧结件放在氮气反应炉中加热至67℃，保温时间17分钟，向烧结件喷洒7.5％的碳酸氢二钠溶液，进行脱模具工序，得到密封件中间品；
(6)将步骤(5)的密封件中间品在平板硫化机上进行硫化，得到硫化复合材料，其中硫化的条件为：165℃，20mpa,25sec；
(7)将步骤(6)的密封件硫化复合材料放入高温烧结炉内，在循环热风、自由状态下烧结，升温速度为1.5℃/min，均匀升温至680℃，保温1h，然后继续升温至780℃，保温2.2h，反应完全后降温至450℃，保温1.2h，降温速率设置为5℃/min，继续降温至185℃后自然降温至60℃以下，烧结完成得到密封件成品材料；
(8)将步骤(7)得到的密封件成品材料在室温放置36h后，可在室温条件下，按照需要的尺寸在专业的车床上加工制成成品即可。
制得的深海电机旋转轴密封件的性能测试结果如表1所示。
实施例3
(1)将亚硝酸正丁酯5份、氯甲酸乙酯4份、苯甲酰氯3份预先混合，充分搅拌，加入马弗炉中，加热至295℃，保温反应25分钟，然后在加入马来酸酐3份，升温至360℃，保温反应15分钟，然后快速降温至65℃，快速降温速率为45℃/min，取出反应物至于冰浴中冷却，冰浴时间1h,得到活化混合物；
(2)将步骤(1)得到的活化混合物2份同聚四氟乙烯24份、聚丙烯酸酯橡胶7份、白炭黑7份、二氧化硅2份、4-甲基-6-叔丁基苯酚3份、n-苯基-n`-环己基对苯二胺3份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷2份混合，加入双辊开炼机中，搅拌加热至420℃，搅拌速度为1100转/分钟，反应35分钟以后，缓慢降温至95℃，缓慢降温速率为2.5℃/min，混合物过筛分选，过筛孔径为2μm，得到过筛产物；
(3)将步骤(2)的过筛产物注入适当的密封件模具中，压制密封件型胚，密封件型胚浸没在4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合液中进行固化反应，反应时间1.6h，4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合比例为5:3；
(4)将步骤(3)的密封件固化型胚放入高压高温烧结炉中进行模压反应，反应炉设置温度为600℃，压强为105mpa,缓慢加压，加压速率为10mm/min，保持高压高温反应28分钟后关闭保温和压强，进行自然降温和降压直至与外界环境一致；
(5)将步骤(4)的密封件烧结件放在氮气反应炉中加热至69℃，保温时间19分钟，向烧结件喷洒7.5％的碳酸氢二钠溶液，进行脱模具工序，得到密封件中间品；
(6)将步骤(5)的密封件中间品在平板硫化机上进行硫化，得到硫化复合材料，其中硫化的条件为：165℃，20mpa,25sec；
(7)将步骤(6)的密封件硫化复合材料放入高温烧结炉内，在循环热风、自由状态下烧结，升温速度为1.5℃/min，均匀升温至700℃，保温1h，然后继续升温至790℃，保温2.8h，反应完全后降温至450℃，保温1.6h，降温速率设置为5℃/min，继续降温至185℃后自然降温至60℃以下，烧结完成得到密封件成品材料；
(8)将步骤(7)得到的密封件成品材料在室温放置40h后，可在室温条件下，按照需要的尺寸在专业的车床上加工制成成品即可。
制得的深海电机旋转轴密封件的性能测试结果如表1所示。
实施例4
(1)将亚硝酸正丁酯6份、氯甲酸乙酯5份、苯甲酰氯4份预先混合，充分搅拌，加入马弗炉中，加热至300℃，保温反应30分钟，然后在加入马来酸酐4份，升温至360℃，保温反应15分钟，然后快速降温至65℃，快速降温速率为45℃/min，取出反应物至于冰浴中冷却，冰浴时间1h,得到活化混合物；
(2)将步骤(1)得到的活化混合物3份同聚四氟乙烯25份、聚丙烯酸酯橡胶8份、白炭黑8份、二氧化硅3份、4-甲基-6-叔丁基苯酚4份、n-苯基-n`-环己基对苯二胺4份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷3份混合，加入双辊开炼机中，搅拌加热至450℃，搅拌速度为1200转/分钟，反应40分钟以后，缓慢降温至100℃，缓慢降温速率为2.5℃/min，混合物过筛分选，过筛孔径为2μm，得到过筛产物；
(3)将步骤(2)的过筛产物注入适当的密封件模具中，压制密封件型胚，密封件型胚浸没在4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合液中进行固化反应，反应时间2h，4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合比例为5:3；
(4)将步骤(3)的密封件固化型胚放入高压高温烧结炉中进行模压反应，反应炉设置温度为620℃，压强为105mpa,缓慢加压，加压速率为10mm/min，保持高压高温反应30分钟后关闭保温和压强，进行自然降温和降压直至与外界环境一致；
(5)将步骤(4)的密封件烧结件放在氮气反应炉中加热至70℃，保温时间20分钟，向烧结件喷洒7.5％的碳酸氢二钠溶液，进行脱模具工序，得到密封件中间品；
(6)将步骤(5)的密封件中间品在平板硫化机上进行硫化，得到硫化复合材料，其中硫化的条件为：165℃，20mpa,25sec；
(7)将步骤(6)的密封件硫化复合材料放入高温烧结炉内，在循环热风、自由状态下烧结，升温速度为1.5℃/min，均匀升温至720℃，保温1h，然后继续升温至800℃，保温3h，反应完全后降温至450℃，保温2h，降温速率设置为5℃/min，继续降温至185℃后自然降温至60℃以下，烧结完成得到密封件成品材料；
(8)将步骤(7)得到的密封件成品材料在室温放置48h后，可在室温条件下，按照需要的尺寸在专业的车床上加工制成成品即可。
制得的深海电机旋转轴密封件的性能测试结果如表1所示。
对比例1
(1)将亚硝酸正丁酯3份、苯甲酰氯1份预先混合，充分搅拌，加入马弗炉中，加热至250℃，保温反应10分钟，然后在加入马来酸酐1份，升温至360℃，保温反应15分钟，然后快速降温至65℃，快速降温速率为45℃/min，取出反应物至于冰浴中冷却，冰浴时间1h,得到活化混合物；
(2)将步骤(1)得到的活化混合物1份同聚四氟乙烯20份、聚丙烯酸酯橡胶5份、白炭黑5份、4-甲基-6-叔丁基苯酚2份、n-苯基-n`-环己基对苯二胺1份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷1份混合，加入双辊开炼机中，搅拌加热至380℃，搅拌速度为1000转/分钟，反应20分钟以后，缓慢降温至85℃，缓慢降温速率为2.5℃/min，混合物过筛分选，过筛孔径为2μm，得到过筛产物；
(3)将步骤(2)的过筛产物注入适当的密封件模具中，压制密封件型胚，密封件型胚浸没在4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合液中进行固化反应，反应时间1h，4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合比例为5:3；
(4)将步骤(3)的密封件固化型胚放入高压高温烧结炉中进行模压反应，反应炉设置温度为570℃，压强为105mpa,缓慢加压，加压速率为10mm/min，保持高压高温反应20分钟后关闭保温和压强，进行自然降温和降压直至与外界环境一致；
(5)将步骤(4)的密封件烧结件放在氮气反应炉中加热至65℃，保温时间15分钟，向烧结件喷洒7.5％的碳酸氢二钠溶液，进行脱模具工序，得到密封件中间品；
(6)将步骤(5)的密封件中间品在平板硫化机上进行硫化，得到硫化复合材料，其中硫化的条件为：165℃，20mpa,25sec；
(7)将步骤(6)的密封件硫化复合材料放入高温烧结炉内，在循环热风、自由状态下烧结，升温速度为1.5℃/min，均匀升温至660℃，保温1h，然后继续升温至760℃，保温2h，反应完全后降温至450℃，保温1h，降温速率设置为5℃/min，继续降温至185℃后自然降温至60℃以下，烧结完成得到密封件成品材料；
(8)将步骤(7)得到的密封件成品材料在室温放置24h后，可在室温条件下，按照需要的尺寸在专业的车床上加工制成成品即可。
制得的深海电机旋转轴密封件的性能测试结果如表1所示。
对比例2
(1)将亚硝酸正丁酯6份、氯甲酸乙酯5份预先混合，充分搅拌，加入马弗炉中，加热至300℃，保温反应30分钟，然后在加入马来酸酐4份，升温至360℃，保温反应15分钟，然后快速降温至65℃，快速降温速率为45℃/min，取出反应物至于冰浴中冷却，冰浴时间1h,得到活化混合物；
(2)将步骤(1)得到的活化混合物3份同聚四氟乙烯25份、聚丙烯酸酯橡胶8份、白炭黑8份、二氧化硅3份、4-甲基-6-叔丁基苯酚4份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷3份混合，加入双辊开炼机中，搅拌加热至450℃，搅拌速度为1200转/分钟，反应40分钟以后，缓慢降温至100℃，缓慢降温速率为2.5℃/min，混合物过筛分选，过筛孔径为2μm，得到过筛产物；
(3)将步骤(2)的过筛产物注入适当的密封件模具中，压制密封件型胚，密封件型胚浸没在4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合液中进行固化反应，反应时间2h，4,4'-二氯二苯砜和硅酸四乙酯的混合比例为5:3；
(4)将步骤(3)的密封件固化型胚放入高压高温烧结炉中进行模压反应，反应炉设置温度为620℃，压强为105mpa,缓慢加压，加压速率为10mm/min，保持高压高温反应30分钟后关闭保温和压强，进行自然降温和降压直至与外界环境一致；
(5)将步骤(4)的密封件烧结件放在氮气反应炉中加热至70℃，保温时间20分钟，向烧结件喷洒7.5％的碳酸氢二钠溶液，进行脱模具工序，得到密封件中间品；
(6)将步骤(5)的密封件中间品在平板硫化机上进行硫化，得到硫化复合材料，其中硫化的条件为：165℃，20mpa,25sec；
(7)将步骤(6)的密封件硫化复合材料放入高温烧结炉内，在循环热风、自由状态下烧结，升温速度为1.5℃/min，均匀升温至720℃，保温1h，然后继续升温至800℃，保温3h，反应完全后降温至450℃，保温2h，降温速率设置为5℃/min，继续降温至185℃后自然降温至60℃以下，烧结完成得到密封件成品材料；
(8)将步骤(7)得到的密封件成品材料在室温放置48h后，可在室温条件下，按照需要的尺寸在专业的车床上加工制成成品即可。
制得的深海电机旋转轴密封件的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的深海电机旋转轴密封件分别进行拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、磨痕宽度、磨损率这几项性能测试。
表1
本发明的深海电机旋转轴密封件的制备方法通过利用亚硝酸正丁酯、氯甲酸乙酯、苯甲酰氯、马来酸酐活化物对聚四氟乙烯进行活化改性，同时添加聚丙烯酸酯橡胶、白炭黑、二氧化硅、4-甲基-6-叔丁基苯酚、n-苯基-n`-环己基对苯二胺、γ―氨丙基三乙氧基硅烷混合物进行改性辊炼、高温高压反应、模胚浸泡固化、高温高压烧结、脱模硫化、烧结定型、常温静置、车床加工等一系列操作后得到密封件成品。制备而成的深海电机旋转轴密封件，其耐高压、耐腐蚀、耐候、密闭性能好，具有较好的应用前景。本发明的深海电机旋转轴密封件原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。