本发明属于密封垫片技术领域，尤其是一种化工泵用密封垫片及其制备方法。
背景技术：
密封垫片是为达到介质密封而嵌入法兰接缝中的能够承受接缝位移的重要原件，常被用于防止机电产品、石油和化工装置产生漏油、漏气、漏水的现象，也可防止外界环境介质和灰尘的浸入，起到防护密封作用。
但是当密封垫片应用于化工泵时，由于化工泵在使用过程中，经常要在高温高压下工作，各部件之间的长时间挤压势必会影响密封垫片的使用效果，所以，需要对密封垫片的耐磨性能作进一步提高。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明旨在提供一种耐磨的化工泵用密封垫片及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种化工泵用密封垫片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
石墨烯5-8，硬脂酸钠0.5-1，柠檬酸溶液50-100，碳纤维5-9，硫酸钡晶须4-6，羟甲基纤维素3-5，葡萄籽粉2-4，丙烯酸树脂乳液20-40，聚四氟乙烯粉末80-100，酚醛树脂10-20，聚丙烯蜡10-12。
所述丙烯酸树脂乳液固含量为25-27%。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将石墨烯与硬脂酸钠共同分散到其体积10-20倍的无水乙醇中，然后加热至50-55℃，在100-150hz下超声处理10-20min，然后升温至70-75℃，在200-230hz下超声10-20min，接着加热至沸腾，继续在60-65hz下超声处理5-10min后停止，并冷却至室温，过滤，在110-115℃下干燥；
（2）将步骤（1）所得石墨烯分散到柠檬酸溶液中，接着向其施加交流电，处理5-8min后，过滤，然后利用激光阵列对所得石墨烯进行刻蚀，刻蚀时间为15-20s，置于80-85℃下干燥，得到微孔石墨烯；
（3）将步骤（2）所得微孔石墨烯与碳纤维、硫酸钡晶须、羟甲基纤维素、葡萄籽粉一起放入球磨罐中，在20-50rpm下干法球磨20-30min，然后加入丙烯酸树脂乳液，湿法球磨10-20min后，过滤，所得物在120-124℃下干燥；
（4）将步骤（3）所得物、聚四氟乙烯粉末、酚醛树脂、聚丙烯蜡在1300-1400rpm的高速搅拌机中搅拌混合5-10min后，然后放入压坯机上压制成型，其中压制温度为165-170℃，压制压力为3.2-3.6mpa，压制时间为13-15min，冷却脱模即可。
进一步的，步骤（2）所述柠檬酸溶液质量浓度为20-25%。
进一步的，步骤（2）所述交流电频率为85-90hz，电流密度为112-115a/m2。
进一步的，步骤（2）所述激光阵列由25-30个激光单元构成，其能量密度为220-230mj/cm2。
进一步的，步骤（3）所述葡萄籽粉粒度为50-100μm。
本发明的有益效果：本发明制备的化工泵用密封垫片具有优异的耐磨性能，同时其抗老化、密封性能良好，可长期用于与化工泵领域。利用交流电与激光阵列协同对石墨烯进行处理，一方面使得石墨烯表面产生微小的孔洞，从而可以使得碳纤维和硫酸钡晶须在反复球磨的过程中插入石墨烯微孔中，形成三维立体支撑结构，与基底形成更加稳固的交联网络，大大提高了所得目标材料的耐磨性能，另一方面，可以使石墨烯其分子间结合更加紧密，提高石墨烯的硬度，进一步提高了目标材料的耐磨性能。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种化工泵用密封垫片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
石墨烯5，硬脂酸钠0.5，柠檬酸溶液50，碳纤维5，硫酸钡晶须4，羟甲基纤维素3，葡萄籽粉2，丙烯酸树脂乳液20，聚四氟乙烯粉末80，酚醛树脂10，聚丙烯蜡10。
所述丙烯酸树脂乳液固含量为25%。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将石墨烯与硬脂酸钠共同分散到其体积10倍的无水乙醇中，然后加热至50℃，在100hz下超声处理10min，然后升温至70℃，在200hz下超声10min，接着加热至沸腾，继续在60hz下超声处理5min后停止，并冷却至室温，过滤，在110℃下干燥；
（2）将步骤（1）所得石墨烯分散到柠檬酸溶液中，接着向其施加交流电，处理5min后，过滤，然后利用激光阵列对所得石墨烯进行刻蚀，刻蚀时间为15s，置于80℃下干燥，得到微孔石墨烯；
（3）将步骤（2）所得微孔石墨烯与碳纤维、硫酸钡晶须、羟甲基纤维素、葡萄籽粉一起放入球磨罐中，在20rpm下干法球磨20min，然后加入丙烯酸树脂乳液，湿法球磨10min后，过滤，所得物在120℃下干燥；
（4）将步骤（3）所得物、聚四氟乙烯粉末、酚醛树脂、聚丙烯蜡在1300rpm的高速搅拌机中搅拌混合5min后，然后放入压坯机上压制成型，其中压制温度为165℃，压制压力为3.2mpa，压制时间为13min，冷却脱模即可。
进一步的，步骤（2）所述柠檬酸溶液质量浓度为20%。
进一步的，步骤（2）所述交流电频率为85hz，电流密度为112a/m2。
进一步的，步骤（2）所述激光阵列由25个激光单元构成，其能量密度为220mj/cm2。
进一步的，步骤（3）所述葡萄籽粉粒度为50μm。
实施例2
一种化工泵用密封垫片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
石墨烯7，硬脂酸钠0.8，柠檬酸溶液60，碳纤维8，硫酸钡晶须5，羟甲基纤维素4，葡萄籽粉3，丙烯酸树脂乳液30，聚四氟乙烯粉末90，酚醛树脂15，聚丙烯蜡11。
所述丙烯酸树脂乳液固含量为26%。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将石墨烯与硬脂酸钠共同分散到其体积15倍的无水乙醇中，然后加热至52℃，在120hz下超声处理15min，然后升温至72℃，在210hz下超声15min，接着加热至沸腾，继续在62hz下超声处理7min后停止，并冷却至室温，过滤，在112℃下干燥；
（2）将步骤（1）所得石墨烯分散到柠檬酸溶液中，接着向其施加交流电，处理6min后，过滤，然后利用激光阵列对所得石墨烯进行刻蚀，刻蚀时间为17s，置于82℃下干燥，得到微孔石墨烯；
（3）将步骤（2）所得微孔石墨烯与碳纤维、硫酸钡晶须、羟甲基纤维素、葡萄籽粉一起放入球磨罐中，在30rpm下干法球磨25min，然后加入丙烯酸树脂乳液，湿法球磨15min后，过滤，所得物在122℃下干燥；
（4）将步骤（3）所得物、聚四氟乙烯粉末、酚醛树脂、聚丙烯蜡在1350rpm的高速搅拌机中搅拌混合7min后，然后放入压坯机上压制成型，其中压制温度为167℃，压制压力为3.5mpa，压制时间为14min，冷却脱模即可。
进一步的，步骤（2）所述柠檬酸溶液质量浓度为22%。
进一步的，步骤（2）所述交流电频率为88hz，电流密度为113a/m2。
进一步的，步骤（2）所述激光阵列由28个激光单元构成，其能量密度为225mj/cm2。
进一步的，步骤（3）所述葡萄籽粉粒度为70μm。
实施例3
一种化工泵用密封垫片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
石墨烯8，硬脂酸钠1，柠檬酸溶液100，碳纤维9，硫酸钡晶须6，羟甲基纤维素5，葡萄籽粉4，丙烯酸树脂乳液40，聚四氟乙烯粉末100，酚醛树脂20，聚丙烯蜡12。
所述丙烯酸树脂乳液固含量为27%。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将石墨烯与硬脂酸钠共同分散到其体积20倍的无水乙醇中，然后加热至55℃，在150hz下超声处理20min，然后升温至75℃，在230hz下超声20min，接着加热至沸腾，继续在65hz下超声处理10min后停止，并冷却至室温，过滤，在115℃下干燥；
（2）将步骤（1）所得石墨烯分散到柠檬酸溶液中，接着向其施加交流电，处理8min后，过滤，然后利用激光阵列对所得石墨烯进行刻蚀，刻蚀时间为20s，置于85℃下干燥，得到微孔石墨烯；
（3）将步骤（2）所得微孔石墨烯与碳纤维、硫酸钡晶须、羟甲基纤维素、葡萄籽粉一起放入球磨罐中，在50rpm下干法球磨30min，然后加入丙烯酸树脂乳液，湿法球磨20min后，过滤，所得物在124℃下干燥；
（4）将步骤（3）所得物、聚四氟乙烯粉末、酚醛树脂、聚丙烯蜡在1400rpm的高速搅拌机中搅拌混合10min后，然后放入压坯机上压制成型，其中压制温度为170℃，压制压力为3.6mpa，压制时间为15min，冷却脱模即可。
进一步的，步骤（2）所述柠檬酸溶液质量浓度为25%。
进一步的，步骤（2）所述交流电频率为90hz，电流密度为115a/m2。
进一步的，步骤（2）所述激光阵列由30个激光单元构成，其能量密度为230mj/cm2。
进一步的，步骤（3）所述葡萄籽粉粒度为100μm。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例2，省略了交流电处理操作步骤，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例2，省略了激光阵列的蚀刻操作，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例相比于实施例2，省略了碳纤维、硫酸钡晶须的加入，除此之外的方法步骤均相同。
性能测试：
摩擦磨损实验：以钢－聚四氟乙烯（各实施例和对比实施例所得样品）为摩擦副，在试验机上依次进行干摩擦、滴油润滑、浸油润滑条件下的摩擦磨损试验，实验条件为温度22℃，湿度40%。摩擦环采用45#钢，试验用润滑为抗磨液压油。
测试结果如表1所示：
表1
由表1可知，本发明制备的化工泵用密封垫片具有较高的耐磨性能。