专利名称：耐酸磁性液体密封材料的制造方法
技术领域：
本发明涉及纳米技术及密封材料领域，特别是一种用于酸类介质密封用磁性液体密封材料的制造方法。
背景技术：
目前，国内外用于酸类介质密封中使用的密封材料多是氟胶圈、硅胶圈、碳-石墨密封环、氮化硅密封环、氧化铝密封环、金属陶瓷密封环及聚四氟乙烯密封环等。其缺点是由于密封部位是硬接触，在运动过程中，由于机械磨损，密封间隙将逐渐变大，泄漏逐渐增加，最终导致密封失败。而使用本发明耐酸磁性液体密封材料时，由于磁性液体密封是软密封，在密封部位没有硬接触，不存在机械磨损，所以密封性好，密封寿命长，一般密封寿命延长一倍以上。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种以碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子、聚四氟乙烯乳液为主要原料的耐酸磁性液体密封材料的制造方法。本发明与现有技术相比具有如下优点由于耐酸磁性液体密封材料是软密封，在密封部位没有硬接触，不存在机械磨损，所以密封性好，密封寿命长，一般密封寿命延长一倍以上。
本发明的目的是这样实现的其特征是采用如下工艺步骤1、制备碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子以高纯的铁、镍或其合金棒作为阳极，以高纯石墨棒作为阴极，在氢气+甲烷+氩气或氢气+甲烷+硅烷+氩气的混合气氛下，用电弧放电法制备出碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子，粒子的平均粒径为10-50纳米。
2、配制耐酸磁性液体密封材料耐酸磁性液体密封材料的组成为(按质量)碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子20-60％，聚四氟乙烯乳液10-25％，硅油10-35％，硅脂10-20％，油酸+硅烷偶联剂5-10％。
其制备方法是(1)按耐酸磁性液体密封材料的组成配方比例称取碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子、聚四氟乙烯乳液、硅油和硅脂；(2)配制适量的油酸和硅烷偶联剂(油酸和硅烷偶联剂的重量比为1比1)的混合液；(3)把碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子放入烧杯，倒入配好的油酸和硅烷偶联剂的混合液，搅拌后用超声波震荡15分钟；(4)将烧杯加热到180℃度，在该温度下保持20分钟后，自然冷却到室温；(5)用磁铁挤出多余的油酸和硅烷偶联剂的混合液，并倒出，将烧杯放入烘箱，首先加热到180℃并恒温40分钟，然后再降温到150℃并恒温30分钟，之后再降温到100℃并恒温60分钟，然后自然冷却到室温；(6)把经过处理的碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子和称好的硅油和硅脂放入搅拌容器中，机械搅拌3小时；(7)把称好的聚四氟乙烯乳液加入搅拌容器中，机械搅拌5小时，即制备出耐酸磁性液体密封材料。
本发明的优点是耐酸磁性液体密封材料是软密封，在密封部位没有硬接触，不存在机械磨损，所以密封性好，密封寿命长，一般密封寿命延长一倍以上。
具体实施例方式
实施例1以高纯镍棒作为阳极，以高纯石墨棒作为阴极，在氢气+甲烷+氩气的混合气氛下，用电弧放电法制备出了碳包覆镍纳米粒子，粒子的平均粒径为20纳米。
耐酸磁性液体密封材料的组成为(按质量)碳包覆镍纳米粒子50％，聚四氟乙烯乳液15％，硅油15％，硅脂12％，油酸+硅烷偶联剂8％。制备方法是(1)按耐酸磁性液体密封材料的组成配方比例称取碳包覆镍纳米粒子、聚四氟乙烯乳液、硅油和硅脂；(2)配制适量的油酸和硅烷偶联剂(油酸和硅烷偶联剂的重量比为1比1)的混合液；(3)把碳包覆镍纳米粒子放入烧杯，倒入配好的油酸和硅烷偶联剂的混合液，搅拌后用超声波震荡15分钟；(4)将烧杯加热到180℃度，在该温度下保持20分钟后，自然冷却到室温；(5)用磁铁挤出多余的油酸和硅烷偶联剂的混合液，并倒出，将烧杯放入烘箱，首先加热到180℃并恒温40分钟，然后再降温到150℃并恒温30分钟，之后再降温到100℃并恒温60分钟，然后自然冷却到室温；(6)把经过处理的碳包覆镍纳米粒子和称好的硅油和硅脂放入搅拌容器中，机械搅拌3小时；(7)把称好的聚四氟乙烯乳液加入搅拌容器中，机械搅拌5小时，即制备出耐酸磁性液体密封材料。耐酸磁性液体密封材料的性能指标是室温(25℃)时粘度为1.5×105mPa.s，饱和磁化强度为20Am2/kg。
实施例2以高纯铁棒作为阳极，以高纯石墨棒作为阴极，在氢气+甲烷+硅烷+氩气的混合气氛下，用电弧放电法制备出了碳-硅包覆铁纳米粒子，粒子的平均粒径为30纳米。
耐酸磁性液体密封材料的组成为(按质量)碳-硅包覆铁纳米粒子45％，聚四氟乙烯乳液13％，硅油20％，硅脂15％，油酸+硅烷偶联剂7％。制备方法是(1)按耐酸磁性液体密封材料的组成配方比例称取碳-硅包覆铁纳米粒子、聚四氟乙烯乳液、硅油和硅脂；(2)配制适量的油酸和硅烷偶联剂(油酸和硅烷偶联剂的重量比为1比1)的混合液；(3)把碳-硅包覆铁纳米粒子放入烧杯，倒入配好的油酸和硅烷偶联剂的混合液，搅拌后用超声波震荡15分钟；(4)将烧杯加热到180℃度，在该温度下保持20分钟后，自然冷却到室温；(5)用磁铁挤出多余的油酸和硅烷偶联剂的混合液，并倒出，将烧杯放入烘箱，首先加热到180℃并恒温40分钟，然后再降温到150℃并恒温30分钟，之后再降温到100℃并恒温60分钟，然后自然冷却到室温；(6)把经过处理的碳-硅包覆铁纳米粒子和称好的硅油和硅脂放入搅拌容器中，机械搅拌3小时；(7)把称好的聚四氟乙烯乳液加入搅拌容器中，机械搅拌5小时，即制备出耐酸磁性液体密封材料。耐酸磁性液体密封材料的性能指标是室温(25℃)时粘度为2.0×105mPa.s，饱和磁化强度为35Am2/kg。
实施例3以高纯铁-镍合金棒作为阳极，以高纯石墨棒作为阴极，在氢气+甲烷+氩气的混合气氛下，用电弧放电法制备出了碳包覆铁-镍合金纳米粒子，粒子的平均粒径为25纳米。
耐酸磁性液体密封材料的组成为(按质量)碳包覆铁-镍合金纳米粒子52％，聚四氟乙烯乳液14％，硅油16％，硅脂12％，硅烷偶联剂+油酸6％。制备方法是(1)按耐酸磁性液体密封材料的组成配方比例称取碳包覆铁-镍合金米粒子、聚四氟乙烯乳液、硅油和硅脂；(2)配制适量的油酸和硅烷偶联剂(油酸和硅烷偶联剂的重量比为1比1)的混合液；(3)把碳包覆铁-镍合金纳米粒子放入烧杯，倒入配好的油酸和硅烷偶联剂的混合液，搅拌后用超声波震荡15分钟；(4)将烧杯加热到180℃度，在该温度下保持20分钟后，自然冷却到室温；(5)用磁铁挤出多余的油酸和硅烷偶联剂的混合液，并倒出，将烧杯放入烘箱，首先加热到180℃并恒温40分钟，然后再降温到150℃并恒温30分钟，之后再降温到100℃并恒温60分钟，然后自然冷却到室温；(6)把经过处理的碳包覆铁-镍合金纳米粒子和称好的硅油和硅脂放入搅拌容器中，机械搅拌3小时；(7)把称好的聚四氟乙烯乳液加入搅拌容器中，机械搅拌5小时，即制备出耐酸磁性液体密封材料。耐酸磁性液体密封材料的性能指标是室温(25℃)时粘度为2.2×105mPa.s，饱和磁化强度为40Am2/kg。
权利要求
1.一种耐酸磁性液体密封材料的制造方法，其特征是，按如下工艺步骤(1)制备碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子以高纯的铁、镍或其合金棒作为阳极，以高纯石墨棒作为阴极，在氢气+甲烷+氩气或氢气+甲烷+硅烷+氩气的混合气氛下，用电弧放电法制备出碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子，粒子的平均粒径为10-50纳米；(2)配制耐酸磁性液体密封材料耐酸磁性液体密封材料的组成为(按质量)碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子20-60％，聚四氟乙烯乳液10-25％，硅油10-35％，硅脂10-20％，油酸+硅烷偶联剂5-10％；其制备方法是(1)按耐酸磁性液体密封材料的组成配方比例称取碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子、聚四氟乙烯乳液、硅油和硅脂；(2)配制适量的油酸和硅烷偶联剂(油酸和硅烷偶联剂的重量比为1比1)的混合液；(3)把碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子放入烧杯，倒入配好的油酸和硅烷偶联剂的混合液，搅拌后用超声波震荡15分钟；(4)将烧杯加热到180℃度，在该温度下保持20分钟后，自然冷却到室温；(5)用磁铁挤出多余的油酸和硅烷偶联剂的混合液，并倒出，将烧杯放入烘箱，首先加热到180℃并恒温40分钟，然后再降温到150℃并恒温30分钟，之后再降温到100℃并恒温60分钟，然后自然冷却到室温；(6)把经过处理的碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子和称好的硅油和硅脂放入搅拌容器中，机械搅拌3小时；(7)把称好的聚四氟乙烯乳液加入搅拌容器中，机械搅拌5小时，即制备出耐酸磁性液体密封材料。
2.根据权利要求1所述的一种耐酸磁性液体密封材料的制造方法，其特征是，在氢气+甲烷+氩气或氢气+甲烷+硅烷+氩气的混合气氛下，用电弧放电法制备出碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子，粒子的平均粒径为10-50纳米。
3.根据权利要求1所述的一种耐酸磁性液体密封材料的制造方法，其特征是，耐酸磁性液体密封材料的组成为(按质量)碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子20-60％，聚四氟乙烯乳液10-25％，硅油10-35％，硅脂10-20％，油酸+硅烷偶联剂5-10％；
4.根据权利要求1所述的一种耐酸磁性液体密封材料的制造方法，其特征是，配制耐酸磁性液体密封材料的工艺步骤为(1)按配方比例称取碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子、聚四氟乙烯乳液、硅油和硅脂；(2)配制适量的油酸和硅烷偶联剂(油酸和硅烷偶联剂的重量比为1比1)的混合液；(3)把碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子放入烧杯，倒入配好的油酸和硅烷偶联剂的混合液，搅拌后用超声波震荡15分钟；(4)将烧杯加热到180℃度，在该温度下保持20分钟后，自然冷却到室温；(5)用磁铁挤出多余的油酸和硅烷偶联剂的混合液，并倒出，将烧杯放入烘箱，首先加热到180℃并恒温40分钟，然后再降温到150℃并恒温30分钟，之后再降温到100℃并恒温60分钟，然后自然冷却到室温；(6)把经过处理的碳包覆或碳-硅包覆磁性纳米粒子和称好的硅油和硅脂放入搅拌容器中，机械搅拌3小时；(7)把称好的聚四氟乙烯乳液加入搅拌容器中，机械搅拌5小时，即制备出耐酸磁性液体密封材料。
全文摘要
本发明提供一种耐酸磁性液体密封材料的制造方法，其特征是按如下工艺步骤1.制备碳包覆或碳－硅包覆磁性纳米粒子；2.配制耐酸磁性液体密封材料。制备方法是(1)称取碳包覆或碳－硅包覆磁性纳米粒子、聚四氟乙烯乳液、硅油和硅脂；(2)配制油酸和硅烷偶联剂的混合液；(3)把碳包覆或碳－硅包覆磁性纳米粒子和油酸和硅烷偶联剂的混合液放入烧杯，搅拌后用超声波震荡；(4)将烧杯加热、保持、自然冷却到室温；(5)用磁铁挤出多余的油酸和硅烷偶联剂的混合液；(6)把经过处理的碳包覆或碳－硅包覆磁性纳米粒子和硅油和硅脂搅拌；(7)把称好的聚四氟乙烯乳液加入搅拌器中，机械搅拌，即制备出耐酸磁性液体密封材料。
文档编号C09K3/10GK1923941SQ20061004753
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者孙维民, 李志杰, 史桂梅, 刘正 申请人:沈阳工业大学