一种低摩擦系数软填料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及密封材料，属于用于泵类、阀门、减速器等有旋转运动的轴杆密封材料【技术领域】。该低摩擦系数软填料中各组成及其质量分数百分数为：20%～40%植物纤维、20%～30%无机质、5%～10%浸润剂、5%～15%润滑剂、5%～15%增稠剂；该低摩擦系数软填料制备步骤为浸润、切碎、混合、蒸发，最终制成该低摩擦系数软填料。该低摩擦系数软填料可以有效保护轴承，利用更小的摩擦系数，承受更大的施加在填料上的沿轴承径向施加的预应力，避免发生因预应力过大而导致泵在运转时发生泵体震动的现象。
【专利说明】一种低摩擦系数软填料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及密封材料，属于用于泵类、阀门、减速器等有旋转运动的轴杆密封材料
【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 现有泵多采用定型规格的盘根，填入到泵的填料函中。这种密封方式虽然较为简 便，能起到一定程度的效果，然而此类盘根与泵轴之间依旧存在着一定程度的摩擦，即便是 摩擦系数非常小的盘根，其与轴接触处的发热量也是惊人的，因此往往需要配合冷却系统 共同工作。同时长期使用对轴承磨损也是相当严重，长期使用会对轴承造成永久性的伤害。
[0003] 泥状填料------也称："注入式软填料"由新一代高性能纤维配以特殊的油脂及 润滑，精制而成的高级"盘根"--软填料，任意尺寸，任意形状，极易安装，通过专用的高压 枪便可直接注射，不必象传统的盘根，需要预切割，能适用任何尺寸的填料函密封。
[0004] 安装软填料需要给填料一定的预应力，过轻会造成填料与轴承间的间隙，过重会 造成填料与轴承挤压过紧，导致填料与轴承摩擦产生大量热并伴随泵提震动等现象的出 现，因此合理施加预应力才能使填料与轴承良好配合，但是如何才能合理施加预应力，多 大的力才是合适，如果预应力过大又如何避免发生上述情况呢。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种低摩擦系数软填料及 其制备方法。
[0006] 本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种低摩擦系数软填料，由如下 的质量百分数组成： 植物纤维 20%?40% 无机质 20%?30% 浸润剂 5%?10% 润滑剂 5%?15% 增稠剂 5%?15% 其中， 所述植物纤维为蓖麻线、亚麻线、苎麻线或黄麻线中至少两种的混合物； 所述无机质为石墨、二硫化钥或二氧化硅中两种； 所述浸润剂为三甲氧基硅烷、亚甲基硅烷或纯度99%聚四氟乙烯乳液中的一种； 所述润滑剂为蓖麻基润滑油、矿物基础油或ΡΑ0聚α稀烃合成油中的一种； 所述增稠剂为天然高分子及其衍生物，包括：淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲 壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂中的一种或几种。
[0007] 所述植物纤维中各成分质量百分含量为：10%?60%蓖麻线、15%?40%亚麻线、 0?20%苎麻或0?20%黄麻。
[0008] 所述无机质中各成分质量百分含量为：35%?65%石墨、0?35%二硫化钥或0? 35%二氧化硅；所述无机质的粒径为2000?3000目。
[0009] 所述低摩擦系数软填料的制备方法步骤如下： (1) 将所述植物纤维常温浸入所述浸润剂中24?48小时； (2) 取出步骤（1)中浸润的植物纤维进行切碎处理，切碎后的植物纤维长度小于5mm ; (3) 向第一分散釜中依次添加所述无机质及所述润滑剂，800转/分钟高速搅拌，混合 均勻10?15min ; (4) 向第二分散釜中依次添加切碎后的植物纤维和步骤（3)中获得的混合物，充分混 合，以800转/分钟高速搅拌后，再向第二分散釜中加入增稠剂并以50?150转/分钟低 速搅拌直至两者之间无明显分层； (5) 将步骤（4)中得到的混合物以50?80°C进行蒸发处理，使得最后混合物中水的质 量百分数在13%?25%之间。
[0010] 本发明采用上述技术方案的有益效果是：本发明通过使用性质相近或相似的植物 纤维与浸润剂相互配合，使浸润剂更好的渗透入植物纤维中，以减小所用植物纤维的摩擦 系数，同时混入粉末状的无极物质，以此填塞植物纤维中的缝隙，减小缝隙造成的接触面不 均匀的问题，由于本发明的填料摩擦系数较小，轴承与填料配合使用时，即使施加在填料径 向的预应力略大也不会在轴承与填料间产生较大摩擦力，从而避免了在摩擦部位过热造成 轴承损伤。同时制备该软填料时采取先浸润后切碎再混合的步骤，以较短的植物纤维进行 搅拌，减小搅拌过程中对搅拌机带来的负担；最后蒸发处理，大幅降低水含量，以便保存。
【具体实施方式】 实施例
[0011] 本实施例的一种低摩擦系数软填料，由如下的质量百分数组成： 植物纤维 20%?40% 无机质 20%?30% 浸润剂 5%?10% 润滑剂 5%?15% 增稠剂 5%?15% 其中， 本实施例的植物纤维为蓖麻线（本实施例中蓖麻线的质量百分数为60%)及亚麻线 (本实施例中亚麻线的质量百分数为40%)的混合材料，当然还可以加入苎麻线和黄麻线， 本实施例中苎麻线和黄麻线质量分数百分比均为0。
[0012] 本实施例的无机质为石墨(本实施例中石墨的质量百分数为65%)和_硫化钥(本 实施例中二硫化钥的质量百分数为35%)的混合物，当然还可以是石墨与二氧化硅的混合物 或是石墨、二硫化钥及二氧化硅的混合物；本实施例中二氧化硅质量分数百分比为〇 ;无机 质混合物的粒径为2000?3000目，优选为2500目。
[0013] 本实施例的浸润剂为三甲氧基硅烷，当然还可以是亚甲基硅烷或纯度99%聚四氟 乙烯乳液。
[0014] 本实施例的润滑剂为蓖麻基润滑油，当然还可以是矿物基础油或ΡΑ0聚α稀烃合 成油。
[0015] 本实施例的增稠剂为天然高分子及其衍生物，由淀粉、大豆蛋白胶及琼脂按1 :1 : 1的比例组成，当然还可以加入微量的明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树 胶、黄原胶、天然橡胶或羊毛脂中的一种或几种。
[0016] 本实施例的低摩擦系数软填料的制备方法步骤如下： (1) 将植物纤维进行编织使成为一体的编织绳，将该编织绳常温浸入所述浸润剂中 24?48小时； (2) 取出步骤（1)中浸润的编织绳进行切碎处理，切碎后的编织绳长度小于5mm ; 切碎是为避免对后续搅拌操作带来影响的预处理，以此来减少之后的搅拌用时。
[0017] (3)向第一分散釜中依次添加无机质及润滑剂，800转/分钟高速搅拌，混合均匀 10 ?15min ; (4)向第二分散釜中依次添加切碎后的植物纤维和步骤（3)中获得的混合物，充分混 合，以800转/分钟高速搅拌后，再向第二分散釜中加入增稠剂并以50?150转/分钟低 速搅拌直至两者之间无明显分层； 这里的增稠剂都是一些天然高分子及其衍生物，减少成品对环境的污染。并且这里采 取的是后加增稠剂，并采取低转速缓慢搅拌，避免物料飞溅和混合不均匀。
[0018] (5)将步骤（4)中得到的混合物以50?80°C进行蒸发处理，使得最后混合物中水 的质量百分数在13%?25%之间。
[0019] 减小水含量，减少溶于水的水溶物质的比例，使整体更为紧实，易于存放。
[0020] 本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要 求的保护范围。
【权利要求】
1. 一种低摩擦系数软填料，其特征在于，由如下的质量百分数组成： 植物纤维 20%?40% 无机质 20%?30% 浸润剂 5%?10% 润滑剂 5%?15% 增稠剂 5%?15% 其中， 所述植物纤维为蓖麻线、亚麻线、苎麻线或黄麻线中至少两种的混合物； 所述无机质为石墨、二硫化钥或二氧化硅中两种； 所述浸润剂为三甲氧基硅烷、亚甲基硅烷或纯度99%聚四氟乙烯乳液中的一种； 所述润滑剂为蓖麻基润滑油、矿物基础油或PAO聚α稀烃合成油中的一种； 所述增稠剂为天然高分子及其衍生物，包括：淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲 壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂中的一种或几种。
2. 如权利要求1所述低摩擦系数软填料，其特征在于：所述植物纤维中各成分质量百 分含量为：10%?60%蓖麻线、15%?40%亚麻线、0?20%苎麻或0?20%黄麻。
3. 如权利要求2所述低摩擦系数软填料，其特征在于：所述无机质中各成分质量百 分含量为：35%?65%石墨、0?35%二硫化钥或0?35%二氧化硅；所述无机质的粒径为 2000 ?3000 目。
4. 如权利要求1、2或3所述低摩擦系数软填料的制备方法，其特征在于该方法步骤如 下： (1) 将所述植物纤维常温浸入所述浸润剂中24?48小时； (2) 取出步骤（1)中浸润的植物纤维进行切碎处理，切碎后的植物纤维长度小于5mm ; (3) 向第一分散釜中依次添加所述无机质及所述润滑剂，800转/分钟高速搅拌，混合 均勻10?15min ; (4) 向第二分散釜中依次添加切碎后的植物纤维和步骤（3)中获得的混合物，充分混 合，以800转/分钟高速搅拌后，再向第二分散釜中加入增稠剂并以50?150转/分钟低 速搅拌直至两者之间无明显分层； (5) 将步骤（4)中得到的混合物以50?80°C进行蒸发处理，使得最后混合物中水的质 量百分数在13%?25%之间。
【文档编号】C09K3/10GK104152106SQ201410368370
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】马巧根, 吴宇英, 曹启广, 张军, 陈秋兰, 叶爱琴 申请人:苏州通力电气有限公司