专利名称：：金属增强聚醚醚酮阀座的制作方法
技术领域：
：本实用新型属于密封材料制品领域，涉及一种聚醚醚酮复合材料密封件。
背景技术：
：聚醚醚酮(PEEK)树脂的性能优异，应用广，PEEK树脂最早在航空航天领域获得应用，替代铝和其他金属材料制造各种飞机零部件。汽车工业中由于PEEK树脂具有良好的耐摩擦性能和机械性能，用作制造发动机内罩的原材料，用其制造的轴承、垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件在汽车的传动、刹车和空调系统中被广泛采用。作为一种半结晶的工程塑料，PEEK不溶于浓硫酸外的几乎所有溶剂，因而常用来制作压縮机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件。为了进一步满足制造高精度、耐热、耐磨损、抗疲劳和抗冲击零部件的要求，对PEEK进行共混、填充、纤维复合等增强改性处理，可以得到性能更加优异的PEEK复合材料。PEEK与聚醚共混后的复合材料，在具有良好力学性能的同时，又使阻燃性能得到了提高；在PEEK中加入专用酚醛树脂制成的材料，具有特殊的抗摩擦性能；PEEK与聚四氟乙烯共混制成的复合材料，在保持PEEK的高强度、高硬度的同时，还具有突出的耐磨性，可用于制造滑动轴承、密封环等机械零部件；与碳纤维和玻璃纤维等多种纤维进行改性增强，可制成高性能的纤维增强的PEEK复合材料，具有优异的抗蠕变、耐湿热、耐老化和抗冲击性能，还可大幅度提高材料的拉伸和弯曲强度；在PEEK中加入晶须材料，可提高材料的硬度、刚性及尺寸稳定性，用于制造大型石化生产线上的氢气压縮机和石油气压縮机的环状、网状阀片等。阀门和管道在工业输运中十分重要，其密封问题值得重视，否则跑、冒、滴、漏浪费资源会非常严重，随着世界各国对环保要求也越来越高，节省能源、提高输运效率、杜绝浪费是必须的要求。现有技术中，阀门的阀座材料等密封件大部分采用聚四氟乙烯、尼龙、石墨、碳纤维/玻璃纤维填充聚四氟乙烯复合材料、不锈钢等材料。其优缺点都很明显聚四氟乙烯材料耐腐蚀性好，摩擦系数小，对阀门的扭矩也小，但耐温差，长期使用温度《20(TC，而且易蠕变导致泄漏；石墨材料耐高温，比重轻，但不耐压，易破碎导致泄漏；尼龙材料抗压、硬度好，价格相对便宜，但耐腐蚀远不如聚四氟乙烯，耐温也相对低于聚四氟乙烯；碳纤维/玻璃纤维填充聚四氟乙烯复合材料比纯聚四氟乙烯材料耐压、耐磨损、耐温有所提高，但因为该材料的树脂基材70份仍然是氟树脂，它温度只能在《25(TC工作，长期使用温度《20(TC，而且耐水解性差；金属材料，例如不锈钢、耐温、耐压、耐腐蚀性较好，但摩擦系数大、比重大，不能恢复弹性，密封效果不好。聚醚醚酮的性能好，但其成本高，因此须保持耐腐蚀、耐温、耐压的聚醚醚酮优异性能的前提下，还须进一步提高机械性能，提高耐压和耐磨损的强度，同时降低成本的聚醚醚酮的复合材料的制口和制备工艺还未被提出。
发明内容本实用新型的目的，在于提供一种既耐压、耐高温，长期使用温度260'C，耐水解性好，同时耐腐蚀、抗蠕变。完全可以满足当前国际国内的阀门阀座密封件的需求。本实用新型所述的聚醚醚酮复合材料密封件密封件的骨架采用金属件，外裹本实用新型所述聚醚醚酮复合材料l-3mm。聚醚醚酮复合材料，由聚醚醚酮、纳米粒子、填充材料、助剂材料组成，按重量计算，其组成如下聚醚醚酮粉7595份、纳米粒子5~10份、填充材料10~20份、助剂2~5份。所述填充材料是玻璃纤维、碳纤维、石英粉、二硫化钼或碳粉，玻璃纤维或碳纤维可以添加石英粉、二硫化钼或碳粉之一种、二种或两种，所述比例均为重量比。玻璃纤维或碳纤维也可以混合填充。复合材料密封件多是环状结构，也可以是其它异型结构。本实用新型另可添加助剂聚全氟乙丙烯或聚苯硫醚或添加氟塑料(如聚四氟乙烯或偏氟乙烯材料)2~10份。所述纳米材料是纳米无机粒子，采用天然黏土为原料，主要成份为Si02、A1203、MgO，经过提纯、乳化、离子交换、吸附及接枝等数次化学反应处理，制备出具有一维纳米结构的结晶型、增强型的粉体。纳米材料增强改性聚醚醚酮密封件的制备方法依次包括以下步骤(见表1)，也可以采用纯的纳米Si02、Al2。3或MgO。本实用新型有益效果聚醚醚酮复合材料制作各种阀门密封件具备抗蠕变、耐腐蚀、耐温、耐压等特点，进一步提高了机械性能，尤其是提高耐压和耐磨损的强度，同时降低成本10~20%或更多，更有利于该材料的使用与推广。尤其是完全满足阀门和管道不泄漏的要求，对整机的可靠性、安全性起到非常重要的作用。本实用新型的长期使用温度26(TC，耐水解性好，同时耐腐蚀、抗蠕变。完全可以满足当前国际国内的阀门阀座密封件的需求。本实用新型聚醚醚酮等非金属材料与金属材料之间复合成型，通过复合后的产品具有以下特点1、刚性好，抗压、能承受3500磅压力，不变形，表面摩擦系数小，不损坏对磨副。2、结构简单，成型加工容易，根据需要可做成各种形状的阀座密封件。3、可取代金属阀座，作用和效果是金属阀座不能达到的，而且比重下降50%。4、成本降低，比纯聚醚醚酮阀座价格下降。图1是本实用新型烧结升温曲线图2是本实用新型密封件的截面结构示意图具体实施方式工艺流程分为模压成型和注塑成型两种，生产出的产品其性能和使用效果一样。(一)模压成型1、准备金属骨架并配料，聚醚醚酮6590份，玻璃纤维1030份，聚四氟乙烯2~10份，二硫化钼510份，碳纤维1030份。以上比例为重量比。2、混料，按设计要求将配好的料倒入自动混料机，进行混料且混匀，混料时间在0.5~1分钟，混料机转速为2000转/分。3、压制，在金属骨架上将混匀后的原粉料加入模具型腔内，室温20土5。C条件下，以20MPa/min的速度加压，表压达到5MPa/cm2，开始逐步放气，然后保压6分钟，预制品成型。4、将压制好的预制品，放入专用烧结炉内，按下图l烧结工艺参数进行烧结。5、将预成品烧结成品后，初步检验合格再由机械加工至所需的尺寸，最终检验合格出厂。(二)注塑成型1、干燥，将聚醚醚酮颗粒状原料进行干燥，因为该料会吸收0.5份W/W大气水分，导致注塑气孔，为了获得最佳效果，水分少于0.02份W/W。方法将料放入空气循环炉中15(TC土5。C烘23小时。2、料筒温度注塑成型机的料筒相连的柱状加热器必须达到400°C，为完成正确的料斗加料，加料口温度应该保持在7(TC100'C之间。3、喷嘴与闭锁系统在正常的操作过程中，整个循环周期的大部分时间内料筒的喷嘴和浇口套都会相互接触。浇口套的温度明显低于熔融物和喷嘴。如果温度降到340。C以下，料很快固化，因此需要将足够大的加热器安装在喷嘴处，以防止降温和产生"注塑冷料"。4、注射和锁模力在金属骨架上注塑，制品和流道在分型面上的投影面积，决定了在最大射出压力下，防止模具之张开所需的锁模力。典型值65140MPa本实用新型注塑工艺方法与要求可参照其它热塑性塑料。实施如图2，制作尺寸①181/0158X13.8图2为本实用新型的产品结构示意图，该产品经过现场使用，效果很好，满足了客户要求。本产品达到的技术指标如下，见表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>权利要求1、聚金属增强聚醚醚酮阀座，其特征是密封件的骨架采用金属件，外裹聚醚醚酮复合材料1-3mm。专利摘要金属增强聚醚醚酮阀座，密封件的骨架采用金属件，外裹聚醚醚酮复合材料1-3mm。本实用新型刚性好，抗压、能承受3500磅压力，不变形，表面摩擦系数小，不损坏对磨副。结构简单，成型加工容易，根据需要可做成各种形状的阀座密封件。可取代金属阀座，作用和效果是金属阀座不能达到的，而且比重下降50％。成本降低。文档编号B29K71/00GK201145080SQ200820031289公开日2008年11月5日申请日期2008年1月22日优先权日2008年1月22日发明者杨文光申请人:南京肯特复合材料有限公司