一种制备船舶艉轴密封润滑用静环的工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于密封材料技术领域，具体涉及一种制备船舶艉轴密封润滑用静环的工 艺方法。
【背景技术】
[0002] 轴密封装置主要由摩擦副组成，摩擦副是动环和静环的总称，是构成机械密封最 主要的元件。摩擦副运行时，由于受到弹簧力、密封压力、液膜开启力、摩擦力以及运行时 惯性力等作用，静环部分磨损较快，需定期更换，所以静环在很大程度上决定了艉轴密封 装置的使用性能和寿命。静环是艇体上密封尺寸最大，工作环境最为恶劣的动密封设备， 静环的制造技术，是舰艇通海设备及系统的关键技术之一。静环作为易损件必须具有机械 强度高、自润滑性能好、耐磨性好、导热性好、耐热和热冲击性能好、耐腐蚀性能强、线膨胀 系数小和吸振性能强等优点。
[0003] 我国作为一个造船大国，静环的制造工艺和研究水平却严重滞后于造船业的发展 速度，特别是大直径、高性能静环材料一直主要依赖进口。目前我国关于静环的产品及研究 主要集中在机械液压密封静环上，对于船舶使用的静环产品种类单一且性能较差。国内使 用的静环产品大多为橡胶、氟塑料及碳氟化合物材质，并且大多采用简单的热压成型工艺， 所得到的产品抗压能力差，线速度低，耐热性能较差，易变形，不适于大型船舶使用。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种制备船舶艉轴密封润滑用 静环的工艺方法，与传统方法相比，通过本发明得到的静环具有良好的力学性能和润滑性 能。
[0005] 本发明提供一种制备船舶艉轴密封润滑用静环的工艺方法，包括如下步骤：
[0006] (1)连续长纤维的处理：将酚醛树脂溶解于乙醇溶剂中，加入硅烷偶联剂后混合 均匀，得到混合溶液，将连续长纤维浸泡于混合溶液中，烘干后得到浸渍胶液的增强长纤 维；
[0007] 所述连续长纤维为芳纶纤维；
[0008] (2)无机填料的活化处理：将钛酸酯偶联剂溶解于乙醇溶剂中，将无机填料于高 速分散机中混合，同时，喷洒钛酸酯偶联剂乙醇溶液，烘干后以高速分散机分散，得到活化 后的无机填料；
[0009] 所述无机填料选自滑石粉、白云石粉中的一种或两种；
[0010] ⑶短纤维的活化处理：将硅烷偶联剂溶解于乙醇溶剂中，将短纤维置于混料机 中开松，同时，喷洒硅烷偶联剂乙醇溶液，烘干后再进行开松，得到活化后的短纤维；
[0011] 所述短纤维选自短芳纶纤维、黄麻纤维中的一种或两种；
[0012] (4)物料的混合：将步骤⑵中活化后的无机填料与聚乙烯錯、酚醛树脂于高速分 散机中共混，得到混合粉料；将混合粉料与步骤（3)中活化后的短纤维加入混料机中共混， 得到混合物料；
[0013] (5)混合物料的预成型：
[0014] a)将步骤（4)中得到的混合物料倾入捏合机中，喷洒乙醇浸润混合物料，开启捏 合机混和物料，得到溶剂浸润的湿料；
[0015] b)将步骤a)中的湿料涂覆在步骤（1)中得到的增强长纤维上，得到涂覆纤维，将 涂覆纤维每三支为一组互绕打捻，得到成捻复合纤维；
[0016] c)将酚醛树脂溶解于乙醇溶剂中，在密炼机中密炼成为胶液；
[0017] d)将步骤b)所得成捻复合纤维经步骤c)所得胶液后缠绕编织在模具上，将模具 于烘箱内烘干去除溶剂后扣合模具，于平板硫化机上预热、预压、放气，再于固化硫化机上 热压成型为预制件；
[0018] e)将步骤d)所得预制件进行机加工成型后得到船舶艉轴密封润滑用静环。
[0019] 优选的是，，步骤（1)、步骤（4)、步骤（5)中所述酚醛树脂为PF6290A ;步骤（1)和 步骤（3)中所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙基硅烷KH550,步骤（2)中所述钛酸酯偶联剂 为 LD-144。
[0020] 优选的是，所述连续长纤维的粗度为400~800d，所述短芳纶纤维的长度为1~ 5mm，所述黄麻纤维的长度为1~3mm。
[0021] 优选的是，步骤（1)所述酚醛树脂在乙醇溶剂中的固含量为15~55%，硅烷偶联 剂为酚醛树脂重量的0. 2~1. 5% ;步骤（2)所述钛酸酯偶联剂在乙醇溶剂中的固含量为 1~10%，每千克无机填料喷洒20~150mL钛酸酯偶联剂乙醇溶液；步骤（3)所述硅烷偶 联剂在乙醇溶剂中的固含量为0. 5~1. 5%，每千克短纤维喷洒20~IOOmL硅烷偶联剂乙 醇溶液。
[0022] 优选的是，按照重量份计，步骤（4)中各组分的含量为活化后的无机填料8~25 份、活化后的短纤维10~25份、酚醛树脂15~25份、聚乙烯蜡1~10份。
[0023] 优选的是，步骤（5)a)所述乙醇量为步骤（4)所述混合物料中酚醛树脂重量的 25% ~100%〇
[0024] 优选的是，步骤（5)c)所述酚醛树脂在乙醇溶剂中的固含量为20~70%，所述密 炼时间为10~30min。
[0025] 优选的是，步骤（5) b)中所述涂覆方法为：将涂覆机出料温度设定在45~75°C， 将步骤（5)a)得到的溶剂浸润的湿料涂覆在步骤（1)得到的增强长纤维上。
[0026] 优选的是，步骤（5)b)中得到的涂覆纤维的直径为1~3_，成捻复合纤维的捻度 为0.5~3捻/厘米。
[0027] 优选的是，步骤（5) d)中所述平板硫化机预热温度为80~115°C，预压2~lOmin， 放气2~4次，所述固化硫化机热压成型压力为10~25Mpa，温度为145~165°C，固化时 间为1. 5~3h。
[0028] 本发明的有益效果：本发明通过将连续长纤维浸胶后烘干，然后将活化处理的短 纤维、填料等混匀后调湿，涂覆于连续长纤维上，得到涂覆纤维，再将涂覆纤维以三股打捻， 然后浸润已调配好的树脂胶液，以缠绕编织的方式填充模具，烘干后扣合模具热压成型。本 发明静环是以连续长纤维为增强体，酚醛树脂为树脂基体，所得静环材料具有良好的力学 性能和润滑性能，并且不易变形，实验结果表明，其压缩强度> 120MPa，弯曲强度> 60MPa， 冲击强度> 32kJ/m2,硬度< 75 (Rockwell，RHM)。本发明与传统方法所得静环相比更具优 势，其结构的可设计性、优良的润滑耐磨损性能和力学性能、良好的工艺性等能高效率、大 规模稳定生产，能够满足大型船舶船轴密封的使用要求。
【具体实施方式】
[0029] 为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发 明的优选实施方案进行描述，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0030] 本发明提供一种制备船舶艉轴密封润滑用静环的工艺方法，包括如下步骤：
[0031] (1)连续长纤维的处理：将酚醛树脂溶解于乙醇溶剂中，加入硅烷偶联剂后混合 均匀，得到混合溶液，将连续长纤维浸泡于混合溶液中，烘干后得到浸渍胶液的增强长纤 维；
[0032] 所述连续长纤维为芳纶纤维；
[0033] (2)无机填料的活化处理：将钛酸酯偶联剂溶解于乙醇溶剂中，将无机填料于高 速分散机中混合，同时，喷洒钛酸酯偶联剂乙醇溶液，烘干后以高速分散机分散，得到活化 后的无机填料；
[0034] 所述无机填料选自滑石粉、白云石粉中的一种或两种；
[0035] (3)短纤维