[其他]含碳纖維增強聚四氟乙烯密封材料

無效

• 申請號: 85100880
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100880A
• 公開（公告）日: 1986-07-23
• 發明（設計）人: 王秀崗;顧春晗;張淑珍;周建平;羅康
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所;鞍山石棉制品廠
• 主分類號: C09K3/10
• 分類號: C09K3/10;C08J5/04
• 代理公司: 中國科學院專利事務所
• 代理人: 黃永奎

本發明屬于高分子材料含碳纖維增強聚四氟乙烯復合材料的改進。

本發明所提供的含碳纖維增強聚四氟乙烯密封材料可廣泛用于各種工業用泵、管道和閥門。其作用在于減少跑、冒、滴、漏，改善生產環境，保護工人健康，安全生產，減少停工檢修次數。

針對以前各種密封材料，如塑料、橡膠、石棉及石棉-聚四氟乙烯密封材料所存在的缺點，國外曾經采用短切碳纖維或碳纖維長絲編織物增強的聚四氟乙烯密封材料。碳纖維的熱導性優于石棉和一般合成纖維，用于動密封，材料的溫升小，因而可延長材料的使用壽命。碳纖維的耐溫性和耐化學試劑性能比一般纖維好，摩擦系數小，因此可在較高的溫度下和各種化學試劑中使用，而且摩耗量小，從而使用壽命比一般密封材料長二至十倍或更長。

針對短切碳纖維在聚四氟乙烯中難分散，碳纖維長絲編織性能差的缺點，本發明提供了一種以含碳纖維為骨架，以聚四氟乙烯為樹脂的復合材料的密封材料及其制法。此種密封材料是由聚丙烯腈、粘膠或酚醛纖維的穩定化或碳化的纖維和聚四氟乙烯乳液或分散液以及石墨、含氟或不含氟的油脂、耐磨金屬銅、錫、銻組成。在此種密封材料中，也可不含有金屬元素，但最好含有金屬元素，這樣可以提高密封材料在動密封條件下的耐磨性能。同樣，也可以不使用含氟或不含氟的油脂，一般情況下，不含有含氟油脂也能滿足實用要求。

此種密封材料中的骨架部份，最好采用碳化后的纖維，因為該纖維的熱導性、耐溫性與耐磨性均優于穩定化纖維。碳化纖維部分系采用先

本發明實施例如下：

實施例1

聚丙烯腈纖維在180-300℃下，用氧引發氰基環化，可得到耐焰纖維。將此種纖維編織成繩或帶，然后在300～1100℃下進行碳化。經碳化的繩或帶與聚四氟乙烯進行復合和成型，即可得到含碳纖維增強聚四氟乙烯的繩或環形密封材料。此種材料可在壓縮機、管道、閥門上使用，耐壓可達350Kg/Cm²，耐溫可達300℃或更高。

實施例2

聚丙烯腈纖維在180-350℃下，在路易斯酸和氧氣存在下引發腈基環化，可得到熱穩定性好的耐焰纖維。將此種纖維編織成繩或帶，在300～1100℃下進行碳化，經碳化的繩或帶與聚四氟乙烯復合成型，可得到含碳纖維增強的聚四氟乙烯的繩或環形密封材料。由于含碳纖維的存在，改善了聚四氟乙烯的蠕變性能。此種材料可用于壓縮機泵、管道和閥門上，其耐壓可達350Kg/Cm²以上，耐溫達300℃或更高。此外，該材料在上述溫度和壓力下，亦可在腐蝕性介質，如酸、堿和有機溶劑中使用。

實施例3

將酚醛纖維進行編織，然后在150-1100℃下進行穩定化和碳化，再與聚四氟乙烯進行復合。復合物可制成繩狀或環狀密封材料，其使用條件與實施例1相同。

實施例4

將粘膠纖維進行編織，然后在150-1100℃下進行穩定化和碳化，再與聚四氟乙烯進行復合。復合物可制成繩狀或環狀密封材料。由于含碳纖維的存在，改善了聚四氟乙烯的高溫蠕變性能，其使用條件與實施例1相同。

上述四種纖維的編織物是在專門設計的碳化爐中進行快速碳化的，從升溫至1100℃約需1小時。冷卻是在特殊條件下進行的，冷卻速度相當快。

此種專門設計的碳化爐由兩部分組成：一部分是加熱腔部分，功率為20-40KW，可長期加熱，能在350-1100℃下保溫。另一部分是園形或方形碳化箱，其中可裝編織物，可通入氮氣和氬氣等保護氣體，并附有測溫系統和控溫系統。箱體尺寸應與加熱腔的大小相適應。

本發明的具體配方如下：