本發(fā)明屬于閥門密封圈領域，具體涉及一種青銅粉填充的聚四氟乙烯閥門密封圈及其制備方法與應用。
背景技術：
聚四氟乙烯（PTFE）以其高度的化學穩(wěn)定性，極強的耐高、低溫性能，突出的不粘性，良好的潤滑性，優(yōu)異的電絕緣性、耐老化性，極小的吸水性等，使其在航空航天、石油化工、機械工業(yè)、電子電器、食品工業(yè)、紡織等領域具有廣泛的應用．但也因其存在機械性能較差，線膨脹系數(shù)大，耐蠕變性差，耐磨損性差，硬度低，成型和二次加工困難等缺陷，使其應用范圍受到一定的限制。為了改善和克服純PTFE的缺陷，常采用表面改性，填充改性和共混改性等手段來提高其綜合性能，其中尤以填充改性最為簡單、價格低、效果好而得以普遍采用。
專利號CN103627119A公開了一種聚四氟乙烯減震器墊片，由下述組分按重量份組成：聚四氟乙烯100份，玻璃纖維20-30份，四針狀氧化鋅晶須4-8份，青銅粉2-4份，石墨1-3份。該聚四氟乙烯減震器墊片具有良好的耐燃、耐溫、不黏性的特點，熱穩(wěn)定性強和回彈性高。
本發(fā)明采用用青銅粉、石墨和聚苯酯修飾的碳纖維填充聚四氟乙烯，制備得到的青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，具有良好的耐燃、耐溫、不黏性的特點，熱穩(wěn)定性強和回彈性高，特別具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和較高抗壓性能。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的首要目的在于提供一種青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，該碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈具有良好的耐燃、耐溫、不黏性的特點，熱穩(wěn)定性強和回彈性高。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述熱穩(wěn)定性強和回彈性高碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備方法。
一種青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下重量份的組分制備而成：聚四氟乙烯100份、碳納米管5-8份、苯酚8-10份、對甲基苯甲酸8-10份、膨潤土1-2份、二苯醚5-8份、鈦酸丁酯1-3份、60-70%次氯酸鈉20-25份、EDTA 20-25份、氨水40-50份、無水乙醇80-100份、四針狀氧化鋅晶須2-4份、青銅粉4-5份、石墨1-3份、二硫化鉬1-2份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 1-3份、氯化銨9-10份、尿素30-35份、水30-35份。
一種青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下步驟制備而成：
（1）碳納米管的的活化
A 碳納米管的氧化改性
先將二硫化鉬分散在60-70%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌10-12h，抽濾，濾餅放入無水乙醇中超聲20-30min，在50-60℃真空干燥20-30h，的到氧化改性的碳納米管；
B 碳納米管的活化
將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，50-70℃，PH為5-7條件下超聲1-3h，靜置1-2h，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲1-3h，靜置1-2h，過濾，50-60℃真空干燥20-30h，的到活性碳納米管；
（2）聚苯酯修飾碳納米管
將活性碳納米管、苯酚、對羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散1-3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，70-90℃酯化8-10h，加入膨潤土，超聲分散0.5-1h，提高反應溫度到180-200℃進行縮聚，縮聚20-30h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
（3）碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、四針狀氧化鋅晶須、青銅粉、石墨混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在40～100℃下干燥，將干燥的混合原料在20～60MPa冷模壓成型，加壓速率5-10MPa/min并保壓1～30min；再將成型的產品進行燒結，冷卻至室溫，即獲得本發(fā)明所制備的青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。
所述聚四氟乙烯樹脂為懸浮聚四氟乙烯樹脂，其粒徑分布為15～60μm；所述四針狀氧化鋅晶須、青銅粉、石墨、二硫化鉬、膨潤土的粒徑為10～50μm；球磨后聚苯酯修飾碳納米管的粒徑為10-50μm。
相比于其他的聚四氟乙烯閥門密封圈，本發(fā)明提供的青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈具有良好的耐燃、耐溫、不黏性的特點，熱穩(wěn)定性強和回彈性高，特別具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和較高抗壓性能。
具體實施方式
一種青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下重量份的組分制備而成：聚四氟乙烯100份、碳納米管5份、苯酚10份、對甲基苯甲酸8份、膨潤土1份、二苯醚5份、鈦酸丁酯1份、60-70%次氯酸鈉20份、EDTA 25份、氨水50份、無水乙醇100份、四針狀氧化鋅晶須4份、青銅粉5份、石墨3份、二硫化鉬2份、硅烷偶聯(lián)劑kh550 3份、氯化銨9份、尿素35份、水35份。
一種青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，由如下步驟制備而成：
（1）碳納米管的的活化
A 碳納米管的氧化改性
先將二硫化鉬分散在60%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌12h，抽濾，濾餅放入無水乙醇中超聲30min，在60℃真空干燥20h，的到氧化改性的碳納米管；
B 碳納米管的活化
將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，50℃，PH為5條件下超聲1h，靜置2h，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲2h，靜置2h，過濾，60℃真空干燥30h，的到活性碳納米管；
（2）聚苯酯修飾碳納米管
將活性碳納米管、苯酚、對羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，90℃酯化8h，加入膨潤土，超聲分散1h，提高反應溫度到200℃進行縮聚，縮聚20h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
（3）碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯粉體、四針狀氧化鋅晶須、青銅粉、石墨混合后，再將硅烷偶聯(lián)劑kh550噴灑在其中，在100℃下干燥，將干燥的混合原料在60MPa冷模壓成型，加壓速率5MPa/min并保壓30min；再將成型的產品進行燒結，冷卻至室溫，即獲得青銅粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。
經測試：拉升強度27MPa；斷裂伸長率210%；沖擊強度20.5KJ/m；彎曲強度27MPa；磨耗4.0mm3（負載250N，線速度2m/s，時間3分鐘）。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明所揭露的技術范圍內，可不經過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。