[其他]含碳纤维增强聚四氟乙烯密封材料

说明书

本发明属于高分子材料含碳纤维增强聚四氟乙烯复合材料的改进。

本发明所提供的含碳纤维增强聚四氟乙烯密封材料可广泛用于各种工业用泵、管道和阀门。其作用在于减少跑、冒、滴、漏，改善生产环境，保护工人健康，安全生产，减少停工检修次数。

针对以前各种密封材料，如塑料、橡胶、石棉及石棉-聚四氟乙烯密封材料所存在的缺点，国外曾经采用短切碳纤维或碳纤维长丝编织物增强的聚四氟乙烯密封材料。碳纤维的热导性优于石棉和一般合成纤维，用于动密封，材料的温升小，因而可延长材料的使用寿命。碳纤维的耐温性和耐化学试剂性能比一般纤维好，摩擦系数小，因此可在较高的温度下和各种化学试剂中使用，而且摩耗量小，从而使用寿命比一般密封材料长二至十倍或更长。

针对短切碳纤维在聚四氟乙烯中难分散，碳纤维长丝编织性能差的缺点，本发明提供了一种以含碳纤维为骨架，以聚四氟乙烯为树脂的复合材料的密封材料及其制法。此种密封材料是由聚丙烯腈、粘胶或酚醛纤维的稳定化或碳化的纤维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、耐磨金属铜、锡、锑组成。在此种密封材料中，也可不含有金属元素，但最好含有金属元素，这样可以提高密封材料在动密封条件下的耐磨性能。同样，也可以不使用含氟或不含氟的油脂，一般情况下，不含有含氟油脂也能满足实用要求。

此种密封材料中的骨架部份，最好采用碳化后的纤维，因为该纤维的热导性、耐温性与耐磨性均优于稳定化纤维。碳化纤维部分系采用先

本发明实施例如下：

实施例1

聚丙烯腈纤维在180-300℃下，用氧引发氰基环化，可得到耐焰纤维。将此种纤维编织成绳或带，然后在300～1100℃下进行碳化。经碳化的绳或带与聚四氟乙烯进行复合和成型，即可得到含碳纤维增强聚四氟乙烯的绳或环形密封材料。此种材料可在压缩机、管道、阀门上使用，耐压可达350Kg/Cm²，耐温可达300℃或更高。

实施例2

聚丙烯腈纤维在180-350℃下，在路易斯酸和氧气存在下引发腈基环化，可得到热稳定性好的耐焰纤维。将此种纤维编织成绳或带，在300～1100℃下进行碳化，经碳化的绳或带与聚四氟乙烯复合成型，可得到含碳纤维增强的聚四氟乙烯的绳或环形密封材料。由于含碳纤维的存在，改善了聚四氟乙烯的蠕变性能。此种材料可用于压缩机泵、管道和阀门上，其耐压可达350Kg/Cm²以上，耐温达300℃或更高。此外，该材料在上述温度和压力下，亦可在腐蚀性介质，如酸、碱和有机溶剂中使用。

实施例3

将酚醛纤维进行编织，然后在150-1100℃下进行稳定化和碳化，再与聚四氟乙烯进行复合。复合物可制成绳状或环状密封材料，其使用条件与实施例1相同。

实施例4

将粘胶纤维进行编织，然后在150-1100℃下进行稳定化和碳化，再与聚四氟乙烯进行复合。复合物可制成绳状或环状密封材料。由于含碳纤维的存在，改善了聚四氟乙烯的高温蠕变性能，其使用条件与实施例1相同。

上述四种纤维的编织物是在专门设计的碳化炉中进行快速碳化的，从升温至1100℃约需1小时。冷却是在特殊条件下进行的，冷却速度相当快。

此种专门设计的碳化炉由两部分组成：一部分是加热腔部分，功率为20-40KW，可长期加热，能在350-1100℃下保温。另一部分是园形或方形碳化箱，其中可装编织物，可通入氮气和氩气等保护气体，并附有测温系统和控温系统。箱体尺寸应与加热腔的大小相适应。

本发明的具体配方如下：