一種壓縮機(jī)閥片用改性材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種壓縮機(jī)閥片用改性材料及其制備方 法，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)部件、半導(dǎo)體、壓縮機(jī)、醫(yī)療器械和分析儀器等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬閥片在壓縮機(jī)閥片中的使用已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史，并且在許多方面應(yīng)用良好， 但金屬閥片存在一些缺點(diǎn)，例如當(dāng)使用的介質(zhì)為酸性、潮濕氣體時(shí)，會(huì)嚴(yán)重降低閥片的性 能；輕脆是金屬閥片的又一個(gè)重大缺陷，會(huì)很大程度降低閥片的使用壽命；而在壓縮易 燃、易爆氣體時(shí)如果使用金屬閥片，壓縮機(jī)工作時(shí)氣閥容易產(chǎn)生火花，引起事故，因此必須 采取相應(yīng)的防范措施。此外，金屬閥片因腐蝕而產(chǎn)生凹坑，也會(huì)影響壓縮機(jī)閥片工作的氣密 性等。與材料為金屬的閥片相比較，材料為PEEK的閥片具有可靠性高、能耗低、引起的壓縮 機(jī)容積流量損失小、閥片噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來(lái)PEEK閥片在許多行業(yè)中廣泛受到關(guān) 注與應(yīng)用，成為研究的熱點(diǎn)。
[0003] 閥片是氣體壓縮機(jī)最關(guān)鍵的易損部件之一。閥片的質(zhì)量和使用性能，決定了整個(gè) 壓縮機(jī)組的可靠性、壓縮功效以及維修周期等三大性能。由于金屬閥片噪聲高、密封性能 差、使用壽命短、故障率高，使得停機(jī)維修頻繁因此，研制出國(guó)產(chǎn)新型耐磨、耐腐蝕、抗疲勞 的尚性能PEEK閥片，提尚可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，提尚使用性能具有相當(dāng)大的應(yīng)用價(jià)值與 經(jīng)濟(jì)效益，具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明制備了一種壓縮機(jī)閥片用改性材料，目的是提高PEEK復(fù)合材料的耐磨性， 提高可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。本發(fā)明采用納米二氧化鈦（Ti0 2)作為增強(qiáng)材料，經(jīng)熱壓成型制 備了 PEEK復(fù)合材料，考察了納米粒子的加入對(duì)復(fù)合材料的摩擦磨損性能、拉伸、彎曲以及 沖擊性能的影響，探索改善PEEK復(fù)合材料耐磨性能的新途徑，從而達(dá)到延長(zhǎng)PEEK復(fù)合材 料的使用壽命，為了實(shí)現(xiàn)PEEK的高性能化，使之可應(yīng)用于閥片、密封圈等對(duì)耐磨性有較高 要求的領(lǐng)域，替代金屬材料。
[0005] 技術(shù)方案： 步驟一：采用硬脂酸處理納米Ti02，使納米1102粒子的羥基和硬脂酸的酸酐官能團(tuán)發(fā) 生了酯化反應(yīng)，降低了表面張力，從而提高納米Ti02粒子和PEEK基體的界面結(jié)合力。
[0006] 步驟二：去除原料中的水分，在150°C的真空干燥箱中干燥處理6~12h。將干燥 后的原料按照配方比例稱(chēng)量后，裝入高速混合機(jī)中攪拌。配料攪拌是以1500r/min的低速 混合15min〇
[0007] 步驟三：攪拌完的配料進(jìn)行熱壓成型，成型前對(duì)模具進(jìn)行清潔處理，然后均勻地 在模具表面噴上脫模劑。在48X22X33cm的圓筒形模具中裝入75g的配料，進(jìn)行合模， 預(yù)壓4min，壓力4. 9MPa ;之后將配料連同模具放入爐內(nèi)進(jìn)行升溫熔融，溫度為390°C，保 溫時(shí)間為3h ;然后將模具重新放入平板硫化機(jī)進(jìn)行模壓，模壓壓力為4. 9MPa，保壓時(shí)間為 20min ;隨之進(jìn)行風(fēng)冷降溫，開(kāi)模取樣；最后將制備好的樣品進(jìn)行退火處理，在270°C下恒溫 120min?；鼗鸷蟮臉悠方?jīng)機(jī)械加工成所需的實(shí)驗(yàn)試條。測(cè)試摩擦磨損性能的試條是在上述 的條件制備的，而力學(xué)性能試條則是在170X24X6cm的條形模具，稱(chēng)25g的量；預(yù)壓壓力 為7. 5MPa，時(shí)間3min ;模壓壓力為7. 5MPa，保壓時(shí)間為lOmin。
[0008] 具體實(shí)例： 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施各例： 表1各實(shí)施例對(duì)應(yīng)的配方

由實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)可知，納米Ti02/PEEK復(fù)合材料的摩擦系數(shù)隨著納米Ti02含量的增加 呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，隨著納米粒子含量的增加，納米粒子/PEEK復(fù)合材料的比磨損率均呈現(xiàn) 出先上升后下降的變化趨勢(shì)。當(dāng)納米110 2的含量為5wt%時(shí)，PEEK復(fù)合材料的磨損率達(dá)到 最低值，為2. 84X 10 6mm3/ (N ?!!〇,比純PEEK降低了 17. 92%，并且隨著無(wú)機(jī)納米粒子含量 增加，PEEK復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及沖擊強(qiáng)度的變化趨勢(shì)都很相似，均呈下降的趨 勢(shì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種壓縮機(jī)閥片用改性材料的配方組成如下所示： PEEK85 ~95% 納米Ti02 5~15%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種壓縮機(jī)閥片用改性材料，其特征在于：PEEK (長(zhǎng)春吉大特 塑工程研究有限公司），平均粒徑為7μπι，納米Ti02 (南京冠業(yè)化工有限公司），其粒徑小于 20nm，比表面積大于550m2/g，純度為99. 9%，表面呈親油性。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種壓縮機(jī)閥片用改性材料，其特征在于：所述納米Ti02采用 硬脂酸進(jìn)行表面改性處理。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)閥片用改性材料及其制備方法。該發(fā)明材料是一種經(jīng)添加納米TiO2增強(qiáng)的PEEK改性材料。首先采用熱壓成型制備了復(fù)合材料，然后對(duì)其摩擦性能和力學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：納米TiO2/PEEK復(fù)合材料的摩擦系數(shù)隨著納米TiO2含量的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，隨著納米粒子含量的增加，納米粒子/PEEK復(fù)合材料的比磨損率均呈現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢(shì)。當(dāng)納米TiO2的含量為5wt%時(shí)，PEEK復(fù)合材料的磨損率達(dá)到最低值，為2.84×10-6mm3/（N·m），比純PEEK降低了17.92%，并且隨著無(wú)機(jī)納米粒子含量增加，PEEK復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及沖擊強(qiáng)度的變化趨勢(shì)都很相似，均呈下降的趨勢(shì)。
【IPC分類(lèi)】C08L61/16, C08K3/22, C08K9/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105713346
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410733902
【發(fā)明人】馬慶豐, 宋陽(yáng), 馬俊杰
【申請(qǐng)人】黑龍江鑫達(dá)企業(yè)集團(tuán)有限公司