本發(fā)明屬于密封材料，具體涉及一種基于etfe的密封墊片及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、密封墊片是以金屬、非金屬板為材料，經(jīng)過(guò)裁剪、沖壓及切割工藝方法制得，作用是管道之間、設(shè)備機(jī)器的機(jī)件之間的密封連接。密封墊片的原理是通過(guò)外力壓緊密封墊片，使其本身發(fā)生彈性或塑性變形，以填滿密封面上的微觀凹凸不平來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2、傳統(tǒng)密封墊片多依賴橡膠的高彈性，但橡膠耐介質(zhì)性較差，etfe（乙烯-四氟乙烯共聚物）材料因耐高低溫、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，在密封領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。然而，純etfe雖耐介質(zhì)，卻蠕變性能不足，長(zhǎng)期受壓后易因形變恢復(fù)能力差導(dǎo)致密封失效，難以通過(guò)蠕變補(bǔ)償密封面的微觀間隙。因此，亟需開發(fā)一種兼具耐介質(zhì)性與抗蠕變性能的etfe密封墊片。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于etfe的密封墊片，該密封墊片通過(guò)構(gòu)建表層-過(guò)渡層-芯層-過(guò)渡層-表層的復(fù)合層級(jí)結(jié)構(gòu)，并針對(duì)每一層結(jié)構(gòu)進(jìn)行特定的成分復(fù)配，使得etfe基密封墊片能夠同時(shí)獲得優(yōu)異的抗蠕變性能和耐介質(zhì)性。
2、本發(fā)明第一方面提供一種基于etfe的密封墊片，包括表層、過(guò)渡層和芯層，過(guò)渡層設(shè)置在芯層兩側(cè)，表層設(shè)置在過(guò)渡層的外側(cè)，形成表層-過(guò)渡層-芯層-過(guò)渡層-表層結(jié)構(gòu)；
3、所述表層為etfe材料；
4、所述過(guò)渡層包含以下質(zhì)量份組分：60~70份etfe、10~15份聚丙烯酰胺，3~5份碳纖維；
5、所述芯層包含以下質(zhì)量份組分：etfe-co-pfhe共聚物70-85份、mah接枝uhmwpe?10~20份、抗氧劑0.3~0.8份。
6、進(jìn)一步的，etfe-co-pfhe共聚物的制備方法為：將四氟乙烯、乙烯、pfhe按摩爾比85:10:5~8加入到反應(yīng)釜中，在50~60℃、2~2.5mpa條件下加入過(guò)氧化全氟丁?；衔镞M(jìn)行共聚反應(yīng)，得到?etfe-co-pfhe共聚物。
7、進(jìn)一步的，過(guò)氧化全氟丁酰基化合物的質(zhì)量為四氟乙烯質(zhì)量的0.5~1%。
8、進(jìn)一步的，mah接枝uhmwpe的制備方法為：將mah、uhmwpe、抗氧劑和引發(fā)劑混勻，然后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在160~220℃熔融混煉，接枝共聚，得到mah?接枝uhmwpe。
9、進(jìn)一步的，uhmwpe、mah、抗氧劑和引發(fā)劑的質(zhì)量比為70~80:1~3:0.2~0.8:0.5~1。
10、進(jìn)一步的，所述uhmwpe的分子量為150萬(wàn)~300萬(wàn)，粒徑為5~20μm。
11、進(jìn)一步的，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1330、抗氧劑168、抗氧劑618、抗氧劑b215、抗氧劑225中的至少一種。
12、進(jìn)一步的，所述引發(fā)劑為過(guò)氧化二異丙苯、二叔丁基過(guò)氧化物、過(guò)氧化苯甲酰、二氯代過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化月桂酸叔丁酯中的至少一種。
13、本發(fā)明第二方面提供一種上述的基于etfe的密封墊片的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
14、s1:在雙螺桿擠出機(jī)中熔融etfe制備表層材料；
15、s2:將etfe、聚丙烯酰胺、碳纖維在雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混，得到過(guò)渡層材料；
16、s3:將etfe-co-pfhe共聚物、mah接枝uhmwpe及抗氧劑在雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混，得到芯層材料；
17、s4:采用多層共擠模具，按照表層-過(guò)渡層-芯層-過(guò)渡層-表層結(jié)構(gòu)，將表層材料、過(guò)渡層材料、芯層材料擠出成坯，經(jīng)模壓定型后，切割加工成密封墊片。
18、進(jìn)一步的，步驟s1、s2、s3中，雙螺桿擠出機(jī)的熔融溫度為260~280℃，螺桿轉(zhuǎn)速為40~60r/min。
19、進(jìn)一步的，步驟s4中，表層-過(guò)渡層-芯層-過(guò)渡層-表層結(jié)構(gòu)，按2~3:1:6~8:1:2~3的厚度比擠出成坯。
20、進(jìn)一步的，步驟s4中，模壓定型溫度140~150℃、壓力10~20mpa，時(shí)間30~60min。
21、上述本發(fā)明的一種或多種技術(shù)方案取得的有益效果如下：
22、本發(fā)明提供的基于etfe的密封墊片，設(shè)置有表層、過(guò)渡層、芯層三級(jí)結(jié)構(gòu)。將etfe作為表層能夠有效地發(fā)揮其本身的耐介質(zhì)性，保護(hù)密封墊片在不同的介質(zhì)環(huán)境中性能的穩(wěn)定。芯層結(jié)構(gòu)中，一方面，在etfe聚合階段引入全氟己基乙烯（pfhe），通過(guò)共聚能夠破壞etfe分子鏈的規(guī)整性，增強(qiáng)分子鏈的滑移能力，提升蠕變補(bǔ)償性；另一方面，引入超高分子量聚乙烯（uhmwpe），利用其長(zhǎng)鏈entanglement效應(yīng)調(diào)控etfe的分子鏈運(yùn)動(dòng)能力，并通過(guò)表面接枝馬來(lái)酸酐（mah）改善uhmwpe?與?etfe?的相容性，形成“剛性骨架-柔性鏈段”的微觀結(jié)構(gòu)，為蠕變提供分子運(yùn)動(dòng)空間。過(guò)渡層則能夠在表層與芯層之間發(fā)揮橋梁作用，緩解表層與芯層之間的界面應(yīng)力，同時(shí)過(guò)渡層中的碳纖維能夠與芯層和表層中的成分形成三維交聯(lián)的結(jié)構(gòu)，有效增加界面間的結(jié)合力，提高密封墊整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，基于表層-過(guò)渡層-芯層-過(guò)渡層-表層的復(fù)合層級(jí)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供的etfe基密封墊片，能夠同時(shí)獲得優(yōu)異的抗蠕變性能和耐介質(zhì)性。
1.一種基于etfe的密封墊片，其特征在于：包括表層、過(guò)渡層和芯層，過(guò)渡層設(shè)置在芯層兩側(cè)，表層設(shè)置在過(guò)渡層的外側(cè)，形成表層-過(guò)渡層-芯層-過(guò)渡層-表層結(jié)構(gòu)；
2.如權(quán)利要求1所述的基于etfe的密封墊片，其特征在于：etfe-co-pfhe共聚物的制備方法為：將四氟乙烯、乙烯、pfhe按摩爾比85:10:5~8加入到反應(yīng)釜中，在50~60℃、2~2.5mpa條件下加入過(guò)氧化全氟丁酰基化合物發(fā)生共聚反應(yīng)，得到?etfe-co-pfhe共聚物。
3.如權(quán)利要求1所述的基于etfe的密封墊片，其特征在于：mah接枝uhmwpe的制備方法為：將mah、uhmwpe、抗氧劑和引發(fā)劑混勻，然后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在160~220℃熔融混煉，接枝共聚，得到mah?接枝uhmwpe。
4.如權(quán)利要求3所述的基于etfe的密封墊片，其特征在于：uhmwpe、mah、抗氧劑和引發(fā)劑的質(zhì)量比為70~80:1~3:0.2~0.8:0.5~1。
5.如權(quán)利要求3所述的基于etfe的密封墊片，其特征在于：所述uhmwpe的分子量為150萬(wàn)~300萬(wàn)，粒徑為5~20μm。
6.如權(quán)利要求3所述的基于etfe的密封墊片，其特征在于：所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1330、抗氧劑168、抗氧劑618、抗氧劑b215、抗氧劑225中的至少一種；
7.權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的基于etfe的密封墊片的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
8.如權(quán)利要求7所述的基于etfe的密封墊片的制備方法，其特征在于：步驟s1、s2、s3中，雙螺桿擠出機(jī)的熔融溫度為260~280℃，螺桿轉(zhuǎn)速為40~60r/min。
9.如權(quán)利要求7所述的基于etfe的密封墊片的制備方法，其特征在于：步驟s4中，表層-過(guò)渡層-芯層-過(guò)渡層-表層結(jié)構(gòu)，按2~3:1:6~8:1:2~3的厚度比擠出成坯。
10.如權(quán)利要求7所述的基于etfe的密封墊片的制備方法，其特征在于：步驟s4中，模壓定型溫度140~150℃、壓力10~20mpa，時(shí)間30~60min。