Способ получения уплотнительного материала

 

Сущность изобретения: способ получения уплотнительного материала на основе политетрафторэтилена и борфторида аммония включает смешение и термообработку, причем борфторид аммония вводят путем адсорбции из 0,7 - 1%-ного водного раствора, а термообработку ведут при 315 - 325^oС в течение 4 - 5 ч и 375 - 385^oС в течение 1 - 1,5 ч. 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности, для создания материалов, применяемых в качестве уплотнений, работающих в средах жидких газов при различных давлениях.

Известны способы получения наполненных материалов на основе политетра-фторэтилена путем механического перемешивания, прессования и термообработки. Например, таким образом выпускаются наполненные композиции на основе политетрафторэтилена ФЧС15, ФЧ20 и другие (в качестве наполнителей используют рубленое стекловолокно, порошок кокса и др.) [1] В эти материалы наполнитель вводится в большом количестве 15-20% Равномерность перемешивания достигается за счет длительного перемешивания в механических смесителях различных типов. Термообработка материала проводится при 3755^оС в течение 1 ч на 10 мм толщины.

Ближайшим прототипом из числа известных технических решений является способ изготовления композиции на основе политетрафторэтилена, по которому получают композицию путем механического перемешивания мелкодисперсного порошка борфторида аммония с порошком политетрафторэтилена и термообработкой при 380^оС в течение 1 ч [2] Однако предложенный способ не позволяет получить однородный бездефектный уплотнительный материал. Дефекты возникают из-за неравномерности распределения малых количеств модификатора, статического заряда порошка политетрафторэтилена, притягивающего частицы пыли. Наличие дефектов в материале приводит к взрывам в среде жидкого кислорода.

Целью изобретения является повышение надежности работы уплотнительного материала в контакте с жидким кислородом и повышение его характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения уплотнительного материала, включающего смешение политетрафторэтилена и борфторида аммония и термообработку, берут борфторид аммония в виде 0,7-1%-ного водного раствора с последующей его адсорбцией на поверхности политетрафторэтилена во время смешения и сушкой и термообработку осуществляют пир 315-325^оС в течение 4-5 ч и 375-385^оС в течение 1-1,5 ч. Так как политетрафторэтилен не смачивается водными растворами, применяют механическое перемешивание лопастной мешалкой в течение 15 мин, благодаря чему достигается равномерное распределение раствора на поверхности частиц политетрафторэтилена и предотвращается попадание частиц пыли. После выключения мешалки порошок политетрафторэтилена с адсорбированным на поверхности раствором борфторида аммония всплывает и легко отделяется от раствора. Далее порошок высушивают при 120^оС в течение 1,5 ч. В просушенном порошке кристаллы борфторида аммония малы и равномерно распределены по объему порошка политетрафторэтилена. Термообработку полученного материала проводят по ступенчатому режиму с увеличением времени выдержки при 315-325^оС до 4-5 ч и 375-385^оС в течение 1,5 ч.

П р и м е р 1. Порошок политетрафторэтилена смешивают в 0,7%-ном водном растворе борфторида аммония мешалкой в течение 15 мин, затем собирают с поверхности, просушивают при температуре до 120^оС в течение 1,5 ч. После формования таблетки термообрабатывают по ступенчатому режиму: при 315-325^оС в течение 4-5 ч и при 375-385^оС в течение 1-1,5 ч. Полученный материал однороден по структуре, не содержит точечных дефектов и пор, имеет разрушающее напряжение при растяжении 20,2 МПа.

П р и м е р 2. Порошок политетрафторэтилена смешивают в 1%-ном растворе борфторида аммония и готовят образцы аналогично примеру 1. Полученный материал однороден по структуре, не содержит точечных дефектов и пор, имеет разрушающее напряжение при растяжении 22,3 МПа.

П р и м е р 3. Порошок политетрафторэтилена смешивают в насыщенном растворе борфторида аммония и образцы готовят аналогично примеру 1. Полученный материал имеет мелкие поры по всему объему образца, причиной которых может быть образование достаточно крупных кристаллов борфторида аммония из насыщенного раствора. Разрушающее напряжение при растяжении 18,1 МПа.

П р и м е р 4. Порошок политетрафторэтилена смешивают в 1%-ном растворе борфторида аммония мешалкой в течение 15 мин, затем собирают с поверхности, просушивают при 120^оС в течение 1, 5 ч. После прессования термообработку проводят при 375-385^оС в течение 1,5 ч. Полученный материал однороден по структуре, имеет отдельные дефекты в виде пор. Наличие дефектов объясняется недостаточным временем для химического взаимодействия модификатора с политетрафторэтиленом при 315-325^оС, когда материал имеет наиболее рыхлую структуру.

Результаты испытаний материала приведены в таблице.

На основании проведенных испытаний можно сделать вывод, что данный способ изготовления композиций на основе политетрафторэтилена обеспечивает достижение цели, указанной в описании и формуле изо- бретения, а именно повышается надежность работы уплотнительного материала в контакте с жидким кислородом за счет исключения образования дефектов и повышаются механические свойства материала на 20%

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УПЛОТНИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА, включающий смешение политетрафторэтилена и борфторида аммония и термообработку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе уплотнительного материала в контакте с жидким кислородом и повышения его механических характеристик, берут борфторид аммония в виде 0,7 1%-ного водного раствора с последующей его адсорбцией на поверхности политетрафторэтилена во время смешения и сушкой и термообработку осуществляют при 315 325^oС в течение 4 5 ч и 375 - 385^oС в течение 1 1,5 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1