本發(fā)明涉及一種泵用柔性密封填料的制備方法，屬于密封填料制備技術領域。
背景技術：
柔性密封填料，俗稱泥狀軟填料，是一種新的無石棉高分子材料合成的密封填料，外觀如膠泥狀具有特殊的可塑性，能夠在填料涵內由兩端盤根環(huán)封閉住填料后形成圓筒狀的滑塊，與軸的相對運動面之間產生非常薄的液膜，構成“軸承效應”和“迷宮效應”，由于柔性填料的特殊材料的作用，產生的摩擦熱接近于零。因此柔性密封填料是世界上產生摩擦阻力最小填料之一，而填料之間高分子阻隔劑的作用保證了介質之間的泄漏量少或者無滲漏。因此，柔性密封填料是唯一一種可塑的、低摩檫而不需冷卻水沖洗的泵用填料。
目前一般水泵使用的密封填料主要是以牛油盤根、石墨盤根、金屬盤根等作為軸封填料，而這些填料不適合高溫高壓環(huán)境，且這些密封填料中包含一種纖維材料，纖維強度不高，影響密封填料的抗拉伸能力，同時會引起填料表面皸裂或填料硬化現(xiàn)象。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題：針對現(xiàn)有的密封填料中包含的纖維材料由于其強度低，影響填料的抗拉伸能力，造成填料表面皸裂和硬化的問題，本發(fā)明首先將八水合氧氯化鋯粉末、六水合硝酸釔粉末，超聲分散后，加入檸檬酸將金屬離子絡合，再經減壓蒸餾得到穩(wěn)定黏性溶膠，再將其進行靜電紡絲后凝固，得到柔性纖維，再將所得柔性纖維進行高溫煅燒，得到煅燒柔性纖維，最后將其與3#通用鋰基潤滑脂、凡士林等物質進行攪拌混合，即得泵用柔性密封填料，本發(fā)明制備的泵用柔性密封填料具有耐高溫性能，且其抗拉伸能力好，可很好的應用于泵的密封。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：
（1）稱取15～20g八水合氧氯化鋯粉末，倒入盛有400～500mL去離子水的燒杯中，再將燒杯轉入超聲振蕩儀，調節(jié)超聲功率至140～160W，在超聲分散條件下，加入15～20g檸檬酸，0.6～0.8g六水合硝酸釔粉末，于溫度為40～45℃，超聲功率為180～200W條件下，恒溫超聲反應45～60min，再加入20～30mL冰醋酸，繼續(xù)恒溫超聲反應25～30min；
（2）待反應結束后，將燒杯中物料轉入蒸餾瓶中，于溫度為60～65℃，真空度為0.07～0.09MPa條件下，減壓蒸餾至原體積的2/3，待自然冷卻至室溫后，將蒸餾瓶中物料倒入燒杯中，再將燒杯轉入水浴鍋中，于45～50℃條件下，放置12～16h，得黏性溶膠；
（3）將上述所得黏性溶膠倒入靜電紡絲機中，于紡絲電壓為20～24kV，溫度為32～36℃，推進速度為0.2～0.4mm/s，接受距離為7～9cm條件下，將黏性溶膠紡絲，經凝固浴凝固后，得柔性纖維，再將其置于避光干燥處自然陰干16～24h，得干燥柔性纖維；
（4）將上述所得干燥柔性纖維轉入管式電阻爐中，以1～3℃/min速率加熱升溫至580～600℃，保溫煅燒2～4h，隨后繼續(xù)以8～10℃/min速率加熱升溫至1300～1400℃，保溫煅燒3～5h，隨爐冷卻至室溫，得煅燒柔性纖維；
（5）按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入60～80份上述所得煅燒柔性纖維，15～20份3#通用鋰基潤滑脂，6～8份凡士林，5～7份納米碳酸鈣粉末，3～5份天然橡膠，于溫度為80～90℃，轉速為600～800r/min條件下攪拌混合45～60min，待自然冷卻至室溫，出料，灌裝，即得泵用柔性密封填料。
所述的凝固浴是由110～120g質量濃度為98%硫酸，300～320g硫酸鈉，10～12g硫酸鋅，與1000～1500mL去離子水混合而成。
本發(fā)明的應用方法：首先拆開泵體壓蓋，清除所有舊的盤根及其他連接物的輔助裝置，并將水環(huán)推入底端，安裝時先將盤根底環(huán)裝入填料涵的底部，并用裝填工具將底環(huán)壓緊、壓實，以保證底環(huán)的平整和不轉動，再將上述制備的泵用柔性密封填料揉成條形盤根狀裝入填料函，每根軟填料的連接必須不留縫隙，以保證其填料函內的飽和度，待壓緊后，裝入外端環(huán)盤根，最后進行壓蓋，啟動泵空轉30～40s后停機，經檢測，本發(fā)明制備的泵用柔性密封填料抗拉強度達到120～150kg/cm2，耐熱性能達到520℃以上，且摩擦系數(shù)為0.07～0.12。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發(fā)明制備的泵用柔性密封填料抗拉伸能力好，抗拉強度達到120～150kg/cm2；
（2）本發(fā)明制備的泵用柔性密封填料具有耐高溫性能，耐熱性能達到520℃以上；
（3）本發(fā)明制備的泵用柔性密封填料可很好的應用于泵的密封，延長泵的使用壽命。
具體實施方式
首先稱取15～20g八水合氧氯化鋯粉末，倒入盛有400～500mL去離子水的燒杯中，再將燒杯轉入超聲振蕩儀，調節(jié)超聲功率至140～160W，在超聲分散條件下，加入15～20g檸檬酸，0.6～0.8g六水合硝酸釔粉末，于溫度為40～45℃，超聲功率為180～200W條件下，恒溫超聲反應45～60min，再加入20～30mL冰醋酸，繼續(xù)恒溫超聲反應25～30min；待反應結束后，將燒杯中物料轉入蒸餾瓶中，于溫度為60～65℃，真空度為0.07～0.09MPa條件下，減壓蒸餾至原體積的2/3，待自然冷卻至室溫后，將蒸餾瓶中物料倒入燒杯中，再將燒杯轉入水浴鍋中，于45～50℃條件下，放置12～16h，得黏性溶膠；再將上述所得黏性溶膠倒入靜電紡絲機中，于紡絲電壓為20～24kV，溫度為32～36℃，推進速度為0.2～0.4mm/s，接受距離為7～9cm條件下，將黏性溶膠紡絲，經凝固浴凝固后，得柔性纖維，再將其置于避光干燥處自然陰干16～24h，得干燥柔性纖維；接著將上述所得干燥柔性纖維轉入管式電阻爐中，以1～3℃/min速率加熱升溫至580～600℃，保溫煅燒2～4h，隨后繼續(xù)以8～10℃/min速率加熱升溫至1300～1400℃，保溫煅燒3～5h，隨爐冷卻至室溫，得煅燒柔性纖維；最后按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入60～80份上述所得煅燒柔性纖維，15～20份3#通用鋰基潤滑脂，6～8份凡士林，5～7份納米碳酸鈣粉末，3～5份天然橡膠，于溫度為80～90℃，轉速為600～800r/min條件下攪拌混合45～60min，待自然冷卻至室溫，出料，灌裝，即得泵用柔性密封填料。其中凝固浴是由110～120g質量濃度為98%硫酸，300～320g硫酸鈉，10～12g硫酸鋅，與1000～1500mL去離子水混合而成。
實例1
首先稱取20g八水合氧氯化鋯粉末，倒入盛有500mL去離子水的燒杯中，再將燒杯轉入超聲振蕩儀，調節(jié)超聲功率至160W，在超聲分散條件下，加入20g檸檬酸，0.8g六水合硝酸釔粉末，于溫度為45℃，超聲功率為200W條件下，恒溫超聲反應60min，再加入30mL冰醋酸，繼續(xù)恒溫超聲反應30min；待反應結束后，將燒杯中物料轉入蒸餾瓶中，于溫度為65℃，真空度為0.09MPa條件下，減壓蒸餾至原體積的2/3，待自然冷卻至室溫后，將蒸餾瓶中物料倒入燒杯中，再將燒杯轉入水浴鍋中，于50℃條件下，放置16h，得黏性溶膠；再將上述所得黏性溶膠倒入靜電紡絲機中，于紡絲電壓為24kV，溫度為36℃，推進速度為0.4mm/s，接受距離為9cm條件下，將黏性溶膠紡絲，經凝固浴凝固后，得柔性纖維，再將其置于避光干燥處自然陰干24h，得干燥柔性纖維；接著將上述所得干燥柔性纖維轉入管式電阻爐中，以3℃/min速率加熱升溫至600℃，保溫煅燒4h，隨后繼續(xù)以10℃/min速率加熱升溫至1400℃，保溫煅燒5h，隨爐冷卻至室溫，得煅燒柔性纖維；最后按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入80份上述所得煅燒柔性纖維，20份3#通用鋰基潤滑脂，8份凡士林，7份納米碳酸鈣粉末，5份天然橡膠，于溫度為90℃，轉速為800r/min條件下攪拌混合60min，待自然冷卻至室溫，出料，灌裝，即得泵用柔性密封填料。其中凝固浴是由120g質量濃度為98%硫酸，320g硫酸鈉，12g硫酸鋅，與1500mL去離子水混合而成。
首先拆開泵體壓蓋，清除所有舊的盤根及其他連接物的輔助裝置，并將水環(huán)推入底端，安裝時先將盤根底環(huán)裝入填料涵的底部，并用裝填工具將底環(huán)壓緊、壓實，以保證底環(huán)的平整和不轉動，再將上述制備的泵用柔性密封填料揉成條形盤根狀裝入填料涵，每根軟填料的連接必須不留縫隙，以保證其填料涵內的飽和度，待壓緊后，裝入外端環(huán)盤根，最后進行壓蓋，啟動泵空轉40s后停機，經檢測，本發(fā)明制備的泵用柔性密封填料抗拉強度達到150kg/cm2，耐熱性能達到530℃，且摩擦系數(shù)為0.12。
實例2
首先稱取15g八水合氧氯化鋯粉末，倒入盛有400mL去離子水的燒杯中，再將燒杯轉入超聲振蕩儀，調節(jié)超聲功率至140W，在超聲分散條件下，加入15g檸檬酸，0.6g六水合硝酸釔粉末，于溫度為40℃，超聲功率為180W條件下，恒溫超聲反應45min，再加入20mL冰醋酸，繼續(xù)恒溫超聲反應25min；待反應結束后，將燒杯中物料轉入蒸餾瓶中，于溫度為60℃，真空度為0.07MPa條件下，減壓蒸餾至原體積的2/3，待自然冷卻至室溫后，將蒸餾瓶中物料倒入燒杯中，再將燒杯轉入水浴鍋中，于45℃條件下，放置12h，得黏性溶膠；再將上述所得黏性溶膠倒入靜電紡絲機中，于紡絲電壓為20kV，溫度為32℃，推進速度為0.2mm/s，接受距離為7cm條件下，將黏性溶膠紡絲，經凝固浴凝固后，得柔性纖維，再將其置于避光干燥處自然陰干16h，得干燥柔性纖維；接著將上述所得干燥柔性纖維轉入管式電阻爐中，以1℃/min速率加熱升溫至580℃，保溫煅燒2h，隨后繼續(xù)以8℃/min速率加熱升溫至1300℃，保溫煅燒3h，隨爐冷卻至室溫，得煅燒柔性纖維；最后按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入60份上述所得煅燒柔性纖維，15份3#通用鋰基潤滑脂，6份凡士林，5份納米碳酸鈣粉末，3份天然橡膠，于溫度為80℃，轉速為600r/min條件下攪拌混合45min，待自然冷卻至室溫，出料，灌裝，即得泵用柔性密封填料。其中凝固浴是由110g質量濃度為98%硫酸，300g硫酸鈉，10g硫酸鋅，與1000mL去離子水混合而成。
首先拆開泵體壓蓋，清除所有舊的盤根及其他連接物的輔助裝置，并將水環(huán)推入底端，安裝時先將盤根底環(huán)裝入填料涵的底部，并用裝填工具將底環(huán)壓緊、壓實，以保證底環(huán)的平整和不轉動，再將上述制備的泵用柔性密封填料揉成條形盤根狀裝入填料涵，每根軟填料的連接必須不留縫隙，以保證其填料涵內的飽和度，待壓緊后，裝入外端環(huán)盤根，最后進行壓蓋，啟動泵空轉35s后停機，經檢測，本發(fā)明制備的泵用柔性密封填料抗拉強度達到130kg/cm2，耐熱性能達到535℃，且摩擦系數(shù)為0.07。
實例3
首先稱取17g八水合氧氯化鋯粉末，倒入盛有450mL去離子水的燒杯中，再將燒杯轉入超聲振蕩儀，調節(jié)超聲功率至150W，在超聲分散條件下，加入17g檸檬酸，0.7g六水合硝酸釔粉末，于溫度為42℃，超聲功率為190W條件下，恒溫超聲反應50min，再加入25mL冰醋酸，繼續(xù)恒溫超聲反應27min；待反應結束后，將燒杯中物料轉入蒸餾瓶中，于溫度為62℃，真空度為0.08MPa條件下，減壓蒸餾至原體積的2/3，待自然冷卻至室溫后，將蒸餾瓶中物料倒入燒杯中，再將燒杯轉入水浴鍋中，于47℃條件下，放置15h，得黏性溶膠；再將上述所得黏性溶膠倒入靜電紡絲機中，于紡絲電壓為22kV，溫度為34℃，推進速度為0.3mm/s，接受距離為8cm條件下，將黏性溶膠紡絲，經凝固浴凝固后，得柔性纖維，再將其置于避光干燥處自然陰干20h，得干燥柔性纖維；接著將上述所得干燥柔性纖維轉入管式電阻爐中，以2℃/min速率加熱升溫至600℃，保溫煅燒3h，隨后繼續(xù)以9℃/min速率加熱升溫至1350℃，保溫煅燒4h，隨爐冷卻至室溫，得煅燒柔性纖維；最后按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入70份上述所得煅燒柔性纖維，17份3#通用鋰基潤滑脂，7份凡士林，6份納米碳酸鈣粉末，4份天然橡膠，于溫度為85℃，轉速為700r/min條件下攪拌混合50min，待自然冷卻至室溫，出料，灌裝，即得泵用柔性密封填料。其中凝固浴是由115g質量濃度為98%硫酸，310g硫酸鈉，11g硫酸鋅，與1400mL去離子水混合而成。
首先拆開泵體壓蓋，清除所有舊的盤根及其他連接物的輔助裝置，并將水環(huán)推入底端，安裝時先將盤根底環(huán)裝入填料涵的底部，并用裝填工具將底環(huán)壓緊、壓實，以保證底環(huán)的平整和不轉動，再將上述制備的泵用柔性密封填料揉成條形盤根狀裝入填料涵，每根軟填料的連接必須不留縫隙，以保證其填料涵內的飽和度，待壓緊后，裝入外端環(huán)盤根，最后進行壓蓋，啟動泵空轉35s后停機，經檢測，本發(fā)明制備的泵用柔性密封填料抗拉強度達到130kg/cm2，耐熱性能達到525℃，且摩擦系數(shù)為0.08。