本發明屬于閥門密封圈領域，具體涉及一種改性莫來石粉填充聚四氟乙烯閥門密封圈及其制備方法與應用。
背景技術：
聚四氟乙烯（PTFE）以其高度的化學穩定性，極強的耐高、低溫性能，突出的不粘性，良好的潤滑性，優異的電絕緣性、耐老化性，極小的吸水性等，使其在航空航天、石油化工、機械工業、電子電器、食品工業、紡織等領域具有廣泛的應用．但也因其存在機械性能較差，線膨脹系數大，耐蠕變性差，耐磨損性差，硬度低，成型和二次加工困難等缺陷，使其應用范圍受到一定的限制。為了改善和克服純PTFE的缺陷，常采用表面改性，填充改性和共混改性等手段來提高其綜合性能，其中尤以填充改性最為簡單、價格低、效果好而得以普遍采用。
莫來石為鋁的鋁硅酸鹽礦物，純莫來石的Al2O3含量范圍為62-100%，為高鋁材料，晶體屬斜方晶系，其結構中[AlO6]八面體起到了穩定的骨架支撐作用，因而莫來石十分穩定，耐火度高達1850℃，莫來石結構呈鏈狀排列,所以其晶體是沿C軸延伸的長柱狀、針狀，針狀莫來石互相穿插構成堅固的骨架網絡,使其具有高的高溫機械強度以及荷重軟化溫度,良好的熱震穩定和抗化學侵蝕性,以及抗高溫蠕變性能。故莫來石具有耐火度高、抗熱震性、抗化學侵蝕、抗蠕變性能好、荷重軟化溫度高、體積穩定性好、電絕緣性強等性能，是理想的高級耐火材料，被廣泛用于冶金、玻璃、陶瓷、化學、電力、國防、燃氣和水泥等工業。
本發明通過以聚苯酯修飾碳納米管，再制備改性莫來石粉，最后制備改性莫來石粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。本發明公開的改性莫來石粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈具有良好的密封性能，硬度高、熱膨脹系數小、耐火度高、熱化學性能穩定等眾多優異性能。
技術實現要素：
本發明的首要目的在于提供一種改性莫來石粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，該碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈耐高溫、耐腐蝕、使用壽命長。
本發明的另一目的在于提供上述耐磨損、耐高溫的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備方法。
一種改性莫來石粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下重量份的組分制備而成：聚四氟乙烯100份、聚苯硫醚樹脂3-5份、碳納米管5-8份、苯酚8-10份、對甲基苯甲酸8-10份、膨潤土1-2份、二苯醚5-8份、鈦酸丁酯1-3份、60-70%次氯酸鈉20-25份、EDTA 20-25份、氨水40-50份、無水乙醇80-100份、莫來石3-5份、10-15%雙氧水40-50份、去離子水80-100份、2,4,6-三苯酚1-2份、a-氰基丙烯酸乙酯2-3份、交聯劑TAC 1-2份、二硫化鉬1-2份、硅烷偶聯劑kh550 1-3份、氯化銨9-10份、尿素30-35份、水30-35份。
一種改性莫來石粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，其特征在于，所述閥門密封圈由如下步驟制備而成：
（1）碳納米管的的活化
A 碳納米管的氧化改性
先將二硫化鉬分散在60-70%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌10-12h，抽濾，濾餅放入無水乙醇中超聲20-30min，在50-60℃真空干燥20-30h，的到氧化改性的碳納米管；
B 碳納米管的活化
將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，50-70℃，PH為5-7條件下超聲1-3h，靜置1-2h，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲1-3h，靜置1-2h，過濾，50-60℃真空干燥20-30h，的到活性碳納米管；
（2）聚苯酯修飾碳納米管
將活性碳納米管、苯酚、對羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散1-3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，70-90℃酯化8-10h，加入膨潤土，超聲分散0.5-1h，提高反應溫度到180-200℃進行縮聚，縮聚20-30h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
（3）改性莫來石粉的制備
莫來石于500-800℃下煅燒3-4 小時后，研磨磨成粉末，用10-15%雙氧水浸泡3-5小時，去離子水洗滌，烘干，在其中加入2,4,6-三苯酚、a-氰基丙烯酸乙酯、交聯劑 TAC，以4500-4800轉/min的轉速攪拌20-30min，烘干粉碎過篩，即可得到改性莫來石粉；
（4）碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯樹脂、聚苯硫醚樹脂、改性莫來石粉混合后，再將硅烷偶聯劑kh550噴灑在其中，在40～100℃下干燥，將干燥的混合原料在20～60MPa冷模壓成型，加壓速率5-10MPa/min并保壓1～30min；再將成型的產品進行燒結，冷卻至室溫，即獲得本發明所制備的改性莫來石粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。
所述聚四氟乙烯樹脂為懸浮聚四氟乙烯樹脂，其粒徑分布為15～60μm；所述聚苯硫醚樹脂、改性莫來石粉、二硫化鉬、膨潤土的粒徑為10～50μm；球磨后聚苯酯修飾碳納米管的粒徑為10-50μm。
相比于其他的聚四氟乙烯閥門密封圈，本發明提供的改性莫來石填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈具有良好的密封性能，硬度高、熱膨脹系數小、耐火度高、熱化學性能穩定等眾多優異性能。
具體實施方式
一種改性莫來石粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，由如下重量份的組分制備而成：聚四氟乙烯100份、聚苯硫醚樹脂5份、碳納米管5份、苯酚8份、對甲基苯甲酸10份、膨潤土1份、二苯醚8份、鈦酸丁酯1份、60-70%次氯酸鈉20份、EDTA 25份、氨水50份、無水乙醇100份、莫來石5份、10-15%雙氧水50份、去離子水100份、2,4,6-三苯酚2份、a-氰基丙烯酸乙酯3份、交聯劑TAC 2份、二硫化鉬1份、硅烷偶聯劑kh550 3份、氯化銨10份、尿素35份、水35份。
一種改性莫來石粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈，由如下步驟制備而成：
（1）碳納米管的的活化
A 碳納米管的氧化改性
先將二硫化鉬分散在65%次氯酸鈉溶液中，再加入碳納米管攪拌10h，抽濾，濾餅放入無水乙醇中超聲20min，在60℃真空干燥30h，的到氧化改性的碳納米管；
B 碳納米管的活化
將EDTA和氧化改性的碳納米管分散在氨水中，70℃，PH為5條件下超聲1h，靜置1h，過濾，濾餅浸入在氯化銨、尿素、水的混合液中超聲2h，靜置1h，過濾，60℃真空干燥20h，的到活性碳納米管；
（2）聚苯酯修飾碳納米管
將活性碳納米管、苯酚、對羥基苯甲酸加入二苯醚中超聲分散3h，在加入催化劑鈦酸丁酯，80℃酯化8h，加入膨潤土，超聲分散0.5h，提高反應溫度到180℃進行縮聚，縮聚30h，得到聚苯酯修飾碳納米管。
（3）改性莫來石粉的制備
莫來石于600℃下煅燒3小時后，研磨磨成粉末，用10%雙氧水浸泡5小時，去離子水洗滌，烘干，在其中加入2,4,6-三苯酚、a-氰基丙烯酸乙酯、交聯劑TAC，以4500轉/min的轉速攪拌30min，烘干粉碎過篩，即可得到改性莫來石粉；
（4）碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈的制備
先將聚苯酯修飾碳納米管進行球磨，球磨后聚苯酯修飾碳納米管與聚四氟乙烯樹脂、聚苯硫醚樹脂、改性莫來石粉混合后，再將硅烷偶聯劑kh550噴灑在其中，在70℃下干燥，將干燥的混合原料在50MPa冷模壓成型，加壓速率5MPa/min并保壓30min；再將成型的產品進行燒結，冷卻至室溫，即獲得改性莫來石粉填充的碳納米-聚四氟乙烯閥門密封圈。
經測試：拉升強度26MPa；斷裂伸長率200%；沖擊強度21.0KJ/m；彎曲強度26MPa；磨耗3.9mm3（負載250N，線速度2m/s，時間3分鐘）。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本發明所揭露的技術范圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。