CN109084859B - 一种用于小型化高精度膜式燃气表的纳米添加剂皮膜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气表零部件生产制造技术领域，具体的讲是一种用于小型化高精度膜式燃气表的纳米添加剂皮膜，包括：丁腈橡胶、纳米添加剂，将PBT聚酯纤维骨架布在双面有纳米添加剂的丁腈橡胶上，将平板硫化机加热到160℃，模具上涂覆脱模剂放入压机的加热板间预热10min，将丁腈橡胶放入预热好的模具中，加入纳米ZnO作为活性剂，然后将模具放回加热板间，加压到2.5MPa，反复将模具放气三次，然后保压，当硫化时间到达15min时，取出模具，并脱模，得到纳米添加剂皮膜，本发明引入了比表面积更高的纳米添加剂，可以大幅降低任何给定性能所需要的填充量，并使皮膜仍可保持良好的综合力学性能，且使皮膜的加工性能、静态力学性能、动态力学性能均可达到平衡。

Description

一种用于小型化高精度膜式燃气表的纳米添加剂皮膜

技术领域

本发明涉及燃气表零部件生产制造技术领域，具体的讲是一种用于小型化高精度膜式燃气表的纳米添加剂皮膜。

背景技术

前，国内家用燃气表产品几乎是清一色的以容积式工作原理的膜片表。结构上以钢外壳一体化机芯表为主，铝外壳装配式机芯表约占总量的1/4，采用新颖流量传感原理或将现有流量计相关技术应用于膜式燃气表，国内企业尚在技术准备和产品开发起步阶段。机械式膜式燃气表国内企业占有较大优势，但盈利空间较小，带电子装置的智能表经济效益相对较好，但技术难度高；为提高企业竞争力，在技术日渐成熟的前提下，发展低成本小型化燃气表是一个重要选择。

低成本小型化燃气表其表型涵盖G1.6/2.5/4.0，回转体积0.8L，最大流量为4m³/h，转速5000转/小时。由于转速快，皮膜经过长期的耐久性测试后会出现皮膜起皱、龟裂，直到最终破裂的现象，导致燃气表产生内漏。当前国产皮膜耐久性测试最高可达3000h左右，能够满足我国标准规定的2000h测试，但不能满足欧标规定的5000h测试。

皮膜运动的推动力是依靠燃气表进出口处的气体压力差，它的源动力是由高于常压的被测气体进入皮膜的一侧内腔所产生的压强，推动皮膜向另一侧移动而产生推动力，当皮膜出现内漏时，力矩不再产生能让皮膜返回来的力而出现停摆不计量的现象。

为此设计一种既有较高的强度又有很好的抗疲劳抗皱折皮膜是十分有必要的事。

发明内容

本发明突破了现有技术的难题，设计了一种既有较高的强度又有很好的抗疲劳抗皱折皮膜。

为了达到上述目的，本发明设计了一种用于小型化高精度膜式燃气表的纳米添加剂皮膜，包括：丁腈橡胶、纳米添加剂，其特征在于：按照如下步骤进行制备：

步骤1：将PBT聚酯纤维骨架布在双面有纳米添加剂的丁腈橡胶上；

步骤2：开启将平板硫化机，检查将平板硫化机各部分的运转，将平板硫化机加热到160℃，同时调整其压力；

步骤3：清理模具，并在模具上涂覆脱模剂；

步骤4：将清理好并涂好脱模剂的模具放入压机的加热板间预热10min；

步骤5：将步骤1的丁腈橡胶放入预热好的模具中，加入纳米ZnO作为活性剂，然后将模具放回加热板间，加压到2.5MPa；

步骤6：反复将模具放气三次，然后保压，并开始计时。

步骤7：当硫化时间到达15min时，取出模具，并脱模，得到纳米添加剂皮膜。

所述纳米添加剂在丁腈橡胶中的添加量为6wt.%~ 8 wt.%。

所述纳米添加剂主要是由30wt.%~36.5wt.%的纳米二氧化铌、25wt.%-30.5wt.%的纳米多晶硅、21wt.%~24.5wt.%的纳米碳化硼、18wt.%~23.5wt.%的纳米钛酸锶组成，且各组分相加的总含量为100wt.%。

本发明与现有技术相比，引入了比表面积更高的纳米添加剂，可以大幅降低任何给定性能所需要的填充量，并使皮膜仍可保持良好的综合力学性能，且使皮膜的加工性能、静态力学性能、动态力学性能均可达到平衡，并具备良好的高温稳定性能，提高皮膜的耐磨性，耐化学介质能力，抗撕裂强度，回弹力，压缩永久变形性能和收缩率均得到了大为改善，且使得小型化高精度膜式燃气表使用寿命比现有膜式燃气表提高到2-3倍，可满足欧洲标准规定的5000h测试。

具体实施方式

实施例1：

称取31份纳米二氧化铌、26份纳米多晶硅、22份纳米碳化硼、21份纳米钛酸锶，制成纳米添加剂A，然后将纳米添加剂A涂覆在丁腈橡胶的两面，使纳米添加剂在丁腈橡胶中的含量为6wt.%，之后将PBT聚酯纤维骨架布在双面有纳米添加剂的丁腈橡胶上。

开启硫化压机，将平板硫化压机加热到160℃，同时调整其压力。

清理模具并在其上涂覆脱模剂，之后将模具放入压机的加热板间预热10min，取出，将制备好的丁腈橡胶放入模具，并加入纳米ZnO，再次将模具放回加热板间，加压到2.5MPa，反复将模具放气三次，然后保压，并开始计时，当时间到达15min时，取出模具，脱模，得到纳米添加剂皮膜A。

实施例2：

称取32份纳米二氧化铌、25份纳米多晶硅、21份纳米碳化硼、22份纳米钛酸锶，制成纳米添加剂B，然后将纳米添加剂B涂覆在丁腈橡胶的两面，使纳米添加剂在丁腈橡胶中的含量为6.5wt.%，之后将PBT聚酯纤维骨架布在双面有纳米添加剂的丁腈橡胶上。

开启硫化压机，将平板硫化压机加热到160℃，同时调整其压力。

清理模具并在其上涂覆脱模剂，之后将模具放入压机的加热板间预热10min，取出，将制备好的丁腈橡胶放入模具，并加入纳米ZnO，再次将模具放回加热板间，加压到2.5MPa，反复将模具放气三次，然后保压，并开始计时，当时间到达15min时，取出模具，脱模，得到纳米添加剂皮膜B。

实施例3：

称取36份纳米二氧化铌、25份纳米多晶硅、21份纳米碳化硼、18份纳米钛酸锶，制成纳米添加剂C，然后将纳米添加剂C涂覆在丁腈橡胶的两面，使纳米添加剂在丁腈橡胶中的含量为7wt.%，之后将PBT聚酯纤维骨架布在双面有纳米添加剂的丁腈橡胶上。

开启硫化压机，将平板硫化压机加热到160℃，同时调整其压力。

清理模具并在其上涂覆脱模剂，之后将模具放入压机的加热板间预热10min，取出，将制备好的丁腈橡胶放入模具，并加入纳米ZnO，再次将模具放回加热板间，加压到2.5MPa，反复将模具放气三次，然后保压，并开始计时，当时间到达15min时，取出模具，脱模，得到纳米添加剂皮膜C。

实施例4：

称取33份纳米二氧化铌、27份纳米多晶硅、21份纳米碳化硼、19份纳米钛酸锶，制成纳米添加剂D，然后将纳米添加剂D涂覆在丁腈橡胶的两面，使纳米添加剂在丁腈橡胶中的含量为8wt.%，之后将PBT聚酯纤维骨架布在双面有纳米添加剂的丁腈橡胶上。

开启硫化压机，将平板硫化压机加热到160℃，同时调整其压力。

清理模具并在其上涂覆脱模剂，之后将模具放入压机的加热板间预热10min，取出，将制备好的丁腈橡胶放入模具，并加入纳米ZnO，再次将模具放回加热板间，加压到2.5MPa，反复将模具放气三次，然后保压，并开始计时，当时间到达15min时，取出模具，脱模，得到纳米添加剂皮膜D。

将上述4个实施例制备所得的皮膜与现有的皮膜进行力学性能对比：

1.拉伸强度18MPa以上；

2.拉断伸长率高于400%；

3.撕裂强度高于60KN/m；

4.冲击弹性高于50%；

5.DIN磨耗量低于0.168cm³；

本发明设计的皮膜具有良好的高温稳定性，且耐磨性、耐化学介质能力、抗撕裂强度、回弹力均高于现有使用的皮膜。

Claims (2)

1.一种用于小型化高精度膜式燃气表的纳米添加剂皮膜，包括：丁腈橡胶、纳米添加剂，其特征在于：按照如下步骤进行制备：

步骤1：将PBT聚酯纤维骨架布在双面有纳米添加剂的丁腈橡胶上；

步骤2：开启平板硫化机，检查平板硫化机各部分的运转，将平板硫化机加热到160℃，同时调整其压力；

步骤3：清理模具，并在模具上涂覆脱模剂；

步骤4：将清理好并涂好脱模剂的模具放入压机的加热板间预热10min；

步骤5：将步骤1的丁腈橡胶放入预热好的模具中，加入纳米ZnO作为活性剂，然后将模具放回加热板间，加压到2.5MPa；

步骤6：反复将模具放气三次，然后保压，并开始计时；

步骤7：当硫化时间到达15min时，取出模具，并脱模，得到纳米添加剂皮膜；

纳米添加剂是由纳米二氧化铌、纳米多晶硅、纳米碳化硼、纳米钛酸锶组成；

所述纳米添加剂是由30wt.%~36.5wt.%的纳米二氧化铌、25wt.%-30.5wt.%的纳米多晶硅、21wt.%~24.5wt.%的纳米碳化硼、18wt.%~23.5wt.%的纳米钛酸锶组成，且各组分相加的总含量为100wt.%。

2.根据权利要求1所述的一种用于小型化高精度膜式燃气表的纳米添加剂皮膜，其特征在于：所述纳米添加剂在丁腈橡胶中的含量为6wt.%~ 8 wt.%。