專利名稱：一種復合密封材料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種新型復合密封材料及其生產(chǎn)方法，屬于材料科學的范疇。
石棉橡膠或乳膠板是目前通用的密封墊片材料。但由于以石棉為增強材料，難免在生產(chǎn)、使用、安裝、維修等環(huán)節(jié)中存在石棉粉塵污染問題。由于石棉粉塵對人體健康有影響，在我國加入世界貿(mào)易組織和人民生活水平不斷提高的情況下，石棉橡膠密封材料的進一步發(fā)展受到限制。近年來，我國的無石棉密封材料方面的研究取得一定進展。但一般的無石棉密封材料仍然以苯或汽油等有機溶劑為橡膠的溶劑，導致生產(chǎn)中產(chǎn)生大量有害氣體，有損人體健康，污染環(huán)境，同時生產(chǎn)成本也增高。在無溶劑的情況下直接將橡膠與無機纖維干法混練成型來制備密封材料的方法，存在纖維不易分散均勻和纖維開松不夠的問題。目前以水為溶劑、乳膠為粘合劑、以水鎂石、海泡石等纖維為增強材料的濕法抄取成型工藝，纖維的分散有所改進。但這種方法是采用石棉乳膠板生產(chǎn)工藝中纖維的松解方法，即在水溶液中用機械研磨的方法松解礦物纖維，由于海泡石、水鎂石等礦物纖維的耐磨性遠不及石棉纖維，研磨中纖維強度損失很大，不能充分發(fā)揮纖維的增強作用。同時，這種濕法工藝的產(chǎn)品耐水耐油性不好，應用范圍受到限制。另外，作為纖維復合密封材料，其產(chǎn)品還存在自潤滑性不好，有毛細滲漏等問題。相比較而言，柔性石墨密封材料具有較好的綜合密封性能。但強度較低，制作厚度有限，使用時易產(chǎn)生脆裂壓潰。價格一般也高于纖維橡膠板。另外，由于柔性石墨的生產(chǎn)原料膨脹石墨生產(chǎn)中以酸作為插層劑，因而柔性石墨密封材料一般還存在殘酸腐蝕密封面的問題。
本發(fā)明是要提供一種能綜合纖維橡膠密封材料和柔性石墨密封材料優(yōu)點的新型復合密封材料及其生產(chǎn)方法。具體地說，本發(fā)明的產(chǎn)品無石棉，具備自潤滑、耐水、腐蝕性和毛細滲漏性低等特點，制備工藝中無有機溶劑，礦物纖維能充分開松且強度損失小。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的即在現(xiàn)有的海泡石丁氰乳膠抄取板的工藝中不采用濕法機械研磨的方法，而采用濕法化學松解的方法松解纖維。另外工藝中還加入膨脹石墨蠕蟲和水溶性有機硅防水劑。
海泡石纖維的濕法化學松解以水為分散介質(zhì)，以堿性水溶性磷酸鹽為分散劑，在葉輪式打漿機或其他水力打漿機中制成纖維懸浮液。
堿性水溶性磷酸鹽可以采用磷酸三鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉等。用量一般為海泡石用量的10％-25％。最好為15％-20％。
磷酸鹽不僅是纖維分散劑，也是纖維和石墨的高溫粘合劑，有利于產(chǎn)品高溫強度的提高。
水用量一般為海泡石用量的10-30倍。最好為15-20倍。
與傳統(tǒng)方法相比，由于不采用有機溶劑和石棉纖維，避免了環(huán)境污染和生產(chǎn)、安裝和使用中產(chǎn)品對人體的損害。同時，這種松解方法既可以使纖維得到充分的松解，還可以避免機械研磨所造成的纖維過度破碎，有利于保護纖維強度。
水溶性有機硅防水劑可以采用甲基硅醇鈉、高沸硅醇鈉等。用量與纖維的質(zhì)量比為防水劑∶海泡石纖維＝1∶(0.1-1.0)，最好為1∶(0.2-0.5)。
在懸浮液中加入水溶性有機硅防水劑可以解決產(chǎn)物的耐水性問題。密封材料干燥后防水劑在纖維表面聚合形成防水膜，提高了產(chǎn)品的耐水性，減少了纖維的吸濕性，有利于減少纖維密封材料的毛細滲漏。
膨脹石墨蠕蟲的用量一般為海泡石質(zhì)量的10％-40％。最好為17-27％。膨脹石墨蠕蟲的加入有利于產(chǎn)品自潤滑性和平整度的提高。由于化學松解后海泡石纖維懸浮液黏度很大，不利于脫水抄取。石墨蠕蟲加入后還可以增加抄取中的脫水速度。另外，由于膨脹石墨體積蓬松，易于壓縮，在密封材料后續(xù)的壓制中容易與纖維形成密實體。
由于分散劑、防水劑及丁氰乳膠粘結(jié)劑均為堿性物質(zhì)，因而加入后有利于中和膨脹石墨蠕蟲中的殘酸，減少膨脹石墨對密封金屬面的腐蝕性。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
將海泡石纖維、水和磷酸三鈉按質(zhì)量比為1∶20∶0.15放入葉輪式打漿機中打漿1小時，投入丁氰乳膠和橡膠配合劑，再按照海泡石∶膨脹石墨蠕蟲∶甲基硅醇鈉＝1∶0.2∶0.5的比例投入膨脹石墨蠕蟲和甲基硅醇鈉，繼續(xù)打漿5-20分鐘。得到混合懸浮液。然后真空抽濾脫去液體。最后經(jīng)過干燥、壓制和高溫硫化，得到密封材料板。產(chǎn)品中纖維較長，且分散均勻。具有較好的耐水性、平整度和自潤滑性能，且腐蝕性和毛細滲漏性低。是一種無石棉無有機溶劑的復合密封材料。
權(quán)利要求
1.一種無石棉無有機溶劑的復合密封材料生產(chǎn)方法，其特征在于在現(xiàn)有的海泡石丁氰乳膠濕法抄取密封板的工藝中，不采用機械研磨的方法松解纖維，而采用濕法化學松解的方法松解纖維。同時在工藝中還加入膨脹石墨蠕蟲和水溶性有機硅防水劑。其中濕法化學松解即以水為分散介質(zhì)，以堿性水溶性磷酸鹽為分散劑，在葉輪式打漿機或其他水力打漿機中打漿松解纖維。
2.一種以權(quán)利1的方法生產(chǎn)的密封材料。
3.在權(quán)利1中纖維松解的原料質(zhì)量配比為海泡石∶堿性水溶性磷酸鹽∶水＝1∶(10％-25％)∶(10-30)，最好為1∶(15％-20％)∶(15-20)。其中堿性水溶性磷酸鹽為磷酸三鈉、焦磷酸鈉或六偏磷酸鈉。
4.在權(quán)利1中水溶性有機硅防水劑為甲基硅醇鈉或高沸硅醇鈉。防水劑、膨脹石墨蠕蟲與纖維用量的質(zhì)量比為海泡石纖維膨脹石墨∶防水劑∶＝1∶(0.1-0.4)∶(0.1-1.0)，最好為1∶(0.17-0.27)∶(0.2-0.5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型無石棉復合密封材料及其生產(chǎn)方法。即在現(xiàn)有的海泡石丁氰乳膠抄取板的工藝中采用濕法化學松解的方法松解纖維。工藝中還加入膨脹石墨蠕蟲和水溶性有機硅防水劑。制備過程中無有機溶劑，礦物纖維能充分開松且強度損失小。密封材料產(chǎn)品具備自潤滑、耐水、腐蝕性和毛細滲漏性低、平整度好的特點。
文檔編號C09K3/10GK1446874SQ03114498
公開日2003年10月8日 申請日期2003年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月20日
發(fā)明者劉開平, 周敬恩 申請人:長安大學