專利名稱：：石墨粘土復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法、包含該復(fù)合材料的襯熱或墊圈、及用于該復(fù)合材料的粘...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種石墨粘土復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法、包含該復(fù)合材料的襯墊或墊圖、及用于該復(fù)合材料的粘土分散液。尤其是，該石墨粘土具有用作襯墊或墊圈的基本特性，例如阻熱性、耐久性、屏蔽(密封)特性或針對如氣體或液體等流體的抗腐蝕性，以及進(jìn)一步地還具有散熱特性、電磁波屏蔽特性、機(jī)械強(qiáng)度等。
背景技術(shù)：
：在用作發(fā)電廠和化工廠中的管道等的連接部分如接合墊片、襯墊、墊圈等密封材料中，應(yīng)用了石棉產(chǎn)品，然而石棉會引起嚴(yán)重的健康損害。因此，急迫且有必要地要開發(fā)出一種石棉的可選材料。石棉替代材料不僅要具有高阻熱性和耐久性，還要具有氣密性和可彎性，并且進(jìn)一步地，還要能夠適用于寬溫度范圍內(nèi)。同時，在如計(jì)算機(jī)、中央處理器、功率管等電子設(shè)備的領(lǐng)域中，為了避免由熱量和電磁波引起的故障，用于快速釋放從設(shè)備或組件中產(chǎn)生的熱量的散熱薄片，或用于屏蔽外來電磁波的屏蔽薄片都是基本的組件。因此，需要具有較高的散熱性或電磁波屏蔽特性的材料。本發(fā)明的目的是改進(jìn)以上情況。并且，本發(fā)明還是一種可替代石棉的非石棉材并十，具有較高的阻熱性、耐久性、密封特性，抗氧化性，并且進(jìn)一步，還具有可彎性。本發(fā)明較佳地適用于接合墊片、襯墊和墊圈等。本發(fā)明還具有散熱性和電磁波屏蔽特性，并提供一種新材料和新技術(shù)，用于散熱薄片和電磁波屏蔽薄片。最近，市場上可買到的代替基于石棉的產(chǎn)品的接合墊片，襯墊和墊圈均基于有機(jī)聚合材料，如橡膠、聚四氟乙烯(PTFE)和芳族聚酰胺等，它們是通過將天然的或合成的礦物，如云母、蛭石等處理成薄片形而獲得的，由金屬板或膨脹石墨薄片制成，其中石墨被進(jìn)行了高度壓縮，等等。但是，這種基于有機(jī)聚合材料的產(chǎn)品當(dāng)具有較高的可彎性時，沒有足夠的氣體阻隔特性和密封特性。另外，這種產(chǎn)品在阻熱性方面還存在問題，即操作溫度一般要高達(dá)25(TC左右。相反，礦物產(chǎn)品具有高阻熱性并可以被用作氣體密封組件，如密封管墊圏等。但是，這種產(chǎn)品不能完全阻止小氣體分子流的通過，因?yàn)楹茈y達(dá)到高密度結(jié)構(gòu)。這就意味著在這種礦物產(chǎn)品中，氣體密封特性不高。經(jīng)處理后的薄板金屬產(chǎn)品具有較高的密封特性和阻熱性。它還可以被用于高達(dá)0。C的低溫范圍，因此，它可以被廣泛地應(yīng)用于多種部件中，如連接部分等。但是，金屬密封要求一種機(jī)械裝置，這種機(jī)械裝置加緊密封，當(dāng)密封被加緊時，接觸表面會發(fā)生破裂，從而會引起泄漏。在加工過程中還會出現(xiàn)一些問題。例如，當(dāng)加熱和冷卻時，金屬密封無法適應(yīng)周圍組件的體積變化，因此會產(chǎn)生間隙。這會導(dǎo)致泄漏或電絕緣失效。相反，膨脹石墨具有高導(dǎo)電性及較高的抗堿性及防水性。膨脹石墨薄片由于其具有較高的阻熱性、柔性、壓縮復(fù)原性等(例如，專利參考文獻(xiàn)1)而被廣泛地用作密封材料，如襯墊或塾圈等。它還被用作散熱薄片和電磁波屏蔽薄片(例如，專利參考文獻(xiàn)2和3)。但它具有較差的機(jī)械強(qiáng)度，如彎曲強(qiáng)度、張力強(qiáng)度等。另外，膨脹石墨薄片的密封特性對于密封氣體及有機(jī)蒸汽是不夠的，雖然它有高阻熱性(氣體約40(TC,液體約60(TC)。例如有這樣的問題，現(xiàn)有的膨脹石墨襯墊無法適用于處在高溫氧氣中的組件，因?yàn)樗?0(TC便開始氧化，并且膨脹石墨在60(TC有氧存在的情況下會發(fā)生升華，從而會喪失密封特性。進(jìn)一步地，在加工現(xiàn)有膨脹石墨襯墊時還有其他問題，如無法應(yīng)用于要求絕緣特性的部件，因?yàn)樗哂懈邔?dǎo)電性，易于受電解腐蝕侵害，對強(qiáng)酸敏感等。而且，石墨粉末還會成為雜質(zhì)或污染物對管道中的流體造成污染，這是因?yàn)槭吃谕咕壊牧仙?，石墨粉末易于落到流體中。最近，膨脹石墨與其他材料相復(fù)合來解決膨脹石墨薄片的上述問題。一個實(shí)例是一種復(fù)合材料將膨脹石墨薄片與金屬材料層疊，從而加強(qiáng)膨脹石墨的機(jī)械強(qiáng)度(例如，專利參考文獻(xiàn)4)。然而，這種復(fù)合材料盡管提高了機(jī)械強(qiáng)度，但并沒有改進(jìn)抗腐蝕性。更不用期待其具有絕緣特性。現(xiàn)有膨脹石墨復(fù)合材料的問題還存在，或者僅僅在方案上進(jìn)行了部分改進(jìn)、修補(bǔ)。因此，傳統(tǒng)石墨復(fù)合材料的使用和應(yīng)用均受到了限制。相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)說明專利參考文獻(xiàn)1:特開2005-201363專利參考文獻(xiàn)2:特開2000-91453專利參考文獻(xiàn)3:WO99/10598專利參考文獻(xiàn)4:特開平11-351400
發(fā)明內(nèi)容考慮到上述情況，本發(fā)明的發(fā)明人廣泛地搜尋了物質(zhì)和材料。結(jié)果，發(fā)明人找到了一種粘土石墨復(fù)合物，改進(jìn)或新獲取了機(jī)械強(qiáng)度、阻熱性、抗腐蝕性、氣體阻隔特性、抗酸性和絕緣特性等，并保持了石墨原有的各種較高特性，如柔性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、電磁波屏蔽特性、抗堿性、防水性等。換句話說，本發(fā)明提供了一種石墨粘土復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法、包含該復(fù)合材料的襯墊或墊圈及用于該復(fù)合材料的粘土分散液。上述的石墨粘土復(fù)合物可以被廣泛地用于各種領(lǐng)域，具有很高的多功能性。各種領(lǐng)域例如為，接合墊片、襯墊、墊圏等用于發(fā)電和化工廠中的管道等的連接部分的密封材料，散熱薄片、電磁波屏蔽材料、隔音薄片等。權(quán)利要求1所述的本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，主要包括石墨和粘土，其中所述粘土層疊于石墨層上和/或侵入石墨層中。權(quán)利要求2所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其中所述石墨為膨脹石墨；所述粘土為從天然粘土、合成粘土和改性粘土中選擇的至少一種。權(quán)利要求3所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其中所述粘土為從云母、蛭石、蒙脫石、貝得石、皂石、鋰蒙脫石、硅鎂石、麥羥硅鈉石、伊萊利石、水硅鈉石、伊利石、絹云母和綠脫石中選擇的至少一種。權(quán)利要求4所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合材料，其中所述膨脹石墨為薄片和/或薄膜，或從薄片和/或薄膜獲得的結(jié)構(gòu)，所述膨脹石墨涂敷有粘土。權(quán)利要求5所述的本發(fā)明涉及一種4艮據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述改性粘土包括從季銨陽離子、季磷鹽陽離子、咪唑陽離子和吡啶姆陽離子中選擇的一種作為有機(jī)陽離子。權(quán)利要求6所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述改性粘土由粘土和硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)而形成。權(quán)利要求7所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合材料，其中改性粘土中的有^L陽離子的復(fù)合率小于重量百分比30%。權(quán)利要求8所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料，其中所述粘土和硅烷偶聯(lián)劑中的硅烷偶聯(lián)劑的復(fù)合率小于重量百分比30%。權(quán)利要求9所述的一種復(fù)合材料，其中膨脹石墨層和/或粘土層為兩層或更多層疊層。權(quán)利要求10所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合材料,其中薄片和/或薄膜包括至少一個膨脹石墨薄片和/或薄膜和層疊于所述膨脹石墨上的至少一個基于粘土的薄片和/或薄膜，或由此獲得的結(jié)構(gòu)。權(quán)利要求11所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合材料，其中所述基于粘土的薄片和/或薄膜包括所述粘土，或所述粘土及添加劑。權(quán)利要求12所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求11所述的復(fù)合材料，其中所述添加劑為從賽璐珞，酚醛樹脂，醇酸樹脂，尿素樹脂，醋酸纖維素，聚醋酸乙烯酯樹脂，丙烯酸樹脂，苯乙蹄樹脂，聚氯乙烯樹脂，三聚氰胺樹脂，聚乙烯樹脂，聚氨酯樹脂，偏二氯乙烯樹脂，聚酰胺樹脂，不飽和聚酯，硅樹脂，丙烯腈苯乙烯樹脂，氟樹脂，環(huán)氧基樹脂，鄰苯二曱酸二烯丙基樹脂，丙烯腈丁二烯苯乙烯樹脂，聚對苯二曱酸乙二醇酯，聚丙烯，聚碳酸酯，聚縮醛，聚酰亞胺，聚砜，聚苯醚，聚對苯二甲酸丁二醇酯，聚醚砜，液晶聚合物，聚苯好,醚，聚醚酰亞胺中選擇的至少一種。權(quán)利要求13所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1至12任一所述的復(fù)合材料，其中添加有紅磷和氫氧化鋁，相對于重量百分比100%的石墨，重量百分比范圍分別為1.5~10%。權(quán)利要求14所述的本發(fā)明涉及一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至13任一所述復(fù)合材料的襯墊或墊圈。權(quán)利要求15所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的襯墊或墊圈，其中進(jìn)一步包括防水涂層。權(quán)利要求16所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的襯墊或墊圈，其中進(jìn)一步包括金屬薄板。權(quán)利要求17所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的村墊或墊圈，其中所述薄板金屬為不銹鋼，厚度為0.05~5mm。權(quán)利要求18所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的村墊或墊圈，其中所述襯墊為薄片村墊。權(quán)利要求19所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求18所述的村墊或墊圈，其中為所述襯墊或墊圈進(jìn)行索環(huán)處理。權(quán)利要求20所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求18所述的襯墊或墊圈，其中在經(jīng)過以下步驟后，氦氣的泄漏率為1.62mL/min或更少將所述薄片襯墊(JPI50A:外徑4)104mm，內(nèi)徑4)61.5mm，厚度3mm)置于兩個凸緣之間；用29.4MPa的緊固表面壓力，緊固所述薄片襯墊；及用0.98MPa的內(nèi)部壓力，預(yù)壓所述薄片襯墊。權(quán)利要求21所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的襯墊或墊圈，其中所述襯墊為球面襯墊。權(quán)利要求22所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求21述的襯墊或墊圈，其中所述5泉面表面包含氮化硼、滑石粉和四氟乙烯。權(quán)利要求23所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求21述的襯墊或墊圈，其中在800。C加熱24小時后，重量減少率為11%或更少。權(quán)利要求24所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求21所述的襯墊或墊圈，其中經(jīng)過如下步驟之后，氣體的泄漏率為0.5L/30sec或更少將所述球面襯墊(外徑4)70mm，內(nèi)徑4>53.5mm,高度16mm)置于分別形成于兩個管道(不銹鋼，外徑4)53mm)末端附近的凸緣之間；以588.4N的緊固荷重，緊固所述^l面襯墊；將所述管道內(nèi)部加熱24小時，使凸緣球面表面的溫度升高到600-700。C;將所述凸緣球面表面的可移動部分在與加熱前的相同可移動區(qū)域內(nèi)，反復(fù)滑動1Q次；及用9.6kPa的內(nèi)部壓力，預(yù)壓所述J求面襯墊。權(quán)利要求25所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求21所述的襯墊或墊圈，其中所述兩個管道在如下步驟之后，能夠在凸緣的接合處彎折將所述球面村墊(外徑4)70mm，內(nèi)徑4>53.5mm,高度16mm)置于分別形成于兩個管道(不銹鋼，外徑4)53mm)末端附近的凸緣之間；以588.4N的緊固荷重，緊固所述球面襯墊；及將所述管道的內(nèi)部加熱24小時，使凸緣球面表面的溫度升高到600-700。C。權(quán)利要求26所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的村墊或墊圈，其中所述襯墊為螺旋襯墊。權(quán)利要求27所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的襯墊或墊圈，其中所述墊圈為編織墊圈。權(quán)利要求28所述的本發(fā)明涉及一種用于制造權(quán)利要求1至13任一所述襯墊或墊圏的粘土分散液，其中所述粘土被均勻地分散于溶劑中，所述溶劑主要為水。權(quán)利要求29所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求28所述的粘土分散液，其中所述添加劑被均勻地分散或溶解。權(quán)利要求30所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的粘土分散液，其中所述粘土具有重量百分比3~15%的固體成份。權(quán)利要求31所述的本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的制造方法，包括以下步碟.將包含粘土顆粒的粘土分散液涂敷于膨脹石墨的薄片和/或薄膜，或者涂敷于從所述薄片和/或薄膜獲得的結(jié)構(gòu)；和/或?qū)⑺雠蛎浭谋∑?或薄膜，或從所述薄片和/或薄膜獲得的結(jié)構(gòu)浸漬于所述粘土分散液中，使得所述粘土層疊于所述膨脹石墨上，和/或侵入所述膨脹石墨中。權(quán)利要求32所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求31所述的復(fù)合材料的制造方法，其中所述粘土分散液包括從天然粘土、合成粘土和改性粘土中選擇的至少一種。權(quán)利要求33所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求31所述的復(fù)合材料的制造方法，其中所述粘土分散液包括水或有機(jī)溶劑。權(quán)利要求34所述的本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的制造方法，包括將膨脹石墨的薄片和/或薄膜與基于粘土的薄片和/或薄膜粘貼且層疊到一起。權(quán)利要求35所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求34所述的復(fù)合材料的制造方法，其中所述粘貼通過冷和/或熱壓實(shí)現(xiàn)。權(quán)利要求36所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求34所述的復(fù)合材料的制造方法，其中所迷粘貼通過軋輥實(shí)現(xiàn)。發(fā)明效果本發(fā)明的復(fù)合物包括石墨和粘土，因此其能夠保持石墨原有的各種較高的特性，如柔性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、電磁波屏蔽特性、抗堿性及防水性等。同時，粘土能夠?yàn)閺?fù)合材料增強(qiáng)或新增特性，例如機(jī)械強(qiáng)度、阻熱性、抗腐蝕性、氣體阻隔特性、抗酸性、絕緣特性，這些都是石墨所沒有的。因此，本發(fā)明提供了高度多功能的石墨粘土復(fù)合物，可以獲得并適用于廣泛領(lǐng)域中的各種用途，包括適用于現(xiàn)有石墨薄片很難應(yīng)用的領(lǐng)域，如接合墊片、襯墊、墊圏等用于發(fā)電廠和化工廠中的管道的連接部分等的密封材料，散熱薄片、電磁波屏蔽材料、隔音薄片等。另外，本發(fā)明的襯墊或墊圈包括具有上述特性的復(fù)合材料，使其展現(xiàn)出較高的阻熱性、密封特性和抗腐蝕特性。由于石墨粉末不會落到及粘到(燒著于)凸緣表面上，因此可以轉(zhuǎn)佳地用于發(fā)電廠和化工廠中的管道的連接部分。進(jìn)一步地說，由于粘土被均勻地分散到溶劑中，其中的溶劑主要是水，因此本發(fā)明的粘土分散液可以被用于制造具有上述較高特性的復(fù)合材料。下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的石墨粘土復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法、包含該復(fù)合材料的襯墊或墊圈、及用于該復(fù)合材料的粘土分散液做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。附困說明圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例所述復(fù)合材料的截面示意圖；圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例所述復(fù)合材料的截面示意圖；圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例所述復(fù)合材料的截面示意圖；圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例所述復(fù)合材料的截面示意圖；圖5為本發(fā)明第五實(shí)施例所述復(fù)合材料的截面示意圖；圖6為本發(fā)明第六實(shí)施例所述復(fù)合材料的截面示意圖；圖7為本發(fā)明第七實(shí)施例所述復(fù)合材料的截面示意圖；圖8為本發(fā)明所述復(fù)合材料中的膨脹石墨層的一個實(shí)例，由薄片狀或薄膜狀形式組成；圖9為本發(fā)明所迷復(fù)合材料中的膨脹石墨層的一個實(shí)例，為通過形成薄片狀或薄膜狀形式而獲得的結(jié)構(gòu)；圖10為本發(fā)明復(fù)合材料制造方法第一實(shí)例中，使用冷和/或熱壓方法的示意圖11為本發(fā)明復(fù)合材料制造方法第一實(shí)例中，使用軋機(jī)的方法的示意圖12為本發(fā)明復(fù)合材料制造方法第一實(shí)例中，使用粘合劑的方法的示意圖13為本發(fā)明復(fù)合材料制造方法第三實(shí)例的示意圖；圖14為本發(fā)明復(fù)合材料制造方法第四實(shí)例的示意圖；圖15為本發(fā)明復(fù)合材料制造方法第五實(shí)例的示意圖；圖16顯示了本發(fā)明襯墊或墊圈的一個實(shí)例，(a)為外部視圖，(b)為縱向截面視圖，(c)和(d)為修改版本的縱向截面視圖17顯示了包括金屬薄板的襯墊或墊圈的一個實(shí)例，(a)為外部視圖，(b)為縱向截面視圖，(c)~(e)為修改版本的縱向截面視圖18顯示了作為本發(fā)明襯墊或墊圈的一個實(shí)例的球面襯墊，(a)為外部視圖，(b)為縱向截面視圖；圖19描述了用于測試本發(fā)明的球面襯墊的方法。符號說明1石墨粘土復(fù)合材料2膨脹石墨層3粘土層4粘土顆粒5陽模(沖壓模具)6陰模(沖壓模具)7軋輥8粘合劑9巻輥10膨脹石墨粉末11粘土顆粒12膨脹石墨粉末和粘土顆粒的混合物13粘土分散液14金屬薄板(用于索環(huán)處理)15防水涂層16金屬薄板(用于增加更大的強(qiáng)度)17凸縛J求面表面20球面襯墊具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明所述的石墨粘土復(fù)合材料(以下稱為"復(fù)合材料")以石墨和粘土為主要成份，粘土層疊于石墨層上和/或侵入石墨層中。天然石墨和/或人造石墨可用作石墨。脈石墨、非晶石墨及膨脹石墨中的至少一種被用作天然石墨。優(yōu)選采用膨脹石墨，其具有較高的阻熱性、柔性及壓縮復(fù)原性等。為此，以下以膨脹石墨為例進(jìn)行說明，但也可以用上述石墨代替膨脹石墨或增加到膨脹石墨中。天然粘土，合成粘土和改性粘土中的至少一種可以被用作粘土。更具體i也，可以優(yōu)選地從云母、蛭石、蒙脫石、貝得石、皂石、鋰蒙脫石、硅鎂石、麥羥硅鈉石、伊萊利石(ilerite)、水硅鈉石、伊利石(illite)、絹云母或綠脫石中選擇至少一種使用。此處所述改性粘土可以是天然或合成粘土。優(yōu)選地，從云母、蛭石、蒙脫石、貝纟尋石、急石、鋰蒙脫石、富鎂蒙脫石、麥羥硅鈉石、伊萊利石、水硅鈉石、伊利石、絹云母中至少選擇一種作為實(shí)例。更佳地是，將這些天然或合成粘土中任何一種或其混合物作為實(shí)例。此處使用的改性粘土的有機(jī)陽離子例如包括季銨陽離子或季磷鹽陽離子。在本例中，改性粘土中的有機(jī)陽離子的復(fù)合率小于重量百分比30%。此處可以使用與硅烷偶聯(lián)劑起反應(yīng)的改性粘土。在這種情況下，在粘土和硅烷偶聯(lián)劑的總重量中，硅烷偶聯(lián)劑的復(fù)合率小于重量百分比30%。此處所用的改性粘土的有機(jī)物包括如下有機(jī)物，如季銨陽離子、季磷鹽陽離子、咪唑陽離子和吡啶姆陽離子等。季銨陽離子例如為但不限于二曱基十八烷基類、二甲基硬脂苯甲基類及三曱基硬脂類(trimethylstaryltype)。季磷鹽陽離子還可以例如為類似的有機(jī)物。這些有機(jī)物通過生粘土的離子交換而被引用到粘土中。這里的離子交換，例如需要如下過程將生粘土分散于溶解有過量有機(jī)物的水中；撹動一定時間；通過離心或過濾分離固體和液體；及反復(fù)用水沖洗。這些離子交換過程可以只進(jìn)行一次或重復(fù)進(jìn)行。重復(fù)上述過程，在粘土(例如，鈉和鈣)中的可交換離子以很高的速率與有機(jī)物進(jìn)行交換。各種有機(jī)物和交換率允許改性粘土具有不同變化的極性。帶有不同極性的改性粘土優(yōu)選地分別需要不同的添加劑和溶劑。在這種情況下，季銨陽離子氯化物一般可以被用作一種試劑，用于引入季銨陽離子。盡管在引入季銨陽離子的同時混入的氯化物通過水的沖洗而被稀釋，但通過反復(fù)用水沖洗仍然很難將氯化物濃度保持在150ppm或更少。然而對于電子應(yīng)用等，不允許氯化物的污染。為此，氯化物濃度必須為150卯m或更少。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)使用其他不包含氯化物的試劑，如季銨溴鹽或季銨陽離子氬氧化物等，而不使用季銨陽離子氯化物。此處所用的改性粘土中的硅烷偶聯(lián)劑例如但不限于如下物質(zhì)甲基三甲氧基硅烷、曱基三乙氧基硅烷、丙基三曱氧基硅烷、丁基三曱氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三曱氧基硅烷及十八烷基三甲氧基硅烷。將硅烷偶聯(lián)劑引入到粘土中的方法可以采用但不限于以下所述的方法。例如，生粘土和硅烷偶聯(lián)劑(相對于生粘土，重量百分比為2%)被進(jìn)行混合并通過球磨機(jī)碾磨一個小時。(參照鬼形昌信、近藤三二，粘土科學(xué)，第9巻，第5號，299-310(1995))粘土需要不同的優(yōu)選溶劑，根據(jù)所述極性來制造粘土分散液。用于制造粘土分散液的溶劑例如可以為酒精、醚、乙酸乙酯、甲苯等。圖l到圖5為本發(fā)明所述復(fù)合材料的第一到第五實(shí)施例各自的截面示意圖。第一到第五實(shí)施例的復(fù)合材料1將粘土層3層疊在膨脹石墨層2上。圖l所示的第一實(shí)施例的復(fù)合材料l為雙層結(jié)構(gòu)，將粘土層3層疊在膨脹石墨層2—側(cè)。圖2、3所示的第二和第三實(shí)施例的復(fù)合材料1分別為三層結(jié)構(gòu)。第二實(shí)施例的復(fù)合材料l將粘土層3層疊在膨脹石墨層2兩側(cè)。第三實(shí)施例的復(fù)合材料1將膨脹石墨層2層疊在粘土層3兩側(cè)。如圖4所示的第四實(shí)施例的復(fù)合材料1為四層或更多層結(jié)構(gòu)(在圖4中為四層結(jié)構(gòu))將膨脹石墨層2和粘土層3相互層疊。在第四實(shí)施例中，膨脹石墨層2和粘土層3的數(shù)量均不做限定，可任意地分別為兩層或更多層。圖5所示的第五實(shí)施例的復(fù)合材料1具有完全涂敷有粘土層3的膨脹石墨層2。在第五實(shí)施例，膨脹石墨層2和粘土層3的數(shù)量也不做限定，并且以下的任何一種結(jié)構(gòu)都可以應(yīng)用涂敷有單層粘土層3的兩層或更多層膨脹石墨層2，涂敷有兩層或更多層粘土層3的單層膨脹石墨層2,及涂敷有兩層或更多層粘土層3的兩層或更多層膨脹石墨層2。圖6為本發(fā)明所述第六實(shí)施例的復(fù)合材料的截面示意閨。第六實(shí)施例的復(fù)合材料1包括包含有粘土顆粒4的膨脹石墨層2。圖7為本發(fā)明所述第七實(shí)施例的復(fù)合材料的截面示意圖。第七實(shí)施例的復(fù)合材料1包括上述第一到第五實(shí)施例的膨脹石墨層2和粘土層3的層疊體。粘土顆粒4放入層疊體中的膨脹石墨層2內(nèi)。在圖7中，第一實(shí)施例的層疊體被表示為膨脹石墨層2和粘土層3的層疊體的實(shí)例。但是，也可以使用第二到第五實(shí)施例中所述的層疊體。在上述第一到第七實(shí)施例的復(fù)合材料1中，膨脹石墨層2為圖8所示的薄片和/或薄膜，或者為通過形成薄片和/或薄膜而獲得的結(jié)構(gòu)(例如，參見圖9)。由膨脹石墨層2組成的薄片或薄膜可以通過如下已知過程獲得。首先，石墨粉末，例如為天然石墨、熱解石墨、漂浮石墨等，與濃硫酸或濃硝酸等互相作用從而產(chǎn)生插層化合物。此后，該插層化合物被水沖洗，所獲得殘留化合物被迅速加熱并膨脹，從而獲得膨脹石墨。膨脹石墨通過軋輥而形成帶柔性的薄片或薄膜狀形式。由膨脹石墨層2組成的薄片或薄膜的厚度不做限定，但優(yōu)選為約0.10-1.5mm。這是因?yàn)?，?dāng)該厚度小于0.10mm時，無法提供足夠的強(qiáng)度，使得薄片或薄膜可能會破裂。另一原因是，當(dāng)該厚度大于1.5咖時，容易發(fā)生分層剝離，并且沿厚度方向的導(dǎo)熱性或柔性可能會更低。由膨脹石墨層2組成的薄片或薄膜的密度不做限定，但優(yōu)選為約0.80~2.2g/cm3。這是因?yàn)楫?dāng)密度小于0.80g/cm3時，導(dǎo)熱性或強(qiáng)度可能會更低，而當(dāng)密度大于2.2g/cm3時，柔性可能會更低。由膨脹石墨層2(例如，參見圖9)組成的結(jié)構(gòu)可以通過任意的將薄片和/或薄膜包含和壓制于模具內(nèi)的方法來獲得。在上述第一到第五實(shí)施例的復(fù)合材料1中，粘土層3可以由基于粘土的薄片和/或薄膜形成。正如以下將要說明的，它可以通過被涂敷和/或被浸漬于粘土分散液中而形成?；谡惩恋谋∑?或薄膜包括由粘土構(gòu)成的薄片和/或薄膜，或者由粘土和添加劑構(gòu)成的薄片和/或薄膜?？梢赃x擇以下至少一種添加劑，賽璐珞，酚醛樹脂，醇酸樹脂，尿素樹脂，醋酸纖維素，聚醋酸乙烯酯樹脂，丙烯酸樹脂，苯乙晞樹脂，聚氯乙烯樹脂，三聚氰胺樹脂，聚乙烯樹脂，聚氨酯樹脂，偏二氯乙烯樹脂，聚酰胺樹脂，不飽和聚酯，硅樹脂，丙烯腈苯乙烯樹脂，氟樹脂，環(huán)氧基樹脂，鄰苯二甲酸二烯丙基樹脂，丙烯腈丁二烯笨乙烯樹脂，聚對苯二曱酸乙二醇酯，聚丙烯，聚碳酸酯，聚縮醛，聚酰亞胺，聚砜，聚苯醚，聚對苯二曱酸丁二醇酯，聚醚砜，液晶聚合物，聚苯硫醚，聚醚酰亞胺。以下說明基于粘土的薄片和/或薄膜的制造方法的一個實(shí)例。首先，粘土被加到水或液體中，其中的液體主要包括水，來調(diào)節(jié)稀釋，并均勻粘土分散液。粘土可以為天然或合成的蒙脫石，或者為二者的混合物。粘土中的固體成份優(yōu)選地為重量百分比3~15%。粘土分散液的濃度優(yōu)選地為重量百分比0.5~10%，更佳地為重量百分比1~3%。另外，如有必要，上述的一種或多種添加劑^皮加入到粘土分散液中，添加劑被均勻地分散或溶解于粘土分散液中。然后，粘土分散液被水平放置，粘土顆粒被慢慢地沉積出來，通過固液分離方法將粘土顆粒與液體(分散媒介)分離，然后形成一個粘土薄膜。最后，粘土薄膜在110~30(TC的溫度條件下被干燥，從而獲得此處所用到的基于粘土的薄片或薄膜。上述方法中的固液分離方式可以應(yīng)用以下任一種或多種方法的組合，如離心、過濾、真空干燥、真空冷凍千燥及加熱蒸發(fā)。當(dāng)使用上述方法中的加熱蒸發(fā)時，例如，通過抽真空而被預(yù)脫氧的粘土分散液被倒入平盤。將盤水平置于壓力送風(fēng)烤爐中，在3070。C的溫度條件下，優(yōu)選為4050。C,經(jīng)過3小時到半天，優(yōu)選為3~5小時被進(jìn)行干燥。然后獲得基于粘土的薄片或薄膜。根據(jù)上述方法制造的基于粘土的薄片或薄膜具有用作自支撐薄膜的強(qiáng)度，并具有粘土顆粒的層疊層被順序定向的結(jié)構(gòu)。詞語"高度定向的粘土顆粒層疊層"的意思是在層表面的同一方向上層疊單元結(jié)構(gòu)層(厚度為約lnm)，從而在層表面上應(yīng)用沿垂直方向的高周期性。為了獲得這種粘土顆粒定向，需要水平放置稀釋的均勻的粘土分散液，并慢慢地沉積粘土顆粒。還需要，例如，慢慢地蒸發(fā)液體(分散媒介)以形成薄膜。通過上述方法獲得的基于粘土的薄片或薄膜具有3~100nm的薄膜厚度，優(yōu)選地為3~30lam。至于氣體阻隔特性，當(dāng)厚度為30iam時，氧氣滲透率小于0-lcc/m224hr.atm,氬氣滲透率小于0.lcc/m2,24hr.atm。在室溫下，氦氣、氫氣、氧氣、氮?dú)饧翱諝獾臍怏w滲透系數(shù)小于3.2xl(T"cmY'cmHg、經(jīng)過24小時IOO(TC的加熱處理后，氣體阻隔特性沒有減少。至于防水特性，防水系數(shù)為2xl(T'cin/s或更少。至于光學(xué)透明度，可見光滲透率(500訓(xùn))為75%或更多。面積可以被擴(kuò)大至超過100x40cm，且薄片或薄膜具有高阻熱性。此處所用的基于粘土的薄片和/或薄膜具有粘土顆粒被高度定向且沒有氣孔的層疊層結(jié)構(gòu)。而且柔性也很高，即使在250600。C的高溫下結(jié)構(gòu)也不會發(fā)生變化。進(jìn)一步地，它可以被用作自支撐薄膜。它也可以被用于超過250。C的高溫度條件下。另外，它是無氣孔的致密材料，并且具有較高的氣體、液體的阻隔特性。膨脹石墨層2具有較高的柔性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、電磁波屏蔽特性、抗堿性和防水性。在另一方面，粘土層3具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、阻熱性、抗腐蝕性、氣體阻隔特性、抗酸性和絕緣特性。因此，根椐第一到第五實(shí)施例的在膨脹石墨層2上層疊有粘土層3結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料1，一層彌補(bǔ)了另一層的缺陷。結(jié)果，該復(fù)合材料可以用于達(dá)到僅由單層材料組成的薄片所難以達(dá)到的目的。從而可以獲得具有高性能和高功能性的復(fù)合材料。例如，粘土層的層疊由于增強(qiáng)了氣體阻隔特性，因此允許本復(fù)合材料用于任何對氣體特性要求更高的領(lǐng)域，雖然單層膨脹石墨不能用于該領(lǐng)域中。另外，膨脹石墨層的層疊允許本復(fù)合材料用于任何要求電磁波屏蔽特性的領(lǐng)域，盡管單層粘土層不能用于該領(lǐng)域中。例如，第二實(shí)施例(參見圖2)所述的在膨脹石墨層2的兩側(cè)層疊有粘土層3的復(fù)合材料1在頂面和底面具有絕緣特性，并在內(nèi)部具有導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。因此，可以用作電路基板。進(jìn)一步地，根據(jù)第五實(shí)施例所述的復(fù)合材料，膨脹石墨層2涂敷有粘土層3以避免使膨脹石墨粉末從膨脹石墨層脫落而污染周圍的復(fù)合材料。并且也有可能避免膨脹石墨在高溫度環(huán)境(650。C或更高)中發(fā)生升華。第六實(shí)施例提供了較高功能及多功能的復(fù)合材料，用在任一種領(lǐng)域，在該領(lǐng)域中，由于膨脹石墨層2中包含粘土層3的結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致二者之間的互相補(bǔ)充，因此由膨脹石墨或粘土制成的薄片不是優(yōu)選被使用的。例如，膨脹石墨的氣體阻隔特性較差，而粘土的水性很差。根據(jù)在石墨層中包含粘土的結(jié)構(gòu)，膨脹石墨彌補(bǔ)了粘土水性差的弱點(diǎn)，并且粘土彌補(bǔ)了膨脹石墨氣體阻隔特性差的弱點(diǎn)。為了增強(qiáng)粘土或膨脹石墨的任一特性，以在給定應(yīng)用領(lǐng)域達(dá)到最優(yōu)的特性，還可以調(diào)整粘土顆粒的混合率。進(jìn)一步地，在此處所述的第一至第七實(shí)施例的復(fù)合材料中，可以向石墨(優(yōu)選為膨脹石墨)中添加紅磷和氫氧化鋁。紅磷和氫氧化鋁的添加量相對于重量百分比為100%的石墨分別為重量百分比i.5~1oy。的范圍。因此，向石墨中添加紅磷和氫氧化鋁可以防止石墨(尤其是膨脹石墨)氧化和燃燒。以下說明與本發(fā)明所述復(fù)合材料相應(yīng)的制造方法。與本發(fā)明所述復(fù)合物相應(yīng)的制造方法的第一實(shí)例是將上述膨脹石墨薄片和/或薄膜(膨脹石墨層2)與基于粘土的薄片和/或薄膜(粘土層3)粘貼層疊在一起。使用這種方法可以獲得上述第一至第四實(shí)施例所述的復(fù)合材料(參見圖1~4)。有一些方法可以用于粘貼所述膨脹石墨薄片和/或薄膜與所述基于粘土的薄片和/或薄膜。這些方法例如為冷和/或熱壓(參見圖10)、輥軋(參見圖11)、粘合(參見圖12)等。圖10表示將膨脹石墨薄片和/或薄膜(膨脹石墨層2)與基于粘土的薄片和/或薄膜(粘土層3)進(jìn)行層疊，并用沖壓模具，包括陽模和陰模，進(jìn)行壓縮而形成一體的示意圖。圖11表示將膨脹石墨薄片和/或薄膜(膨脹石墨層2)與基于粘土的薄片和/或薄膜(粘土層3)進(jìn)行層疊，并用軋輥7進(jìn)行輥軋而形成一體的示意圖。圖12表示將膨脹石墨薄片和/或薄膜(膨脹石墨層2)與基于粘土的薄片和/或薄膜(粘土層3)進(jìn)行層疊，并通過粘合劑8而形成一體的示意圖。本發(fā)明所述復(fù)合材料的制造方法的第二實(shí)例應(yīng)用了粘土分散液，此處，粘土顆粒被分散到上述膨脹石墨薄片和/或薄膜中或其所獲得的結(jié)構(gòu)(膨脹石墨層2)中。至于粘土分散液，可以使用上述粘土分散液。例如，包括天然粘土、合成粘土及改性粘土中的一種或多種的粘土分散液例如為水或有機(jī)溶劑。使用該方法可以獲得上述第一和第二實(shí)施例中的復(fù)合材料(參見圖1和2)。本發(fā)明所述復(fù)合材料的制造方法的第三實(shí)例是將所述膨脹石墨薄片和/或薄膜或其所獲得的結(jié)構(gòu)(膨脹石墨層2)浸漬于分散有粘土顆粒4的粘土分散液13中(參見圖13)。使用該方法可以獲得上述第五和第六實(shí)施例中的復(fù)合材料(參見圖5和6)。通過將該方法與第一或第二實(shí)例的方法相結(jié)合，可以獲得上述第七實(shí)施例中的復(fù)合材料(參見圖7)。本發(fā)明所述復(fù)合材料的制造方法的第四實(shí)例是將基于粘土的薄片和/或薄膜(粘土層3)從巻輥9依次巻出，傳送該薄片和/或薄膜，在薄片和/或薄膜表面上連續(xù)提供膨脹石墨粉末10，并通過軋輥使膨脹石墨粉末10在基于粘土的薄片或薄膜表面上形成薄片狀或薄膜狀形式，從而將膨脹石墨層2與粘土層3(參見圖14)形成為一體。使用該方法可以獲得上述第一實(shí)施例中的復(fù)合材料(參見圖1)。本發(fā)明所述復(fù)合材料的制造方法的第五實(shí)例是將膨脹石墨粉末10與粘土顆粒11混合，將混合物12通過多級軋輥7傳遞和輥軋以形成薄片狀形式(參見圖15)。使用該方法可以獲得上述第六實(shí)施例的復(fù)合材料(參見圖6)?？梢詫⑸鲜龅谝坏降谄邔?shí)施例中的復(fù)合材料與其他全異材料層疊，如合成樹脂薄片、金屬板、陶瓷薄片等。通過上述方法獲得的薄膜狀或薄片狀復(fù)合材料，進(jìn)一步通過模具形成為給定形狀，從而可以用作襯墊、墊圈、散熱器等。根據(jù)本發(fā)明所述的村墊或墊圏通過將上述方法獲得的薄膜狀或薄片狀復(fù)合材料通過模具等形成為給定形狀而獲得。根據(jù)本發(fā)明所述的襯墊或墊圈中，所述襯墊例如為但不限于薄片襯墊、球面襯墊、螺旋襯墊等；所述墊圈例如為但不限于編織墊圏。圖16顯示了根據(jù)本發(fā)明所述襯墊或墊圈的一個實(shí)例。(a)為外部視圖，(b)為縱向截面視圖，(c)和(d)為修改版本的縱向截面視圖。圖中所示的平面環(huán)狀襯墊或墊圏由上述方法獲得的薄膜狀或薄片狀復(fù)合材料制成。圖16(c)顯示了經(jīng)過索環(huán)處理的薄片襯墊。具體地，薄片襯墊的內(nèi)邊緣表面及連接于內(nèi)邊緣表面的頂表面和底表面部分覆蓋有金屬薄板14，該金屬薄板14的厚度為0.05~0.3咖，彎成槽鋼形。而且，薄片襯墊的外邊緣表面及連接于該外邊緣表面的頂表面和底表面部分也可以和內(nèi)邊緣表面一樣，覆蓋有金屬薄板(圖中未示出)。上述索環(huán)處理可以加強(qiáng)薄片襯墊內(nèi)邊緣表面和外邊緣表面。也可以在很長時間內(nèi)保持穩(wěn)定的密封特性，從而防止流體泄漏。圖16(d)顯示了一種襯墊或墊圈，其整個表面覆蓋有防水涂層15。涂敷防水涂層的過程例如可以為氟系膜、硅系膜、聚硅氧烷膜、含氟樹脂有機(jī)聚硅氧烷膜、丙烯酸酯樹脂膜、氯乙烯樹脂膜、聚氨酯樹脂膜、乙基纖維素樹脂膜、高防水鍍層膜、金屬蒸鍍膜、碳蒸鍍膜等。通過應(yīng)用上述的防水涂層，涂層材料作為接合劑，從而能夠防止粘土由于與水性流體接觸而被沖走。因此改進(jìn)了村墊或墊圈的防水性和密封特性。圖17顯示了根據(jù)本發(fā)明所述襯墊或墊圏的另一實(shí)例。(a)為外部視圖，(b)為縱向截面視圖，(c)~(e)為修改版本的縱向截面視圖。圖中所示的襯墊或墊圈也是通過上述方法獲得的由模具等形成為平面環(huán)狀材料薄膜狀或薄片狀復(fù)合材料。圖17顯示了包括薄的金屬薄板16的襯墊或墊圈。如圖所示，金屬薄板16可以被夾在包括本發(fā)明的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)之間，或者也可以層疊于包括該復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)前面和/或后面上。對于該金屬薄板16，優(yōu)選使用具有高抗腐蝕性的不銹鋼。這種包含金屬薄板的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了機(jī)械強(qiáng)度。圖17(b)顯示了包括平的金屬薄板16的襯墊或墊圏。圖17(c)顯示了包括具有上下突起的金屬薄板16的襯墊或墊圏。這些金屬薄板的厚度優(yōu)選約為0.05~5mm。圖17(d)顯示了包括具有鋸片狀橫截面的金屬薄板16的襯墊或墊圈。該金屬薄板16的厚度優(yōu)選約為1.0~2.Omm,其中夾有金屬薄板16的復(fù)合材料的厚度分別約為0.5~2.Omm。圖17(e)顯示了包括具有彎的巻曲截面的金屬薄板16的村墊或墊圈，前后表面涂敷有涂層材料15。在這種情況中，金屬薄板16的厚度約為0.5~1.5mm,其中夾有金屬薄板16的復(fù)合材料的厚度分別約為0.5~1.5mm。圖18顯示了作為根據(jù)本發(fā)明所述襯墊或墊圏的一例的球面襯墊。(a)為外部視圖，(b)為縱向截面視圖。根據(jù)本發(fā)明所述的球面村墊可以在球面表面(沿表面形成球形的部分)中包含氮化硼，滑石粉，四氟乙烯樹脂，以改進(jìn)阻熱性特性。實(shí)例以下，包括本發(fā)明所述復(fù)合材料的薄片襯墊及球面襯墊通過以下實(shí)例進(jìn)行解釋，以更清楚地表明本發(fā)明的效果。然而，本發(fā)明并不限于以下的實(shí)例。1,薄片襯墊的實(shí)例(樣品制備)包括天然粘土和膨脹石墨的石墨粘土復(fù)合材料用于制造薄片襯墊(JPI50A:外徑4)104mm，內(nèi)徑$61.5mm，厚度3mm，面積54.09cm2)。該復(fù)合材料具有圖5所示的截面結(jié)構(gòu)，該薄片襯墊具有圖16(a)和(b)所示的結(jié)構(gòu)。以獲得這種薄片襯墊作為實(shí)例。(密封特性測試)實(shí)例中薄片襯墊被置于兩個凸緣之間，通過螺栓緊固(外徑(J)1.6cm，數(shù)量4根)。在這種條件下，增加O.9詣Pa(10kgf/cm"的內(nèi)部壓力(氦氣壓力)。然后，測量緊固表面壓力和氦氣的泄漏率。結(jié)果如表1所示(表1)<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>如表1所示，當(dāng)緊固表面壓力為29.4MPa(300kgf/cm"時氦氣的泄漏率為1.62mL/min或更少。結(jié)果表明本發(fā)明的薄片襯墊具有優(yōu)良的密封特性。2，J求面襯塾的實(shí)例(樣品制備)包括天然粘土和膨脹石墨的石墨粘土復(fù)合材料用于制造三個球面襯墊(外徑4)70mm，內(nèi)徑4>53.5mm，高度16mm)。復(fù)合材料具有圖5所示的截面結(jié)構(gòu)，球面襯墊具有圖18所示的結(jié)構(gòu)。獲得的這種球面襯墊作為實(shí)例。實(shí)例的球面襯墊在球面表面(沿表面形成為球面的一部分)中包括氮化硼、滑石粉和四氟乙烯。這些襯墊包括氮化硼和滑石粉的重量比分別為100:0，50:50和10:90。在另一方面，制造僅包括膨脹石墨的三個球面襯墊。這些球面襯墊具有同樣的形狀，作為實(shí)例。獲得的這種球面襯墊被作為對比實(shí)例。(阻熱性特性測試)實(shí)例和對比實(shí)例的球面襯墊在800。C的電爐中加熱24小時。測量加熱前后的重量來計(jì)算重量減少率。結(jié)果如表2所示。(表2)<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>如表2所示，實(shí)例的球面襯墊的重量減少率為11%或更少。相反，對比實(shí)例的球面襯墊的重量減少率為34%或更少。結(jié)果表明，本發(fā)明的球面襯墊具有比傳統(tǒng)球面襯墊更高的阻熱性特性。(密封特性測試)如圖19所示，實(shí)例的球面襯墊20置于分別形成于兩個管道(不銹鋼，外徑4)53mm)末端附近的凸緣(不銹鋼)之間，通過螺栓19經(jīng)由彈簧18進(jìn)行緊固，具有緊固荷重588.4N(60kgf)。管道的內(nèi)部被氣體爐加熱24小時，使凸緣球面表面17的溫度升高到600~70(TC。結(jié)果，凸緣球面的可移動部分在加熱前的相同可移動區(qū)域內(nèi)凈皮反復(fù)滑動10次，然后在球面襯墊上施加19.6kPa(0.2kgf/cra"的內(nèi)部壓力(氣壓)。然后測量氣體的泄漏率。結(jié)果，氣體的泄漏率為0.5L/30sec或更少，更具體地為0.03~0.035L/30sec。結(jié)果表明本發(fā)明的球面襯墊具有優(yōu)越的阻熱密封特性。(抗咬合性測試)實(shí)例和對比實(shí)例的球面襯墊在與上述密封特性測試相同的條件下被加熱。然后，兩個管道在凸緣的接合處彎折。實(shí)例的球面襯墊可以被反復(fù)彎折10次。對比實(shí)例的球面襯墊不能被彎折，因?yàn)榍蛎姹砻姹灰Ш虾驼车酵咕壍谋砻?。該結(jié)果表明，本發(fā)明的球面襯墊與傳統(tǒng)的球面襯墊相比，具有優(yōu)良的抗咬合性。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明用于寬領(lǐng)域中難以應(yīng)用現(xiàn)有的石墨薄片的各種用途，例如，接合墊片、襯墊、墊圏等用于發(fā)電廠和化工廠中的管道等的連接部分的密封材料，散熱薄片，電磁波屏蔽材料，隔音薄片等。權(quán)利要求1，一種復(fù)合材料，主要包括石墨和粘土，其中所述粘土層疊于石墨層上和/或侵入石墨層中。2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其中所述石墨為膨脹石墨；所述粘土為從天然粘土、合成粘土和改性粘土中選擇的至少一種。3，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其中所述粘土為從云母、蛭石、蒙脫石、貝得石、皂石、鋰蒙脫石、硅鎂石、麥羥硅鈉石、伊萊利石、水硅鈉石、伊利石、絹云母和綠脫石中選擇的至少一種。4，根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合材料，其中所述膨脹石墨為薄片和/或薄膜，或從薄片和/或薄膜獲得的結(jié)構(gòu)，所述膨脹石墨涂敷有粘土。5，根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述改性粘土包括從季銨陽離子、季磷鹽陽離子、咪唑陽離子和吡啶姆陽離子中選擇的一種作為有機(jī)陽離子。6，根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述改性粘土由粘土和硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)而形成。7，根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合材料，其中改性粘土中的有機(jī)陽離子的復(fù)合率小于重量百分比30％。8，根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料，其中所述粘土和硅烷偶聯(lián)劑中的硅烷偶聯(lián)劑的復(fù)合率小于重量百分比30％。9，根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料，其中膨脹石墨層和/或粘土層為兩層或更多層疊層。10，根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合材料，其中薄片和/或薄膜包括至少一個膨脹石墨薄片和/或薄膜和層疊于所述膨脹石墨上的至少一個基于粘土的薄片和/或薄膜，或由此獲得的結(jié)構(gòu)。11，根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合材料，其中所述基于粘土的薄片和/或薄膜包括所述粘土，或所述粘土及添加劑。2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其中所述石墨為膨脹石墨；所述粘土為從天然粘土、合成粘土和改性粘土中選擇的至少一種。3，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其中所述粘土為從云母、蛭石、蒙脫石、貝得石、皂石、鋰蒙脫石、硅鎂石、麥羥硅鈉石、伊萊利石、水硅鈉石、伊利石、絹云母和綠脫石中選擇的至少一種。4,根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合材料，其中所述膨脹石墨為薄片和/或薄膜，或從薄片和/或薄膜獲得的結(jié)構(gòu)，所述膨脹石墨涂敷有粘土。5,根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述改性粘土包括從季銨陽離子、季磷鹽陽離子、咪唑陽離子和吡啶姆陽離子中選擇的一種作為有機(jī)陽離子。6,根椐權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述改性粘土由粘土和硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)而形成。7，根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合材料，其中改性粘土中的有機(jī)陽離子的復(fù)合率小于重量百分比30%。8，根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料，其中所述粘土和硅烷偶聯(lián)劑中的硅烷偶聯(lián)劑的復(fù)合率小于重量百分比30%。9，根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料，其中膨脹石墨層和/或粘土層為兩層或更多層疊層。10,根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合材料，其中薄片和/或薄膜包括至少一個膨脹石墨薄片和/或薄膜和層疊于所述膨脹石墨上的至少一個基于粘土的薄片和/或薄膜，或由此獲得的結(jié)構(gòu)。11,根椐權(quán)利要求10所述的復(fù)合材料，其中所述基于粘土的薄片和/或薄膜包括所述粘土，或所述粘土及添加劑。12,根據(jù)權(quán)利要求11所述的復(fù)合材料，其中所述添加劑為從賽璐珞，酚醛樹脂，醇酸樹脂，尿素樹脂，醋酸纖維素，聚醋酸乙烯酯樹脂，丙烯酸樹脂，苯乙烯樹脂，聚氯乙烯樹脂，三聚氰胺樹脂，聚乙烯樹脂，聚氨酯樹脂，偏二氯乙烯樹脂，聚酰胺樹脂，不飽和聚酯，硅樹脂，丙烯腈苯乙烯樹脂，氟樹脂，環(huán)氧基樹脂，鄰苯二曱酸二烯丙基樹脂，丙烯腈丁二烯苯乙烯樹脂，聚對苯二曱酸乙二醇酯，聚丙烯，聚碳酸酯，聚縮醛，聚酰亞胺，聚砜，聚苯醚，聚對苯二曱酸丁二醇酯，聚醚砜，液晶聚合物，聚苯硫醚，聚醚酰亞胺中選擇的至少一種。13,根據(jù)權(quán)利要求1至12任一所述的復(fù)合材料，其中添加有紅磷和氫氧化鋁，相對于重量百分比100%的石墨，重量百分比范圍分別為1.5~10%。14,一種襯墊或墊圈，包括根據(jù)權(quán)利要求1至13任一所述復(fù)合材料。15,根據(jù)權(quán)利要求14所述的襯墊或墊圈，其中進(jìn)一步包括防水涂層。16，根據(jù)權(quán)利要求14所述的襯墊或墊圈，其中進(jìn)一步包括金屬薄板。17，根據(jù)權(quán)利要求16所述的襯墊或墊圈，其中所述薄板金屬為不銹鋼，厚度為0.05~5mm。18，根據(jù)權(quán)利要求14所述的襯墊或墊圏，其中所述村墊為薄片襯墊。19，根據(jù)權(quán)利要求18所述的襯墊或墊圏，其中為所述襯墊或墊圈進(jìn)行索環(huán)處理。20，根據(jù)權(quán)利要求18所述的襯墊或墊圈，其中在經(jīng)過以下步驟后，氦氣的泄漏率為1.62mL/min或更少:將所述薄片襯墊(JPI50A:外徑4)104mm，內(nèi)徑4)61.5mm,厚度3mm)置于兩個凸緣之間；用29.4MPa的緊固表面壓力，緊固所述薄片襯墊；及用0.98MPa的內(nèi)部壓力，預(yù)壓所迷薄片襯墊。21，才艮據(jù)權(quán)利要求14所述的村墊或墊圈，其中所述襯墊為球面村墊。22，才艮據(jù)權(quán)利要求21所述的襯墊或墊圈，其中所述球面表面包含氮化硼、滑石粉和四氟乙烯。23，^^據(jù);l5l利要求21所述的村墊或墊圏，其中在800。C加熱24小時后，重量減少率為11°/。或更少。24，根據(jù)權(quán)利要求21所述的襯墊或墊圈，其中經(jīng)過如下步驟之后，氣體的泄漏率為0.5L/30sec或更少將所述球面襯墊(外徑4)70mm,內(nèi)徑(J)53.5mm，高度16mm)置于分別形成于兩個管道(不銹鋼，外徑4)53mm)末端附近的凸緣之間；以588.4N的緊固荷重，緊固所述球面襯墊；將所述管道內(nèi)部加熱24小時，使凸緣球面表面的溫度升高到600~700。C;將所述凸》彖球面表面的可移動部分在與加熱前的相同可移動區(qū)域內(nèi)，反復(fù)滑動1G次；及用9.6kPa的內(nèi)部壓力，預(yù)壓所述球面襯墊。25,根據(jù)權(quán)利要求21所述的襯墊或墊圈，其中所述兩個管道在如下步驟之后，能夠在凸緣的接合處彎折將所述球面襯墊(外徑4)70mm，內(nèi)徑cf)53.5mm，高度16mm)置于分別形成于兩個管道(不銹鋼，外徑4)53mm)末端附近的凸緣之間；以588.4N的緊固荷重，緊固所述球面襯墊；及將所述管道的內(nèi)部加熱24小時，使凸緣球面表面的溫度升高到600~70CTC。26，根據(jù)權(quán)利要求14所述的襯墊或墊圈，其中所述襯墊為螺旋襯墊。27,根據(jù)權(quán)利要求14所述的襯墊或墊圈，其中所述墊圈為編織墊圏。28，一種用于制造權(quán)利要求1至13任一所述襯墊或墊圈的粘土分散液，其中所述粘土被均勻地分散于溶劑中，所述溶劑主要為水。29,根據(jù)權(quán)利要求28所述的粘土分散液，其中所述添加劑被均勻地分散或溶解。30，根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的粘土分散液，其中所述粘土具有重量百分比3~15/的固體成份。31,—種復(fù)合材料的制造方法，包括以下步驟將包含粘土顆粒的粘土分散液涂敷于膨脹石墨的薄片和/或薄膜，或者涂敷于從所述薄片和/或薄膜獲得的結(jié)構(gòu)；和/或?qū)⑺雠蛎浭谋∑?或薄膜，或從所述薄片和/或薄膜獲得的結(jié)構(gòu)浸漬于所述粘土分散液中，使得所述粘土層疊于所述膨脹石墨上，和/或侵入所述膨脹石墨中。32，根據(jù)權(quán)利要求31所述的復(fù)合材料的制造方法，其中所述粘土分散液包括從天然粘土、合成粘土和改性粘土中選擇的至少一種。33，根據(jù)權(quán)利要求31所述的復(fù)合材料的制造方法，其中所述粘土分散液包括水或有才幾溶劑。34,—種復(fù)合材料的制造方法，包括將膨脹石墨的薄片和/或薄膜與基于粘土的薄片和/或薄膜粘貼且層疊到一起。35,根據(jù)權(quán)利要求34所述的復(fù)合材料的制造方法，其中所述粘貼通過冷和/或熱壓實(shí)現(xiàn)。36，根據(jù)權(quán)利要求34所述的復(fù)合材料的制造方法，其中所述粘貼通過軋輥實(shí)現(xiàn)。全文摘要(課題)提供一種石墨粘土復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法、包含該復(fù)合材料的襯墊或墊圈、及用于該復(fù)合材料的粘土分散液。可以用于寬領(lǐng)域的各種用途，包括接合墊片、襯墊、墊圈等密封材料，散熱薄片，電磁波屏蔽材料，隔音薄片等。(方案)一種復(fù)合材料，主要包括石墨和粘土，其中所述粘土疊于石墨層上和/或侵入石墨層中。一種復(fù)合材料的制造方法，包括以下步驟將包含粘土顆粒的粘土分散液涂敷于膨脹石墨的薄片和/或薄膜，或者涂敷于從所述薄片和/或薄膜獲得的結(jié)構(gòu)；和/或?qū)⑺雠蛎浭谋∑?或薄膜，或從所述薄片和/或薄膜獲得的結(jié)構(gòu)浸漬于所述粘土分散液中，使得所述粘土層疊于所述膨脹石墨上，和/或侵入所述膨脹石墨中。并且，該復(fù)合材料用于制造襯墊或墊圈。文檔編號C09K3/10GK101432135SQ200780015740公開日2009年5月13日申請日期2007年4月3日優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日發(fā)明者塚本勝朗,手島暢彥,水上富士夫,蛯名武雄,長谷川泰久申請人:獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所;日本泰克斯株式會社