專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊，包括無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊的制 備工藝，無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊組合物及產(chǎn)品的用途，適用于高溫狀況下 兩個(gè)部件的密封和隔熱，尤其適用于燃油機(jī)動(dòng)車(chē)催化轉(zhuǎn)化器載體與金 屬殼體之間的固定、密封和隔熱。
背景技術(shù)：
催化轉(zhuǎn)化器是用于汽車(chē)尾氣凈化的核心裝置，從內(nèi)燃機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī) 排出的廢氣通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行有害成分的催化轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到合格 的排放標(biāo)準(zhǔn)，其通常具有如下結(jié)構(gòu)內(nèi)置蜂窩陶瓷催化轉(zhuǎn)化器載體， 外面覆蓋金屬材料殼體。與此同時(shí)，為了防止廢氣從蜂窩陶瓷載體與金屬材料殼體之間的 縫隙泄漏出去，往往還必須在載體與殼體之間設(shè)置一防止氣體泄漏的 密封材料，包括金屬密封襯墊、非金屬密封襯墊等。該密封材料通常 必須具有良好的隔熱吸音密封性能，較好的高溫耐久性，并且在振動(dòng) 顛簸的工況下還必須給催化轉(zhuǎn)化器載體提供優(yōu)異的固定力，防止陶瓷 材質(zhì)的催化轉(zhuǎn)化器載體受到機(jī)械損壞。目前，市場(chǎng)上使用及文獻(xiàn)中報(bào) 道的實(shí)例多為在襯墊材料中簡(jiǎn)單添加膨脹性礦物等材料制成密封襯 墊，綜合性能受到了一定的限制。公開(kāi)號(hào)CN1056312描述了一種無(wú)機(jī)密封隔熱材料，用于高溫下的 密封隔熱，包括陶瓷纖維、膨體礦物和粘合劑，將陶瓷纖維和膨體礦 物加水制成漿液后，鋪成纖維氈，壓擠出水溶液，干燥；再將纖維氈浸漬到粘合劑水溶液中，再次壓擠出水溶液，干燥，制得成品。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種工藝更為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī) 復(fù)合密封襯墊，且能根據(jù)產(chǎn)品性能要求進(jìn)行多次、分部復(fù)合成型，針 對(duì)性地使各組分在產(chǎn)品中形成不均勻分布，提高產(chǎn)品的綜合使用性 能。本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問(wèn)題在于提供一種無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯 墊組合物。本發(fā)明所要解決的又一技術(shù)問(wèn)題在于提供一種無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯 墊的用途。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是 一種無(wú)機(jī)復(fù)合密 封襯墊的制備工藝，將包括無(wú)機(jī)非金屬纖維和粘合劑的各組分加入到 水或水溶液中配成漿料，經(jīng)成型、整形、干燥，制成成品，其中，將 漿料注入到成型網(wǎng)上，成型網(wǎng)下方抽真空，抽出濾液，漿料中的固形 物在成型網(wǎng)上方形成濕態(tài)型坯，濕態(tài)型坯經(jīng)整形、干燥，制成成品。本發(fā)明區(qū)別于壓擠出水溶液的傳統(tǒng)制備工藝，采用真空抽出濾液 的方法，成型更加均勻，避免了壓擠可能造成的不均勻。把稱(chēng)量好的 各組分加入水溶液配制成均勻的漿料，可以借助攪拌設(shè)備，在離心剪 切的作用下完成；借助真空成型設(shè)備，把配制好的均勻漿料注入下部有網(wǎng)的開(kāi)口容器，網(wǎng)下部接真空管，通過(guò)抽真空，抽吸出其中的液體， 基材和功能性材料駐留在網(wǎng)上，制成濕態(tài)型坯。由于漿料為均勻分散體， 一次成型可能無(wú)法達(dá)到特定的性能要求，因此在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明引入了復(fù)合成型的概念。艮口； 將所述的抽出濾液作為配制漿料的水溶液，重新配制漿料，將漿料注入到成型網(wǎng)上，漿料再覆蓋在原濕態(tài)型坯上，或覆蓋在原濕態(tài)型坯的 相鄰位置，成型網(wǎng)下方抽真空，抽出濾液，漿料中的固形物在成型網(wǎng) 上方形成濕態(tài)型坯，重復(fù)上述步驟，經(jīng)多次和/或分部復(fù)合成型，復(fù) 合成型所需的濕態(tài)型坯，經(jīng)整形、干燥，制成成品。原理是，漿料中包括基材、粘合劑和包括膨脹性材料的功能性材 料，基材為無(wú)機(jī)非金屬纖維，按照對(duì)產(chǎn)品各個(gè)部位對(duì)功能性材料的分 布要求，借助真空成型設(shè)備，通過(guò)多次成型和/或分部成型，以獲得 各種功能組分在厚度方向、寬度方向上分布不均勻的產(chǎn)品。以求達(dá)到 最佳的使用效果。在上述制備工藝的基礎(chǔ)上，所述的抽真空的條件為真空度0. 05 0. 2MPa，時(shí)間為O. 5 5分鐘。真空度優(yōu)選在0. lMPa左右，抽 真空時(shí)間優(yōu)選2 3分鐘。所述的整形采用壓輥在濕態(tài)型坯表面來(lái)回壓制，壓力為0.3 lkg/cm3。整形是通過(guò)機(jī)械外力對(duì)制備的濕態(tài)型坯進(jìn)行整理，以達(dá)到 合適的幾何外形，主要是達(dá)到要求的表面平整度，壓力優(yōu)選0. 5kg/cm3 左右。所述的干燥條件為在75 12(TC的烘干溫度下，干燥1.5 4 小時(shí)。干燥是通過(guò)濕熱傳質(zhì)的過(guò)程對(duì)濕態(tài)型坯中的水份進(jìn)行蒸發(fā)，促 進(jìn)其中粘結(jié)劑的固化，達(dá)到合格制品性能的干態(tài)型坯。干態(tài)型坯通過(guò) 外力機(jī)械刀具剪裁成合適的外形尺寸，制成成品。一種針對(duì)上述制備工藝制得的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊組合物，由無(wú)機(jī) 非金屬纖維、粘合劑、膨脹性材料和添加劑組成，各組分按重量百分 比計(jì)無(wú)機(jī)非金屬纖維 30 60% 膨脹性材料+粘合劑 40 70%添加劑 0 5%其中，膨脹性材料與粘合劑的重量比為3: 1 6: 1，所述的無(wú) 機(jī)非金屬纖維為陶瓷纖維、玻璃纖維、晶體纖維中的一種或其組合，無(wú)機(jī)非金屬纖維的長(zhǎng)度為0. 5 10mrn。所述的粘結(jié)劑為聚丙烯酸酯乳液、丁苯橡膠乳液、丁腈橡膠乳液， 水性樹(shù)脂、聚醋酸乙烯酯、陽(yáng)離子乳膠中的-一種或其組合物。所述的膨脹性材料為膨脹蛭石、膨脹石墨、膨脹礦物粉體中的一 種或其組合物。所述的添加劑為增白劑、增塑劑、濕強(qiáng)劑、成型劑、增稠劑中的 一種或其組合物。本發(fā)明還涉及針對(duì)上述制備工藝制得的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊產(chǎn)品 的用途，用作機(jī)動(dòng)車(chē)催化轉(zhuǎn)化器中的密封材料，具有隔熱、保溫、吸 音、密封等功能。本發(fā)明的有益效果是采用新穎的真空抽出濾液的制備工藝，進(jìn)一步通過(guò)全面考慮該密 封襯墊的工況和使用中的實(shí)際情況，引入復(fù)合材料的概念，使用多次 和/或分部復(fù)合成型的辦法，使產(chǎn)品中的各種功能成分在厚度方向、 寬度方向按設(shè)定要求形成不均勻分布，突破通常均勻密封襯墊材料的 使用局限性，提高了制品的綜合使用性能；另外，將傳統(tǒng)的分步浸漬、 擠壓的工藝合并為一步進(jìn)行，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1稱(chēng)量含有43 54%氧化硅、47 53%氧化鋁的硅酸鋁陶瓷纖維 360g， 20 70目的膨脹蛭石360g,粘結(jié)劑72g，及占上述溶質(zhì)組合物配方2%的添加劑(重量百分比)。將陶瓷纖維、膨脹蛭石、粘合劑加入7000g水中，配置成均勻的 漿料，使纖維沒(méi)有團(tuán)聚，長(zhǎng)度在0.5 10mm，加入添加劑，調(diào)節(jié)漿料 性能。然后把該漿料注入到成型網(wǎng)上，在成型網(wǎng)下方抽真空，利用 0. lMPa真空壓力，抽真空時(shí)間1 2分鐘，抽出濾液，漿料中的固形 物在成型網(wǎng)上方形成濕態(tài)型坯，然后在整形平臺(tái)上用壓力輥來(lái)回滾壓 濕態(tài)型坯，使其平整，送入烘干，干燥溫度為85°C，干燥時(shí)間2.5 小時(shí)，干燥完成以后，裁剪成60X420,的長(zhǎng)方形，成為制品A。本實(shí)施例為一次成型。 實(shí)施例2稱(chēng)量含有43 54%氧化硅、47 53%氧化鋁的硅酸鋁陶瓷纖維 和晶體纖維，按照重量比8: l的比例共稱(chēng)量240g， 20 70目的膨脹 蛭石300g，粘結(jié)劑65g，及占上述溶質(zhì)組合物配方2%的添加劑(重 量百分比)。將陶瓷纖維、膨脹蛭石、粘合劑加入7200g水，配置成為均勻的 漿料，使纖維沒(méi)有團(tuán)聚，長(zhǎng)度在0.5 10mm，加入添加劑，調(diào)節(jié)漿料 性能。然后把該漿料注入成型網(wǎng)，在成型網(wǎng)下方抽真空，利用0. lMPa 真空壓力，抽出濾液，漿料中的固形物在成型網(wǎng)上方形成濕態(tài)型坯半 成品；抽出的濾液本身含有粘結(jié)劑，將濾液作為配制漿料的水溶液，在 濾液中再加入120g陶瓷纖維和60g膨脹石墨，再次混合制成均勻的 槳料，將漿料注入成型網(wǎng)，覆蓋在原濕態(tài)型坯半成品上，在成型網(wǎng)下 方抽真空，利用0. lMPa真空壓力，抽真空時(shí)間1分鐘，抽出濾液， 成型網(wǎng)上方形成濕態(tài)型坯，然后在整形平臺(tái)上利用壓力輥在濕態(tài)型坯 來(lái)回滾壓濕態(tài)型坯，使其平整，送入烘千，干燥溫度為75°C，干燥時(shí)間3小時(shí)，干燥完成以后，裁剪成50X380mm的長(zhǎng)方形，成為制品 B。本實(shí)施例為多次復(fù)合成型。 實(shí)施例3稱(chēng)量陶瓷纖維棉200g，其中纖維棉長(zhǎng)度在3mm以上的占50%， 3咖以下的占50%，粘結(jié)劑150g，及占上述溶質(zhì)組合物配方2。％的添 加劑(重量百分比)。將陶瓷纖維、粘合劑加入6000g水，加入添加劑，混合制成均勻 的第一漿料，待用。依照實(shí)施例1的制備方法，加入添加劑制成混合均勻的漿料，該 漿料在本實(shí)施例中稱(chēng)為第二漿料，將第二漿料注入到成型網(wǎng)上，控制 好工藝要求的寬度，在成型網(wǎng)下方抽真空，利用0. lMPa真空壓力， 抽真空0.5分鐘，抽出濾液，漿料中的固形物在成型網(wǎng)上方形成濕態(tài) 型坯半成品；然后再把第一漿料注入到成型網(wǎng)上，覆蓋在原濕態(tài)型坯半成品寬 度方向上的相鄰兩側(cè)，再次在成型網(wǎng)下方抽真空，利用O. lMPa真空 壓力，抽真空2 3分鐘，抽出濾液，成型網(wǎng)上方形成濕態(tài)型坯，在 整形平臺(tái)上利用壓力輥在濕態(tài)型坯來(lái)回滾壓濕態(tài)型坯，使其平整，送 入烘千，干燥溫度為85'C，干燥時(shí)間2.5小時(shí)，干燥完成以后剪裁， 成為制品C。本實(shí)施例為分部復(fù)合成型。
權(quán)利要求
1、一種無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊的制備工藝，將包括無(wú)機(jī)非金屬纖維和粘合劑的各組分加入到水或水溶液中配成漿料，經(jīng)成型、整形、干燥，制成成品，其特征在于將漿料注到成型網(wǎng)上，成型網(wǎng)下方抽真空，抽出濾液，漿料中的固形物在成型網(wǎng)上方形成濕態(tài)型坯，濕態(tài)型坯經(jīng)整形、干燥，制成成品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊的制備工藝，其特征在 于所述的抽出濾液作為配制漿料的水溶液，重新配制漿料，再覆蓋 在原濕態(tài)型坯上，或覆蓋在原濕態(tài)型坯的相鄰位置，重復(fù)上述步驟， 經(jīng)多次和/或分部復(fù)合成型，復(fù)合成型的濕態(tài)型坯經(jīng)整形、干燥，制 成成品。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊的制備工藝，其特 征在于所述的抽真空的條件為真空度0. 05 0. 2MPa，時(shí)間為0. 5 5分鐘。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊的制備工藝，其特 征在于:所述的整形采用壓輥在濕態(tài)型坯表面來(lái)回壓制，壓力為0. 3 lkg/cm3o
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊的制備工藝，其特 征在于所述的干燥條件為在75 120'C的溫度下，干燥1.5 4 小時(shí)。
6、 針對(duì)權(quán)利要求1或2所述的制備工藝制得的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊組 合物，由無(wú)機(jī)非金屬纖維、粘合劑、膨脹性材料和添加劑組成，各組 份按重量百分比計(jì)無(wú)機(jī)非金屬纖維 30 60% 膨脹性材料+粘合劑 40 70%添加劑 0 5%其中，膨脹性材料與粘合劑的重量比為3 6: 1，所述的無(wú)機(jī)非 金屬纖維為陶瓷纖維、玻璃纖維、晶體纖維中的一種或其組合，無(wú)機(jī)非金屬纖維的長(zhǎng)度為0. 5 10mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊組合物，其特征在于 所述的粘合劑為聚丙烯酸酯乳液、丁苯橡膠乳液、丁腈橡膠乳液，水 性樹(shù)脂、聚醋酸乙烯酯、陽(yáng)離子乳膠中的一種或其組合物。
8、 根椐權(quán)利要求6所述的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊組合物，其特征在于 所述的膨脹性材料為膨脹蛭石、膨脹石墨、膨脹礦物粉體中的一種或 其組合物。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊組合物，其特征在于 所述的添加劑為增白劑、增塑劑、濕強(qiáng)劑、成型劑、增稠劑中的一種 或其組合物。
10、 針對(duì)權(quán)利要求1或2所述的制備工藝制得的無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊產(chǎn) 品的用途，用作機(jī)動(dòng)車(chē)催化轉(zhuǎn)化器中的密封材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊，包括無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊的制備工藝，無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊組合物及產(chǎn)品的用途，適用于高溫狀況下兩個(gè)部件的密封和隔熱。所述無(wú)機(jī)復(fù)合密封襯墊的制備工藝，將包括無(wú)機(jī)非金屬纖維和粘合劑的各組分加入到水或水溶液中配成漿料，經(jīng)成型、整形、干燥，制成成品，其中，將漿料注到成型網(wǎng)上，成型網(wǎng)下方抽真空，抽出濾液，漿料中的固形物在成型網(wǎng)上方形成濕態(tài)型坯，濕態(tài)型坯經(jīng)整形、干燥，制成成品。優(yōu)點(diǎn)是采用真空抽出濾液的制備工藝，進(jìn)一步引入復(fù)合材料的概念，使用多次和/或分部復(fù)合成型的辦法，使產(chǎn)品各種功能成分按設(shè)計(jì)需要不均勻分布在厚度和寬度方向上，突破均勻密封襯墊材料的使用局限性，提高了制品的綜合性能。
文檔編號(hào)B01D53/34GK101260821SQ20081003617
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月17日
發(fā)明者張朝禮, 李軍良 申請(qǐng)人:上海伊索熱能技術(shù)有限公司