一种应用于低温环境的密封垫片的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种应用于低温环境的密封垫片，所述密封垫片为多层复合结构，所述多层复合结构包括天然橡胶层，所述天然橡胶层的正面和背面从里向外依次分别设有膨胀缓冲层、阻燃层、防腐蚀层、耐寒层，所述耐寒层外面设有聚四氟乙烯层。本实用新型的密封垫片，设有的多层复合结构，充分增加了产品的膨胀性、阻燃性、耐油性、防腐蚀性、耐寒抗冻性、机械强度等性能，使得产品的总和性能优秀，适用于生化领域的制冷设备。
【专利说明】一种应用于低温环境的密封垫片
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用于低温环境的密封垫片。
【背景技术】
[0002]密封垫片，是一种用于机械、设备、管道等内部，起密封作用的材料。
[0003]密封垫片在生化设备上是非常重要的。在生化设备的生产过程中常有设备故障、生产中断、物料报废等事故发生，宄其原因不乏密封元件(包括密封垫片)损坏引发密封技术失效因素。密封元件(包括密封垫片)在一套生化设备中除保证准确执行工艺参数外，它的另一个功能就是避免机电设备的三漏(水、气、油等)，它对保证设备的安全高效运行、节约能源保护环境、保证生产的产品质量有着举足轻重的作用，世界各国都非常重视对它的研宄和应用。
[0004]制冷设备是生化设备中的一个重要分支，密封垫片在制冷设备应用也非常广泛。目前制冷设备中用到的密封垫片为非金属密封垫片，非金属密封垫片主要包括石棉橡胶复合垫片、橡胶和金属增强复合垫片以及非石棉纤维橡胶复合垫片。含石棉类密封垫片是目前适用范围较为广泛、性能优异的一类垫片，由于石棉纤维中含有致癌物质，世界各主要工业化国家都淘汰和禁止使用石棉制品。此外国外的有关标准和法律规定，若需要使用石棉制品的场合必须张贴警示标志，此密封制品含有石棉，同时此类含石棉制品废弃物的处理也必须按规定的要求进行，制冷设备中的工况条件并不是很苛刻，完全可以不使用含有石棉的密封垫片。橡胶和金属增强复合垫片主要是由不锈钢板或铝板作为芯板，在金属板的两面各复合一层橡胶后加工而成。但是橡胶易老化，在密封面上使用较长时间后，橡胶易粘连密封面，使得更换密封垫片时要清理密封面，易造成机器的损伤，这种垫片的安装和使用均不方便，并且这种密封垫片的机械物理性能分析，也没有明显的特点，性能不好。
[0005]由于石棉橡胶复合垫片、橡胶和金属增强复合垫片，都存在许多缺陷，因此，我们应该多开发一些非石棉纤维橡胶复合密封垫片。
[0006]对于生化设备中应用于低温环境的密封垫片而言，由于设备所应用的场所、环境较为特殊，因此，对密封垫片的要求也较为严格。
[0007]目前的生化设备大多数用于生物化工制药、污水处理、油田开采等领域。对于这些领域而言，密封垫片除了要求其密封性以外，出于生产安全，还对其耐腐蚀性、阻燃性等性能要求也较高。
[0008]又由于制冷设备的要求，因此，对密封垫片的耐寒性有所要求。
[0009]因此，为了社会经济的发展，有必要开发出一种应用于低温环境的密封垫片。
实用新型内容
[0010]实用新型目的:本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种应用于低温环境的密封垫片。
[0011]技术方案:为了实现以上目的，本实用新型提供了一种应用于低温环境的密封垫片，所述密封垫片为多层复合结构，所述多层复合结构包括天然橡胶层，所述天然橡胶层的正面和背面从里向外依次分别设有膨胀缓冲层、阻燃层、防腐蚀层、耐寒层，所述耐寒层外面设有聚四氟乙烯层；所述阻燃层为EVA树脂层，所述阻燃层由以下质量百分比的材料组成:
[0012]EVA树脂:100份；EVA树脂具有良好的柔软性和橡胶般的弹性，在_50 V的低温下仍可保持良好的可挠性，耐寒性较好，其透明度、表面光泽度和化学稳定性良好，并且与填料的掺混性好，因此可用于低温制冷设备；
[0013]三元乙丙橡胶EPDM:8-10份；三元乙丙橡胶具有优越的电绝缘性、弹性、耐老化性、耐腐蚀性、耐磨性、耐油性等优点，并且环保，加入三元乙丙橡胶后，可以显著的增强产品整体的力学性质，并且一般使用温度为_50~150 °C，耐寒性较好；
[0014]硫化后的顺丁橡胶:10-15份；简称BR，由丁二烯聚合制得。与其他通用型橡胶比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，与EVA和三元乙丙橡胶EPDM复合使用，使产品在在保证弹性、阻燃性、耐磨性的同时还具有很好地耐寒性，适用于制冷设备；
[0015]膨胀石墨:1-3份；与氧化镍复合使用，可以增强产品的的阻燃性、机械性能；
[0016]氧化镍:4-5份；与膨胀石墨复合使用；
[0017]水滑石:1-3份；一种环保型的优质的阻燃性物质，可以增强产品的阻燃性；
[0018]氢氧化镁:10-15份；环保型的无机阻燃剂，可以明显增强产品的阻燃性，同时还具有消烟剂的作用；
[0019]聚丙烯纤维:4-6份；可以提高产品的抗冲击性和韧性；
[0020]石蜡:3-4份；起到润滑剂的作用，同时还是一种软化剂，可以降低粘度，便于材料加工生产，这样不仅可提材料加工的生产效率，降低生产成本，同时还使得材料的耐化学药品能力更加优良；
[0021]抗冲击改性剂:3-5份；
[0022]增塑剂:8-10份；
[0023]稳定剂:2-3份；
[0024]偶联剂:0.3-0.6 份；
[0025]碳酸钙:5-8份；具有阻燃效果，提高产品的阻燃性；还可以起到固化剂的作用，可以增进固化反应速度，减少反应时间的作用；同时碳酸钙本身作为一种无机填料，还可以起到提高产品的耐磨性和机械强度的作用，并且其价格低廉、无毒；
[0026]乙二醇:15-20份。不仅仅是溶剂，同时还是极好的抗冻剂，可以增强产品的抗冻性；
[0027]所述防腐蚀层为聚苯硫醚层，所述防腐蚀层由以下质量百分比的材料组成:
[0028]聚苯硫醚:100份；聚苯硫醚(PPS)是一种综合性能优异的特种工程塑料，具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点；
[0029]FEP:20-25份；PEP:氟化乙烯丙烯共聚物，是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的，具有极佳的绝缘性、耐化学稳定性等，属于氟树脂的一种，在在PPS中引入PEP后，可以很好的提尚广品的初性和耐腐蚀性；
[0030]蒙脱土:2-4份；蒙脱土具有特殊的片层结构，并且由于其阳离子交换特性，在适当的条件下形成纳米级混杂结构，能极大地提高材料的力学性能和阻隔性能，而加入到PPS中可以很好地提高产品的耐冲击性、柔韧性、贮存稳定性以及耐蚀性；
[0031]玻璃纤维:3-5份；玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，加入后，可以提高产品的耐腐蚀性；
[0032]石蜡:1-2份；
[0033]甲基丙烯酸甲酯:4-5份；丙烯酸酯的一种，具有很好地耐腐蚀性；
[0034]硅微粉:5-6份；硅微粉是由天然石英(Si02)或熔融石英(天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态Si02)经破碎、球磨(或振动、气流磨)、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉；硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料；它具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能，加入到广品中，可以极大的提尚广品的综合性能；同时加入还可以在一定程度上提尚广品的耐寒性；
[0035]偶联剂:0.5-0.8 份；
[0036]增塑剂:6-8份；
[0037]稳定剂:2-3份；
[0038]乙二醇:15-20份。不仅仅是溶剂，同时还是极好的抗冻剂，可以增强产品的抗冻性。
[0039]所述膨胀缓冲层为PE/SBS复合层，所述膨胀缓冲层(2)的厚度为0.2-0.4mm。SBS，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，具有极佳的膨胀性；同时SBS可以和水、弱酸、碱等接触，具有优良的拉伸强度，表面摩擦系数大，低温性能好，加工性能好等特性；PE，聚乙烯，无臭，无毒，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，尤其是具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100~-70° C) ；PE与SBS共混可明显改善制品的低温性能和冲击强度；因此，PE/SBS复合层不仅仅是产品具有膨胀性(可以适应温度的变化)，还是产品具有很好地耐低温性(耐寒性、抗冻性)，适用于制冷设备。
[0040]所述阻燃层的厚度为0.2-0.3mm。
[0041]所述防腐蚀层的厚度为0.3-0.4mm。
[0042]所述耐寒层为碳纤维层，所述耐寒层的厚度为0.6-0.8mm。碳纤维具有极好的抗冻耐寒性，同时其他方面的性能也很优异，适用于制冷设备的密封材料，但是，由于其价格比较昂贵，因此，仅仅在密封垫上复合一层碳纤维层。
[0043]所述聚四氟乙烯层的厚度为0.3-0.5mm。聚四氟乙烯具有一系列优良的使用性能:耐高温一长期使用温度200~260度，耐低温一在-100度时仍柔软；耐腐蚀一能耐王水和一切有机溶剂；耐气候一塑料中最佳的老化寿命；高润滑一具有塑料中最小的摩擦系数(0.04);不粘性一具有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质；无毒害一具有生理惰性；因此，作为密封垫片的最外层，不仅仅具有防水防腐蚀作用，同时还起到了耐寒耐低温的作用。
[0044]所述抗冲击改性剂为甲基丙烯酸酯-丁二烯一苯乙烯共聚物；甲基丙烯酸酯-丁二烯一苯乙烯共聚物即MBS是一种新型高分子材料，由甲基丙烯酸甲酯(M)、丁二烯(B)及苯乙烯(S)采用乳液接枝聚合法制备而成；该树脂在亚微观形态上具有典型的核-壳结构，核心是一个直径为10?100 nm的橡胶相球状核，外部是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯组成的壳层；MBS这种特殊结构赋予了制品优异的抗冲击性能；本产品中加入MBS树脂时，可使产品的抗冲击强度提高4-15倍，同时还可改善产品的耐寒性和加工流动性；
[0045]所述增塑剂为癸二酸二辛酯；使产品的塑化效果增强，还使其柔韧性增强，更加容易加工，同时价格比较低廉，且无毒；
[0046]所述稳定剂为钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物；加入稳定剂可以使得产品性质更加稳定，防止其分解、老化，同时钙锌复合稳定剂相较于其他一些金属铅类等稳定剂而言，不仅稳定效果好，同时还无毒、环保，和季戊四醇混合后，其稳定效果可以得到进一步增强；
[0047]所述偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷；加入该偶联剂可显著提高产品的耐热性、阻燃性、耐溶剂性、机械强度等性能。
[0048]有益效果:本实用新型提供的应用于低温环境的密封垫片与现有技术相比，具有以下优点:
[0049]1、本实用新型的密封垫片，设有的多层复合结构，充分增加了产品的膨胀性、阻燃性、耐油性、防腐蚀性、耐寒抗冻性、机械强度等性能，使得产品的总和性能优秀，适用于生化领域的制冷设备；
[0050]2、本实用新型的密封垫片，采用天然橡胶作为产品的基层，充分利用了天然橡胶本身的耐寒性能，使得产品本身耐寒性能就较为优越；
[0051]3、本实用新型的密封垫片，各层实用的材料都是环保型物质，使得产品本身安全、环保、无毒；
[0052]4、本实用新型的密封垫片，阻燃层和防腐蚀层，采用了新的化合物配比，制备成的相应层其阻燃性和防腐蚀性效果更好，使得产品自身的性能较同行更好。
【专利附图】
【附图说明】
[0053]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0054]图中:1_天然橡胶层、2-膨胀缓冲层、3-阻燃层、4-防腐蚀层、5-耐寒层、6_聚四氣乙如层。
【具体实施方式】
[0055]以下结合具体的实施例对本实用新型进行详细说明，但同时说明本实用新型的保护范围并不局限于本实施例的具体范围，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0056]实施例1
[0057]如附图1所示:一种应用于低温环境的密封垫片，所述密封垫片为多层复合结构，所述多层复合结构包括天然橡胶层1，所述天然橡胶层I的正面和背面从里向外依次分别设有膨胀缓冲层2、阻燃层3、防腐蚀层4、耐寒层5，所述耐寒层5外面设有聚四氟乙烯层6。
[0058]所述膨胀缓冲层2为PE/SBS复合层，所述膨胀缓冲层2的厚度为0.2mm ;
[0059]所述阻燃层3为EVA树脂层，所述阻燃层3的厚度为0.2mm ;
[0060]所述防腐蚀层4为聚苯硫醚层，所述防腐蚀层4的厚度为0.3mm ；
[0061]所述耐寒层5为碳纤维层，所述耐寒层5的厚度为0.6mm ；
[0062]所述聚四氟乙稀层6的厚度为0.3mm。
[0063]本实施例中，所述阻燃层3由以下质量百分比的材料组成:
[0064]EVA 树脂:100 份；
[0065]三元乙丙橡胶EPDM:8份；
[0066]硫化后的顺丁橡胶:10份；
[0067]膨胀石墨:1份；
[0068]氧化镍:4份；
[0069]水滑石:1份；
[0070]氢氧化镁:10份；
[0071]聚丙烯纤维:4份；
[0072]石蜡:3份；
[0073]抗冲击改性剂:甲基丙烯酸酯-丁二烯一苯乙烯共聚物:3份；
[0074]增塑剂:癸二酸二辛酯:8份；
[0075]稳定剂:钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1: 2的混合物:2份；
[0076]偶联剂:乙烯基三过氧化叔丁基硅烷:0.3份；
[0077]碳酸钙:5份；
[0078]乙二醇:15份；
[0079]所述防腐蚀层4由以下质量百分比的材料组成:
[0080]聚苯硫醚:100份；
[0081]FEP:20 份；
[0082]蒙脱土:2 份；
[0083]玻璃纤维:3份；
[0084]石蜡:1份；
[0085]甲基丙烯酸甲酯:4份；
[0086]娃微粉:5份；
[0087]偶联剂:乙稀基二过氧化叔丁基娃烧:0.5份；
[0088]增塑剂:癸二酸二辛酯:6份；
[0089]稳定剂:钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物:2份；
[0090]乙二醇:15份。
[0091]实施例2
[0092]如附图1所示:一种应用于低温环境的密封垫片，所述密封垫片为多层复合结构，所述多层复合结构包括天然橡胶层1，所述天然橡胶层I的正面和背面从里向外依次分别设有膨胀缓冲层2、阻燃层3、防腐蚀层4、耐寒层5，所述耐寒层5外面设有聚四氟乙烯层6。
[0093]所述膨胀缓冲层2为PE/SBS复合层，所述膨胀缓冲层2的厚度为0.3mm ；
[0094]所述阻燃层3为EVA树脂层，所述阻燃层3的厚度为0.25mm ;
[0095]所述防腐蚀层4为聚苯硫醚层，所述防腐蚀层4的厚度为0.35mm ；
[0096]所述耐寒层5为碳纤维层，所述耐寒层5的厚度为0.7mm ；
[0097]所述聚四氟乙稀层6的厚度为0.4mm。
[0098]本实施例中，所述阻燃层3由以下质量百分比的材料组成:
[0099]EVA 树脂:100 份；
[0100]三元乙丙橡胶EPDM:9份；
[0101]硫化后的顺丁橡胶:12.5份；
[0102]膨胀石墨:2份；
[0103]氧化镍:4.5份；
[0104]水滑石:2份；
[0105]氢氧化镁:12.5份；
[0106]聚丙烯纤维:5份；
[0107]石蜡:3.5 份;
[0108]抗冲击改性剂:甲基丙烯酸酯-丁二烯一苯乙烯共聚物:4份；
[0109]增塑剂:癸二酸二辛酯:9份；
[0110]稳定剂:钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物:2.5份；
[0111]偶联剂:乙稀基二过氧化叔丁基娃烧:0.45份；
[0112]碳酸钙:6.5份;
[0113]乙二醇:17.5份；
[0114]所述防腐蚀层4由以下质量百分比的材料组成:
[0115]聚苯硫醚:100份；
[0116]FEP:22.5 份;
[0117]蒙脱土:3 份；
[0118]玻璃纤维:4份；
[0119]石蜡:1.5 份;
[0120]甲基丙烯酸甲酯:4.5份；
[0121]娃微粉:5.5份；
[0122]偶联剂:乙烯基三过氧化叔丁基硅烷:0.65份；
[0123]增塑剂:癸二酸二辛酯:7份；
[0124]稳定剂:钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物:2.5份；
[0125]乙二醇:17.5份。
[0126]实施例3
[0127]如附图1所示:一种应用于低温环境的密封垫片，所述密封垫片为多层复合结构，所述多层复合结构包括天然橡胶层1，所述天然橡胶层I的正面和背面从里向外依次分别设有膨胀缓冲层2、阻燃层3、防腐蚀层4、耐寒层5，所述耐寒层5外面设有聚四氟乙烯层6。
[0128]所述膨胀缓冲层2为PE/SBS复合层，所述膨胀缓冲层2的厚度为0.4mm ;
[0129]所述阻燃层3为EVA树脂层，所述阻燃层3的厚度为0.3mm ;
[0130]所述防腐蚀层4为聚苯硫醚层，所述防腐蚀层4的厚度为0.4mm ；
[0131]所述耐寒层5为碳纤维层，所述耐寒层5的厚度为0.8mm ；
[0132]所述聚四氟乙稀层6的厚度为0.5mm。
[0133]本实施例中，所述阻燃层3由以下质量百分比的材料组成:
[0134]EVA 树脂:100 份；
[0135]三元乙丙橡胶EPDM: 10份；
[0136]硫化后的顺丁橡胶:15份；
[0137]膨胀石墨:3份；
[0138]氧化镍:5份；
[0139]水滑石:3份；
[0140]氢氧化镁:15份；
[0141]聚丙烯纤维:6份；
[0142]石蜡:4份;
[0143]抗冲击改性剂:甲基丙烯酸酯-丁二烯一苯乙烯共聚物:5份；
[0144]增塑剂:癸二酸二辛酯:10份；
[0145]稳定剂:钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物:3份；
[0146]偶联剂:乙烯基三过氧化叔丁基硅烷:0.6份；
[0147]碳酸钙:8份；
[0148]乙二醇:20份；
[0149]所述防腐蚀层4由以下质量百分比的材料组成:
[0150]聚苯硫醚:100份；
[0151]FEP: 25 份；
[0152]蒙脱土: 4 份；
[0153]玻璃纤维:5份；
[0154]石蜡:2份；
[0155]甲基丙烯酸甲酯:5份；
[0156]硅微粉:6份；
[0157]偶联剂:乙稀基二过氧化叔丁基娃烧:0.8份；
[0158]增塑剂:癸二酸二辛酯:8份；
[0159]稳定剂:钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物:3份；
[0160]乙二醇:20份。
[0161]上述实施例的密封垫片，各复合层的材料分别制备，然后再进行复合，复合后得到的产品可以根据实际的使用、生产需求，进行再加工，加工成特定的形状即可。制备出的密封垫片，为多层复合结构，相较于以往结构较为单一的密封垫片，其综合性能大大提高，更加适用于一些生产环境较为复杂，对产品要求较高的环境中，尤其是适用于生化设备中。
[0162]上述实施例的密封垫片，每一层所使用的材料都具有一定的耐寒抗冻性，尤其是单独设有的碳纤维耐寒层，更是大大的增加了产品的耐寒性，是产品适用于制冷设备。
[0163]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是让熟悉该【技术领域】的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此来限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种应用于低温环境的密封垫片，其特征在于:所述密封垫片为多层复合结构，所述多层复合结构包括天然橡胶层(I)，所述天然橡胶层(I)的正面和背面从里向外依次分别设有膨胀缓冲层(2)、阻燃层(3)、防腐蚀层(4)、耐寒层(5)，所述耐寒层(5)外面设有聚四氟乙烯层(6);所述阻燃层(3)为EVA树脂层，所述防腐蚀层(4)为聚苯硫醚层。
2.根据权利要求1所述的应用于低温环境的密封垫片，其特征在于:所述膨胀缓冲层(2)为PE/SBS复合层，所述膨胀缓冲层(2)的厚度为0.2-0.4mm。
3.根据权利要求1所述的应用于低温环境的密封垫片，其特征在于:所述阻燃层(3)的厚度为 0.2-0.3mm。
4.根据权利要求1所述的应用于低温环境的密封垫片，其特征在于:所述防腐蚀层(4)的厚度为0.3-0.4mm。
5.根据权利要求1所述的应用于低温环境的密封垫片，其特征在于:所述耐寒层(5)为碳纤维层，所述耐寒层(5)的厚度为0.6-0.8mm。
6.根据权利要求1所述的应用于低温环境的密封垫片，其特征在于:所述聚四氟乙烯层(6)的厚度为0.3-0.5mmο
【文档编号】C08K3/34GK204253855SQ201420695201
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】马荣华 申请人:苏州北开生化设备有限公司