一种快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的装置及密封制品的制作方法

本实用新型涉及密封制品领域，特别是涉及一种快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的装置及密封制品。

背景技术：

泄漏是管法兰失效的主要形式，它与密封结构型式、被连接件的刚度、密封件的性能、操作和安装等许多因素有关。垫片是法兰连接的主要密封件，因而正确选用垫片也是保证法兰连接不泄漏的关键。法兰垫片根据管道所输送介质的腐蚀性、温度、压力及法兰密封面的形式选用种类很多。常见的密封材料有橡胶石棉垫、橡胶垫、缠绕式垫片、芳纶垫片、石棉垫、柔性石墨、聚四氟乙烯等仅用于中低端的工程管道密封。在密封材料中用膨体聚四氟乙烯膜制造的新型密封垫片有着广泛的用途，美国戈尔长期为食品医药，航空航天和核电站、舰船等高端工业提供了膨体聚四氟乙烯膜制造的新型密封垫片和盘根等各类密封解决方案，垄断控制了我国和其他地区的大部分市场份额且售价达8000元/平方米，因此对这一新型密封材料很有必要实施国产化。

目前有将膨体聚四氟乙烯采用一层一层平铺法做的片材，此方法生产效率低（因膜厚度只有0.01-0.05mm，完成一个大面积的厚度达1mm的片材需要近1h才能平铺完成），在平铺的过程中由于膜很薄在空气扰动下常发生皱褶夹层，使得厚度不均匀，膜层间易分层，平面压紧整形后压缩回弹性较差，此平铺法的密封片材质量一致性较差。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的方法、装置及密封制品，具有极高的一致性和精确性，密封制品的密度分布更加均匀，密封效果更一致，更可靠。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的装置，依次包括放卷辊、张拉辊、滚筒、剖切装置、快速夹具、烘箱和滚筒压机，膨体聚四氟乙烯的薄膜经放卷辊输出，由张拉辊张紧后在滚筒上连续卷包至一定的厚度，形成多层卷包膜筒，剖切装置沿着轴向剖切将多层卷包膜筒剖切成平面状薄膜卷包叠层，用快速夹具四边张拉固定平面状薄膜卷包叠层，然后在烘箱中进行热定型去应力存放；最后将平面状薄膜卷包叠层进行厚度压缩，在滚筒压机上滚压至密封片材的厚度尺寸。

在本实用新型一个较佳实施例中，滚筒的转速为100~500转/min。

在本实用新型一个较佳实施例中，烘箱内的温度为270℃-310℃，滚筒压机的工作温度为270℃-310℃。

在本实用新型一个较佳实施例中，去应力存放时间为1.8小时-2.5小时。

在本实用新型一个较佳实施例中，膨体聚四氟乙烯的薄膜或为疏水疏油的膨体聚四氟乙烯的薄膜改性薄膜。

本实用新型还涉及一种密封制品，密封制品上设有采用上述任一的装置制备而成的密封片材。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的密封片材具有更大的抗拉强度，可以在使用中保持更大的螺栓压紧力，从而提供更加可靠的密封性能，尤其是在热循环和较高温度的条件下；密封片材提高密封可靠性，耐环境老化，延长使用时间，并减少重新锁紧和更换垫片的维护成本；密封片材一致性更高，问题更少，生产效率提高了10倍；密封片材的价格是进口的60%~70%，可以进一步的降低客户工程及设备的制造成本，使得客户产品更具竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材在滚筒上的一较佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材轴向剖切后的一较佳实施例的结构示意图；

图3是本实用新型快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的装置的一较佳实施例的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、多层卷包膜筒，2、平面状薄膜卷包叠层，3、放卷辊，4、张拉辊，5、滚筒，6、剖切装置，7、快速夹具，8、烘箱，9、滚筒压机。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在制备本实用新型的密封片材之前，要先制备膨体聚四氟乙烯薄膜，膨体聚四氟乙烯薄膜的制造的核心技术是：先将聚四氟乙烯分散树脂与液体助挤剂及染色剂混合，在30-40℃的环境下进行保温熟成，再将其压成柱体毛坯，通过压延法将柱体毛坯制成薄片，经加热脱去助挤剂，再进行单向拉伸、双向拉伸，而后热定型、冷却、收卷，最终制得膨体聚四氟乙烯薄膜。

膨体聚四氟乙烯薄膜是一种具有特殊功能高附加值的高分子新材料薄膜，是特殊工艺双向拉伸制成的，该薄膜的微纤维构成了里外通透的0.1μm-18μm孔径的多纤维层异形微孔；膨体聚四氟乙烯的薄膜经多层叠加复合形成了各种厚度的密封材料。

膨体聚四氟乙烯薄膜具有天然的化学惰性、防水性、热稳定性和较高的机械强度，这些特性使得密封解决方案可靠耐老化，密封介质不被污染，甚至在暴露于腐蚀性化学品、摩擦、高温或极低温度中时亦可有效密封。

采用100%膨体聚四氟乙烯制成，该技术能够打造出具有极高膨胀度的膨体聚四氟乙烯密封制品。密封制品的优异膨胀或压缩回弹实现了卓越的抗拉强度和密封稳定性，卓越的抗蠕变和抗冷流性能，从而在严苛的应用中实现优异的性能。

实施例1：

一种快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的方法，包括以下步骤：

1）将膨体聚四氟乙烯薄膜在张拉状态下连续卷包成多层卷包膜筒1，如图1所示；

2）沿轴向剖切多层卷包膜筒1变成平面状薄膜卷包叠层2，如图2所示；

3）张拉、固定剖切形成的平面状薄膜卷包叠层2的周边，在温度为270℃的环境下去应力存放1.8小时，热定型同时聚四氟乙烯分子团的碳链在分子力作用下连接；

4）在温度为270℃的环境中将厚度压缩8%，即完成密封片材的制备。

经高温滚压后膜中的聚四氟乙烯分子团的碳链可以在分子力作用下连接的更多，使得薄膜卷包叠层结合的更紧密，形成一体且不分层，这种卷包方法生产效率提高了10倍，产品的一致性更好。

用此方法可以生产出各种厚度系列的100%的膨体聚四氟乙烯密封片材，满足食品医药，航空航天和核电站、舰船等高端工程的特殊密封要求。

膨体聚四氟乙烯的薄膜或为疏水疏油的膨体聚四氟乙烯的薄膜改性薄膜。

所述密封片材的厚度为0.8-3.5mm。在1-3mm的厚度范围内的密封片材上进行回弹率和泄露率的试验：在预紧压力17.25MPa负荷下，片材压缩率达45±5%，撤去负荷后回弹率>10%；采用介质99.9%氦气进行试验，在预紧压力17.25MPa、试验压力4 MPa的负荷下，泄露率<1×10-3cm³/s。

一种快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的装置，如图3所示，依次包括放卷辊3、张拉辊4、滚筒5、剖切装置6、快速夹具7、烘箱8和滚筒压机9，膨体聚四氟乙烯的薄膜经放卷辊3输出，由张拉辊4张紧后在滚筒5上连续卷包至一定的厚度，形成多层卷包膜筒1，滚筒5的转速为100转/min，剖切装置6沿着轴向剖切将多层卷包膜筒1剖切成平面状薄膜卷包叠层2，用快速夹具7四边张拉固定平面状薄膜卷包叠层2，然后在烘箱8中进行热定型去应力存放，烘箱8内的温度为270℃，去应力存放时间为1.8小时；最后将平面状薄膜卷包叠层2进行厚度压缩，在滚筒压机9上滚压至密封片材的厚度尺寸，滚筒压机9的工作温度为270℃。

实施例2:

一种快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的方法，包括以下步骤：

1）将膨体聚四氟乙烯薄膜在张拉状态下连续卷包成多层卷包膜筒；

2）沿轴向剖切多层卷包膜筒变成平面状薄膜卷包叠层2；

3）张拉、固定剖切形成的平面状薄膜卷包叠层2的周边，在温度为290℃的环境下去应力存放2小时，热定型同时聚四氟乙烯分子团的碳链在分子力作用下连接；

4）在温度为300℃的环境中将厚度压缩12%，即完成密封片材的制备。

经高温滚压后膜中的聚四氟乙烯分子团的碳链可以在分子力作用下连接的更多，使得薄膜卷包叠层结合的更紧密，形成一体且不分层，这种卷包方法生产效率提高了10倍，产品的一致性更好。

用此方法可以生产出各种厚度系列的100%的膨体聚四氟乙烯密封片材，满足食品医药，航空航天和核电站、舰船等高端工程的特殊密封要求。

膨体聚四氟乙烯的薄膜或为疏水疏油的膨体聚四氟乙烯的薄膜改性薄膜。

所述密封片材的厚度为0.8-3.5mm。在1-3mm的厚度范围内的密封片材上进行回弹率和泄露率的试验：在预紧压力17.25MPa负荷下，片材压缩率达45±5%，撤去负荷后回弹率>10%；采用介质99.9%氦气进行试验，在预紧压力17.25MPa、试验压力4 MPa的负荷下，泄露率<1×10-3cm³/s。

一种快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的装置，依次包括放卷辊3、张拉辊4、滚筒5、剖切装置6、快速夹具7、烘箱8和滚筒压机9，膨体聚四氟乙烯的薄膜经放卷辊3输出，由张拉辊4张紧后在滚筒上连续卷包至一定的厚度，形成多层卷包膜筒，滚筒的转速为300转/min，剖切装置6沿着轴向剖切将多层卷包膜筒剖切成平面状薄膜卷包叠层2，用快速夹具7四边张拉固定平面状薄膜卷包叠层2，然后在烘箱8中进行热定型去应力存放，烘箱8内的温度为290℃，去应力存放时间为2小时；最后将平面状薄膜卷包叠层2进行厚度压缩，在滚筒压机9上滚压至密封片材的厚度尺寸，滚筒压机9的工作温度为300℃。

实施例3：

一种快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的方法，包括以下步骤：

1）将膨体聚四氟乙烯薄膜在张拉状态下连续卷包成多层卷包膜筒；

2）沿轴向剖切多层卷包膜筒变成平面状薄膜卷包叠层2；

3）张拉、固定剖切形成的平面状薄膜卷包叠层2的周边，在温度为310℃的环境下去应力存放2.5小时，热定型同时聚四氟乙烯分子团的碳链在分子力作用下连接；

4）在温度为310℃的环境中将厚度压缩16%，即完成密封片材的制备。

经高温滚压后膜中的聚四氟乙烯分子团的碳链可以在分子力作用下连接的更多，使得薄膜卷包叠层结合的更紧密，形成一体且不分层，这种卷包方法生产效率提高了10倍，产品的一致性更好。

用此方法可以生产出各种厚度系列的100%的膨体聚四氟乙烯密封片材，满足食品医药，航空航天和核电站、舰船等高端工程的特殊密封要求。

膨体聚四氟乙烯的薄膜或为疏水疏油的膨体聚四氟乙烯的薄膜改性薄膜。

所述密封片材的厚度为0.8-3.5mm。在1-3mm的厚度范围内的密封片材上进行回弹率和泄露率的试验：在预紧压力17.25MPa负荷下，片材压缩率达45±5%，撤去负荷后回弹率>10%；采用介质99.9%氦气进行试验，在预紧压力17.25MPa、试验压力4 MPa的负荷下，泄露率<1×10-3cm³/s。

一种快速制造的膨体聚四氟乙烯密封片材的装置，依次包括放卷辊3、张拉辊4、滚筒5、剖切装置6、快速夹具7、烘箱8和滚筒压机9，膨体聚四氟乙烯的薄膜经放卷辊3输出，由张拉辊4张紧后在滚筒5上连续卷包至一定的厚度，形成多层卷包膜筒，滚筒的转速为500转/min，剖切装置6沿着轴向剖切将多层卷包膜筒剖切成平面状薄膜卷包叠层2，用快速夹具7四边张拉固定平面状薄膜卷包叠层2，然后在烘箱8中进行热定型去应力存放，烘箱8内的温度为310℃，去应力存放时间为2.5小时；最后将平面状薄膜卷包叠层2进行厚度压缩，在滚筒压机9上滚压至密封片材的厚度尺寸，滚筒压机9的工作温度为310℃。

一种密封制品，密封制品包括实施例1-3中的方法和装置制备而成的密封片材。密封制品的制备方法包括：先制备膨体聚四氟乙烯密封片材，作加工前准备，再采用精密数控模切机冲裁成形，其次排废料、检验整理，最后包装交付客户。

此类制品包括板状垫片、通用管道垫片、现场成形带状垫片及接口密封件等新颖密封制品系列产品。

采用本实用新型的方法和装置制备而成的密封片材将为食品医药，航空航天和工业提供各种垫片和盘根等各类密封解决方案。具有特殊功能、高附加值的、表面张力更低的高新产品，将有很好的性价比优势，将打破国外公司对我国市场的垄断，削减其市场占有量，该产品将替代进口和出口，有利于降低我国工程设备的成本和提高其性能可靠性，有利于我国工程设备提升出口竞争力，使得工程设备安全可靠运行有着重要意义。

本实用新型的密封片材具有卓越的抗蠕变和抗冷流性能，本实用新型的片材具有更大的抗拉强度，因此，与其它垫片相比，压缩后变形小（厚度和宽度）。因此，它可以在使用中保持更大的螺栓压紧力，从而提供更加可靠的密封性能，尤其是在热循环和较高温度的条件下。

其中，膨体聚四氟乙烯具有天然的化学惰性、防水性、热稳定性和较高的机械强度，这些特性让我们的密封解决方案可靠耐用，甚至在暴露于腐蚀性化学品、摩擦、高温或极低温度中时亦可有效密封。该膨体聚四氟乙烯薄膜密封制品可承受的温度范围为-269°C至315°C（-452°F至600°F），这使得它们可应用于多种领域。

该膨体聚四氟乙烯薄膜密封制品的宽度压缩后变形少，可避免垫片挤入管道而对工艺造成负面影响。

这种密封产品提高密封可靠性，耐环境老化，延长使用时间，并减少重新锁紧和更换垫片的维护成本。

膨体聚四氟乙烯密封片材十分可靠的密封性能，抗压性能测试表明，该膨体聚四氟乙烯密封制品在承受工业法兰密封的各种极端条件方面表现极为出色。 在高温条件下安装和使用时，这种垫片能够提供更高的密封可靠性安全系数。

该膨体聚四氟乙烯密封制品具有化学惰性，无论是在强碱，强酸环境，亦或是溶剂中，均能实现持久的密封效果。它能够耐所有介质（pH值范围0-14）的腐蚀无污染，但熔融/溶解碱金属和单质氟除外。

膨体聚四氟乙烯密封片材一致性更高，问题更少，生产效率提高了10倍。

本公司制造工艺具有极高的一致性和精确性，因此，与其它膨体聚四氟乙烯板状垫片相比，该膨体聚四氟乙烯密封制品的密度分布更加均匀。这使密封效果更一致，更可靠。

与硬四氟或填充四氟不同，该膨体聚四氟乙烯密封制品能够顺应常见的法兰不平整度。这种垫片能够避免重修法兰表面、扩大适用范围，并实现极其可靠的密封效果，因此更易实现无故障运行。

膨体聚四氟乙烯密封片材的价格是进口的60%-70%，可以进一步的降低客户“工程及设备”制造成本，使得客户产品更具竞争力。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。