一种石棉基层合体、其制造方法及其应用_4

文档序号:8465744阅读:来源:国知局
纤维层或石墨粉末层所整体(从两侧)包覆,由此显著抑制了该含石棉层中的石棉(粉尘)向外界环境的暴露或散发。结果是,本发明的石棉基层合体在制造和使用过程中石棉粉尘的散发量均非常小,完全顺应了当今日益严格的环保/劳保要求。
[0067]根据本发明的石棉基层合体,在以石墨粉末层作为(一个或两个)最外层与待密封面接触时,可以充分发挥石墨粉末(尤其是膨胀石墨粉末)本身所具有的优异的自润滑性和回弹性能,由此能够承受该待密封面上较大的热应力/压紧力变化。一般而言,在参照国家标准GB / T3985-2008进行测量时,该石棉基层合体的压缩率可达20%以上,回弹率可达55%以上。
[0068]根据本发明的石棉基层合体,通过使用碳纤维作为相容剂,增加了石棉(纤维)与石墨粉末的亲和力,与不使用碳纤维的情况相比,抗起皮性和机械强度(比如参照国家标准GB / T3985-2008测量的横向拉伸强度)显著改善。
[0069]根据本发明,所述抗起皮性按照如下方法进行测量。
[0070]从所制造的石棉基层合体(任意厚度)上切取50mmX 50mm的试样,将试样平放在洁净的玻璃板上。然后,将试样连同玻璃板一起,放入温度调节为450±2°C的恒温烘箱中,加热0.5h后,从玻璃板上取下试样,立即目测观察试样的上下两个表面和玻璃板的表面。如果试样某一表面的石墨粉末层出现剥离、脱落、碎裂、破损或龟裂等异常,或者玻璃板的表面上有石墨粉末遗留或散落,即判定该石棉基层合体的抗起皮性为不合格;没有观察到这些现象,即判定该石棉基层合体的抗起皮性为合格。
[0071]根据本发明一个进一步的实施方式,还涉及前述的石棉基层合体或者按照前述的制造方法制造的石棉基层合体作为密封垫片的应用,尤其是作为耐高温(静)密封垫片的应用。
[0072]具体而言,本发明涉及一种密封方法(比如耐高温密封方法,尤其是耐高温静密封方法),该方法包括使前述的石棉基层合体或者按照前述的制造方法制造的石棉基层合体作为密封垫片与待密封面接触的步骤。
[0073]根据本发明,为了最大限度地发挥本发明石棉基层合体的优点,优选使所述待密封面与所述石棉基层合体的石墨粉末层直接接触。此时,如前所述,所述石墨粉末层可以是该石棉基层合体制造后即具有的最外层,也可以是通过剥离其他最外层等方式暴露出的,
或者二者兼有。
[0074]根据本发明,所述待密封面可以是一个,也可以是多个(比如两个),并且(同时)与本发明的石棉基层合体(显然是最外层)直接接触。最优选的是,这些待密封面均与本发明石棉基层合体的石墨粉末层直接接触。此时,如前所述,这些石墨粉末层可以是该石棉基层合体制造后即具有的最外层,也可以是通过剥离其他最外层等方式暴露出的,或者二者兼有。
[0075]根据本发明的密封方法,通过使用所述石棉基层合体作为密封垫片,在表现出与现有技术的石棉基密封垫片相比相当的密封性能、耐温性能和隔热性能的同时,显著减少了石棉粉尘的散发量,并且能够承受待密封面上较大的热应力/压紧力变化。
[0076]以下结合附图对本发明进行进一步的说明。这些附图以密封垫片作为本发明石棉基层合体的具体实例,但本发明显然并不限于此。
[0077]根据图1,该密封垫片呈平面形状,其纵剖面为矩形,并且包括I个石棉纤维层3,在该石棉纤维层3上侧表面依次交替层合的2个碳纤维层2和2个石墨粉末层1,以及在该石棉纤维层3下侧表面依次交替层合的2个碳纤维层2和2个石墨粉末层I。在使用时,该密封垫片的(最)上下表面均与待密封面直接接触。根据该图1,碳纤维层2和石墨粉末层I交替排布,各层之间比如通过粘合剂或压制压力而结合。图1中,所述石棉纤维层3位于最内层,所述石墨粉末层I位于最外层。
[0078]根据图2,是图1密封垫片的变形例。该密封垫片为异型形状,其纵剖面为L型。
[0079]根据图3,该密封垫片呈平面形状,其纵剖面为矩形,并且包括I个石碳混合层3,在该石碳混合层3上侧表面依次层合的I层金属齿板2和I个石墨粉末层1,以及在该石碳混合层3下侧表面依次层合的I层金属齿板2和I个石墨粉末层I。在使用时,该密封垫片的(最)上下表面均与待密封面直接接触。此时,所述石碳混合层3位于最内层,所述石墨粉末层I位于最外层。
[0080]实施例
[0081 ] 以下采用实施例进一步详细地说明本发明,但本发明并不限于这些实施例。
[0082]实施例和比较例中的性能参数按照以下方法测量。
[0083]【氮气泄漏率】
[0084]实施例或比较例制造的石棉基层合体的氮气泄漏率参照国家标准GB /T3985-2008 测量。
[0085]【耐热耐压性】
[0086]实施例或比较例制造的石棉基层合体的耐热耐压性参照国家标准GB /T3985-2008 测量。
[0087]【压缩率】
[0088]实施例或比较例制造的石棉基层合体的压缩率参照国家标准GB / T3985-2008测量。
[0089]【回弹率】
[0090]实施例或比较例制造的石棉基层合体的回弹率参照国家标准GB / T3985-2008测量。
[0091]【横向拉伸强度】
[0092]实施例或比较例制造的石棉基层合体的横向拉伸强度参照国家标准GB /T3985-2008 测量。
[0093]【导热系数】
[0094]实施例或比较例制造的石棉基层合体的导热系数参照国家标准GB /T20671.10-2006 测量。
[0095]【抗起皮性】
[0096]实施例或比较例制造的石棉基层合体的抗起皮性按照以下方法进行测量。
[0097]从实施例或比较例制造的石棉基层合体上切取50mmX50mm的试样,将试样平放在洁净的玻璃板上。然后,将试样连同玻璃板一起,放入温度调节为450±2°C的恒温烘箱中,加热0.5h后,从玻璃板上取下试样,立即目测观察试样的上下两个表面和玻璃板的表面。如果试样某一表面的石墨粉末层出现剥离、脱落、碎裂、破损或龟裂等异常,或者玻璃板的表面上有石墨粉末遗留或散落,即判定该石棉基层合体的抗起皮性为不合格;没有观察到这些现象,即判定该石棉基层合体的抗起皮性为合格。
[0098]实施例1
[0099]按照以下步骤制造图2所示结构的石棉基密封垫片。
[0100]I)采用剪板机剪取适当宽度的石棉纤维/橡胶复合板(1.0mm厚,河北亨达密封材料有限公司生产的XB450),裁剪相同宽度的碳纤维布(0.3mm厚,日本东丽T400HB-6000-40D),各坯料总宽大于L型截面长度;
[0101]2)采用折边机按照图2所示对石棉纤维/橡胶复合板进行折边,压制定位沟;
[0102]3)将耐高温粘合剂(THC-400型耐高温酚醛树脂粘合剂)分别均匀涂刷于石棉纤维/橡胶复合板的上表面及碳纤维布的一个表面;
[0103]4)对齐并贴合石棉纤维/橡胶复合板与碳纤维布,使其各自的涂粘合剂表面相对,并采用折边机将二者压制在一起,形成第I碳纤维层;
[0104]5)将所获得的层合体放入热压成型机,在加热温度120°C、压力5MPa和成型时间1min的条件下,使该层合体高温固化;
[0105]6)使膨胀石墨粉末(青岛南墅宏达石墨制品有限公司生产的HD32)与硅酸盐无机粘合剂(湖南省机械研究所生产的WJZ101,其用量占膨胀石墨粉末的3wt% )均匀混合,呈层状地均匀平摊至第I碳纤维层的表面;
[0106]7)采用折边机压制该石墨粉末层,压力为2MPa,形成厚度为0.5mm的第I石墨粉末层;
[0107]8)将耐高温粘合剂(THC-400型耐高温酚醛树脂粘合剂)分别均匀涂刷于石墨粉末层的上表面以及按照步骤I)另外准备的碳纤维布的一个表面;
[0108]9)对齐并贴合石墨粉末层与碳纤维布,使其各自的涂粘合剂表面相对,并采用折边机将二者压制在一起,形成第2碳纤维层;
[0109]10)将所获得的层合体放入热压成型机,在加热温度120°C、压力5MPa和成型时间1min的条件下,使该层合体高温固化;
[0110]11)使膨胀石墨粉末(青岛南墅宏达石墨制品有限公司生产的HD32)与硅酸盐无机粘合剂(湖南省机械研究所生产的WJZ101,其用量占膨胀石墨粉末的3wt% )均匀混合,呈层状地均匀平摊至第2碳纤维层的表面;
[0111]12)采用折边机压制该石墨粉末层,压力为2MPa,形成厚度为0.5mm的第2石墨粉末层;
[0112]13)重复步骤3)至步骤12)的操作,在石棉纤维/橡胶复合板的下表面依次交替层合两个碳纤维层和两个石墨粉末层,获得密封垫片坯料;
[0113]14)采用液压机压制该密封垫片坯料,首先在压力5MPa下保持20min,然后在压力8MPa下保持5min ;
[0114]15)在高温成型机中进行固化,加热温度2
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