一种鳞片石墨复合密封板及制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种鳞片石墨复合密封板及其制造方法，为一种三明治式复合结构，属于非金属材料成形制造【技术领域】，该复合密封板包括石墨鳞片粉末，有机粘接剂，增塑剂和溶剂，具体为细鳞片石墨浆料的制备、溶剂的去除、热压固化成型等多个工艺环节。该复合密封板环保、安全，成本低，制造方法简单，可大型生产。
【专利说明】—种鳞片石墨复合密封板及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种鳞片石墨复合密封板及其制造方法。属于非金属材料成形制造【技术领域】，具体为细鳞片石墨浆料的制备、溶剂的去除、热压固化成型等多个工艺环节。
【背景技术】
[0002]传统的密封板大多由石棉、橡胶、金属、聚四氟乙烯等材料制成，由于材料自身的缺陷，所制成的密封板不能满足恶劣的工作环境以及密封性能需要。柔性石墨板密封性能佳，能够适应多种苛刻的工作环境而倍受青睐，但由于膨化处理致使硫、氯等有害元素含量较高，不可避免地对密封部位造成电偶腐蚀，此外，柔性石墨密封板生产成本偏高。细鳞片石墨具有高的导热率、低的摩擦系数、低的线膨胀系数、高的耐热性、高的耐热震性、良好的化学稳定性、良好的耐腐蚀性等诸多优点，但其缺点是气密性差、成形工艺性不佳，这极大地限制了其开发与利用，目前主要作为石墨坩埚、石墨皿、润滑剂、涂料等低附加值的工业产品原材料，经济利用价值低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种鳞片石墨复合密封板及制造方法，经细化鳞片石墨浆料的制备，去溶剂，热压固化形成具有回弹率高，压缩率高，耐腐蚀，抗拉强度强的复合密封板。
[0004]鉴于细鳞片石墨具有良好的化学稳定性、耐热性和耐腐蚀性等特性，酚醛树脂具有优良的力学性能、耐酸性能、高的粘附性、电绝缘性能、化学稳定性、热稳定性等特性，聚乙烯醇缩丁醛具有良好的抗张强度、撕裂强度、耐磨强度、弹性和可挠性等特性，增塑剂作为一种广泛使用的高分子材料助剂，可以增强原材料的柔韧性和成型性，本发明先将上述四种材料在溶剂的作用下均匀混合，获得流动性良好的细鳞片石墨浆料，再将其均匀覆盖在增强基材上，待去除溶剂、热压固化成型后，获得一种三明治式复合结构细鳞片石墨复合密封板，如图1所示。
[0005]本发明是这样实现上述目的的:
(I)鳞片石墨浆料制备
制备流动性良好的细鳞片石墨浆料。该石墨浆料的质量份数组成为:细鳞片石墨粉末20?60份、有机粘结剂15?40份、增塑剂0.5?3.0份、溶剂30?70份；
上述有机粘结剂为:聚乙烯醇缩丁醛粉末和液态酚醛树脂混合物，聚乙烯醇缩丁醛粉末和液态酚醛树脂混合质量比为1:0.25-2。
[0006]上述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、癸二酸二丁酯(DBS)和癸二酸二辛酯(DOS)等其中一种或几种的组合。
[0007]上述溶剂为无水乙醇，丙酮，正丙醇和乙酮等其中一种或几种的组合。
[0008]按照上述比例，在溶剂中加入聚乙烯醇缩丁醛粉末，搅拌使之完全溶解，再依次加入液态酚醛树脂、增塑剂和细鳞片石墨粉末，充分搅拌，混合均匀制成石墨料浆。[0009](2)灌浆成形
将鳞片石墨浆料直接倒入到模具型腔中，边倒入边轻微振动模具，使细鳞片石墨浆料快速流平，在倒入细鳞片石墨浆料之前把增强基材固定在模具中。
[0010](3)溶剂去除
可采用以下加热的方式或其组合方式除去细鳞片石墨浆料中溶剂，如恒温鼓风干燥，箱式电阻加热炉，微波加热，红外线加热等，直至除去细鳞片石墨浆料中溶剂为止。
[0011]所述的采取分阶段、先慢后快方式去除鳞片石墨浆料中溶剂，具体为:恒温鼓风干燥过程中，第一阶段在50°c恒温下干燥5-6h，第二阶段在70°C恒温下干燥2-3h，第三阶段在80°C恒温下干燥l_2h ;微波加热分两个阶段干燥，第一阶段微波炉功率为480W干燥30-45min，第二阶段微波炉功率为640W干燥20_28min。
[0012](4)热压固化成型
将已除去溶剂的细鳞片石墨浆料放在压模机上进行热压固化成型，其热压固化成形工艺参数为:热压温度12(T160°C、热压压力5~30MPa、热压固化时间3(T60min，最后脱模即得到形状完整具有高的回弹率、高的压缩率、高的抗拉强度、良好的耐腐蚀性的细鳞片石墨复合密封板，结果见表1。
[0013]表1鳞片石墨复合密封板的性能指标。
【权利要求】
1.一种鳞片石墨复合密封板，包括石墨鳞片粉末，有机粘接剂，增塑剂和溶剂，其特征在于，所述的有机粘接剂为聚乙烯醇缩丁醛粉末和液态酚醛树脂的混合物；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、癸二酸二丁酯(DBS)或癸二酸二辛酯(DOS)中一种或多种组合；所述的溶剂为无水乙醇、丙酮、正丙醇或乙酮中一种或多种组入口 ο
2.根据权利要求1所述的鳞片石墨复合密封板，其特征在于，按重量份计，鳞片石墨为20-60份，有机粘接剂为15-40份，增塑剂为0.5-3.0份，溶剂30-70份。
3.根据权利要求1所述的鳞片石墨复合密封板，其特征在于，鳞片石墨过150-500目。
4.根据权利要求1所述的鳞片石墨复合密封板，其特征在于，聚乙烯醇缩丁醛粉末和液态酚醛树脂的质量比为1:0.25-2。
5.一种鳞片石墨复合密封板的制造方法，石墨复合密封板为一种三明治复合结构，其特征在于，包括以下步骤: O按照上述比例，于200r/min的搅拌速度将聚乙烯醇缩丁醛粉末投入到溶剂中，在磁力搅拌机上搅拌35min，使聚乙烯醇缩丁醛粉末完全溶解，然后再加入液态酚醛树脂，继续15min ;再加入增塑剂,继续搅拌1min ;最后加入细鳞片石墨粉末,进行25min,使各组物质充分混合均勻； 2)待增强基材固定在模具中间后，把鳞片石墨浆料倒入到模具型腔中，边倒入边轻微振动，使鱗片石墨楽.料流平； 3)采取加热方式去除鳞片石墨浆料中溶剂； 4)将已除去溶剂的鳞片石墨浆料放在压力机上进行热压固化成型，脱模后即得鳞片石墨复合密封板。
6.根据权利要求5所述制造方法，其特征在于，步骤2)中所述的增强基材为尼龙网、玻璃纤维网或碳纤维网或金属网中的一种。
7.根据权利要求5所述制造方法，其特征在于，步骤3)中加热的方式为恒温鼓风干燥或微波加热方式。
8.根据权利要求5或7所述制造方法，其特征在于，加热方式采取分阶段、先慢后快以去除鳞片石墨浆料中溶剂，具体为:恒温鼓风干燥过程中，第一阶段在50°C恒温下干燥5-6h，第二阶段在70°C恒温下干燥2-3h，第三阶段在80°C恒温下干燥l_2h ;微波加热分两个阶段干燥，第一阶段微波炉功率为480W干燥30-45min，第二阶段微波炉功率为640W干燥20_28mino
9.根据权利要求5所述制造方法，其特征在于，步骤4)中加热压固化成型温度为1200C?160°C，成型压力5?30MPa，固化时间30?60min。
【文档编号】B28B1/16GK104033607SQ201310563783
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】吴海华, 李厅, 黄川 , 刘富林 申请人:三峡大学