碳纤维采用抄取法制备密封材料的工艺的制作方法

文档序号:13677281阅读:148来源:国知局
技术领域本发明涉及密封材料领域,具体涉及碳纤维采用抄取法制备密封材料的工艺。

背景技术:
碳纤维作为目前国际上公认的高性能材料在各个高端领域得到广泛应用。就目前而言,碳纤维之所以没能在抄取法密封材料的生产中得到大量应用,主要原因还是由于碳纤维的结合问题。抄取法是以水为介质,将纤维和填料等通过粘结剂粘接后上网成型而得到密封材料的方法。碳纤维由于不具有纤维素纤维等分丝帚化的能力,因此其与填料及其他原料的结合就成了限制其在抄取法密封材料的大量应用。

技术实现要素:
针对现有技术中的上述不足,本发明提供的碳纤维采用抄取法制备密封材料的工艺解决了碳纤维结合与其他物质能力差的问题。为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:提供一种碳纤维采用抄取法制备密封材料的工艺,密封材料的各配方及其配比包括:碳纤维5~20%,橡胶乳液10%~25%和石墨粉55~75%;该密封材料的制备方法包括以下步骤:向碳纤维中加入水进行充分分散,将碳纤维的分散浓度控制在5%以内制得碳纤维稀释液;向碳纤维稀释液中加入石墨粉,并充分进行搅拌,使石墨粉和碳纤维均匀分散开;接着,再缓慢加入橡胶胶乳,待橡胶胶乳添加完成后继续搅拌,之后加入含量占橡胶胶乳含量5%的配合剂,搅拌均匀制得浆料;上网时通过稀释水将上浆浓度稀释至1%,同时按流量为100-500ml/min的速度向浆料中添加浓度为1‰的助留剂,然后通过流浆箱上网成型制得密封材料。本发明的有益效果为:本方案的密封材料通过碳纤维作为骨架材料,起到桥接的作用,橡胶胶乳作为粘结剂能够将石墨粉粘结在碳纤维上,解决了碳纤维与其它产品结合能力差、留着能力差和碳纤维成型匀度差的问题。采用常规抄取法密封材料或辊压法生产的密封产品耐温在300℃左右,较好的耐温性也不会超过400℃,而本发明生产出的抄取法密封材料具有优异的耐高温性能,采用该材料制成的冲刺复合板耐温超过600℃。配合剂能够对橡胶胶乳进行硫化作用,使橡胶胶乳由线性小分子转变为三维立体结构的大分子,其反应过程主要是随着硫化温度的升高和硫化时间的延长,配合剂中的硫磺在温度和活性剂的作用下成为单个硫原子,而硫原子具有较强的氧化性,因此其非常容易与橡胶分子上的碳碳双键发生反应,在促进剂的作用下,会加速这种反应的发生,从而将线性的橡胶分子连接成三维网状结构的橡胶大分子,从而大大改善最终产品的各项综合性能。其反应原理如下:下面将通过本工艺制备的密封材料与国外辊压法生产的产品性能进行对比,具体见表一:表一从表一数据可以看出,本工艺制备的密封材料由于碳纤维与石墨粉之间的结合能力、碳纤维的留着能力和碳纤维成型匀度得到大幅度改善后,生产的密封材料完全可以比拟国外性能最优异的辊压法生产的产品。本发明生产的产品的耐油性能的改善还得益于橡胶胶乳采用与改性丁腈橡胶;耐高温性能改善还得益于填料采用石墨粉,普通纤维素纤维耐温在180℃,即使性能优异的芳纶纤维,耐温也不过300℃,而碳纤维可以承受高达400℃以上的高温,同时与其他纤维相比,碳纤维拥有极高的弹性模量和抗张强度,这为产品最终性能的改善提供了保证。石墨粉则可以耐温超过1000℃,同时石墨粉还具有防粘的功能。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。实施例1本方案的碳纤维采用抄取法制备密封材料的工艺中密封材料的各配方及其配比包括:碳纤维15%,橡胶乳液10%和石墨粉75%。该密封材料采取抄取法的制备方法包括以下步骤:向碳纤维中加入水进行充分分散,将碳纤维的分散浓度控制在4.5%制得碳纤维稀释液;向碳纤维稀释液中加入石墨粉,并充分进行搅拌,使石墨粉和碳纤维均匀分散开;接着,再缓慢加入改性丁腈橡胶,待改性丁腈橡胶添加完成后继续搅拌,之后加入含量占改性丁腈橡胶含量5%的配合剂,搅拌均匀制得浆料;上网时通过稀释水将上浆浓度稀释至1%,同时按流量为150ml/min的速度向浆料中添加浓度为1‰的助留剂,然后通过流浆箱上网成型制得密封材料。其中的配合剂的各配方及其配比包括:硫磺10%、氧化锌50%、防老剂D20%、防老剂DNP5%、防老剂MB5%和促进剂TMTD10%。配合剂能够对改性丁腈橡胶进行硫化作用,使改性丁腈橡胶由小分子转变为大分子,从而提高对碳纤维和石墨粉的结合能力。经实验分析,本实施例制备的密封材料的物理性能见表二:表二实施例2本方案的碳纤维采用抄取法制备密封材料的工艺中密封材料的各配方及其配比包括:碳纤维20%,橡胶乳液25%和石墨粉55%。该密封材料采取抄取法的制备方法包括以下步骤:向碳纤维中加入水进行充分分散,将碳纤维的分散浓度控制在4%以内制得碳纤维稀释液;向碳纤维稀释液中加入石墨粉,并充分进行搅拌,使石墨粉和碳纤维均匀分散开;接着,再缓慢加入改性丁腈橡胶,待改性丁腈橡胶添加完成后继续搅拌,之后加入含量占改性丁腈橡胶含量5%的配合剂,搅拌均匀制得浆料;上网时通过稀释水将上浆浓度稀释至1%,同时按流量为350ml/min的速度向浆料中添加浓度为1‰的助留剂,然后通过流浆箱上网成型制得密封材料。其中的配合剂的各配方及其配比包括:硫磺10%、氧化锌50%、防老剂D20%、防老剂DNP5%、防老剂MB5%和促进剂TMTD10%。经实验分析,本实施例制备的密封材料的物理性能见表三:表三实施例3本方案的碳纤维采用抄取法制备密封材料的工艺中密封材料的各配方及其配比包括:碳纤维10%,橡胶乳液17%和石墨粉73%。该密封材料采取抄取法的制备方法包括以下步骤:向碳纤维中加入水进行充分分散,将碳纤维的分散浓度控制在4%以内制得碳纤维稀释液;向碳纤维稀释液中加入石墨粉,并充分进行搅拌,使石墨粉和碳纤维均匀分散开;接着,再缓慢加入改性丁腈橡胶,待改性丁腈橡胶添加完成后继续搅拌,之后加入含量占改性丁腈橡胶含量5%的配合剂,搅拌均匀制得浆料;上网时通过稀释水将上浆浓度稀释至1%,同时按流量为500ml/min的速度向浆料中添加浓度为1‰的助留剂,然后通过流浆箱上网成型制得密封材料。其中的配合剂的各配方及其配比包括:硫磺10%、氧化锌50%、防老剂D20%、防老剂DNP5%、防老剂MB5%和促进剂TMTD10%。经实验分析,本实施例制备的密封材料的物理性能见表四:表四综上所述,本方案解决了碳纤维与石墨粉品结合能力差、碳纤维留着能力差和碳纤维成型匀度差的问题,从而大幅度地提高了密封材料的物理性能,同时采用该密封材料制成的冲刺复合板的总成本远低于国外同类型的其他产品。
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