专利名称：一种复合密封材料及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种新型复合密封材料及其生产方法，属于材料科学的范畴。
石棉橡胶或乳胶板是目前通用的密封垫片材料。但由于以石棉为增强材料，难免在生产、使用、安装、维修等环节中存在石棉粉尘污染问题。由于石棉粉尘对人体健康有影响，在我国加入世界贸易组织和人民生活水平不断提高的情况下，石棉橡胶密封材料的进一步发展受到限制。近年来，我国的无石棉密封材料方面的研究取得一定进展。但一般的无石棉密封材料仍然以苯或汽油等有机溶剂为橡胶的溶剂，导致生产中产生大量有害气体，有损人体健康，污染环境，同时生产成本也增高。在无溶剂的情况下直接将橡胶与无机纤维干法混练成型来制备密封材料的方法，存在纤维不易分散均匀和纤维开松不够的问题。目前以水为溶剂、乳胶为粘合剂、以水镁石、海泡石等纤维为增强材料的湿法抄取成型工艺，纤维的分散有所改进。但这种方法是采用石棉乳胶板生产工艺中纤维的松解方法，即在水溶液中用机械研磨的方法松解矿物纤维，由于海泡石、水镁石等矿物纤维的耐磨性远不及石棉纤维，研磨中纤维强度损失很大，不能充分发挥纤维的增强作用。同时，这种湿法工艺的产品耐水耐油性不好，应用范围受到限制。另外，作为纤维复合密封材料，其产品还存在自润滑性不好，有毛细渗漏等问题。相比较而言，柔性石墨密封材料具有较好的综合密封性能。但强度较低，制作厚度有限，使用时易产生脆裂压溃。价格一般也高于纤维橡胶板。另外，由于柔性石墨的生产原料膨胀石墨生产中以酸作为插层剂，因而柔性石墨密封材料一般还存在残酸腐蚀密封面的问题。
本发明是要提供一种能综合纤维橡胶密封材料和柔性石墨密封材料优点的新型复合密封材料及其生产方法。具体地说，本发明的产品无石棉，具备自润滑、耐水、腐蚀性和毛细渗漏性低等特点，制备工艺中无有机溶剂，矿物纤维能充分开松且强度损失小。
本发明的目的是这样实现的即在现有的海泡石丁氰乳胶抄取板的工艺中不采用湿法机械研磨的方法，而采用湿法化学松解的方法松解纤维。另外工艺中还加入膨胀石墨蠕虫和水溶性有机硅防水剂。
海泡石纤维的湿法化学松解以水为分散介质，以碱性水溶性磷酸盐为分散剂，在叶轮式打浆机或其他水力打浆机中制成纤维悬浮液。
碱性水溶性磷酸盐可以采用磷酸三钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠等。用量一般为海泡石用量的10％-25％。最好为15％-20％。
磷酸盐不仅是纤维分散剂，也是纤维和石墨的高温粘合剂，有利于产品高温强度的提高。
水用量一般为海泡石用量的10-30倍。最好为15-20倍。
与传统方法相比，由于不采用有机溶剂和石棉纤维，避免了环境污染和生产、安装和使用中产品对人体的损害。同时，这种松解方法既可以使纤维得到充分的松解，还可以避免机械研磨所造成的纤维过度破碎，有利于保护纤维强度。
水溶性有机硅防水剂可以采用甲基硅醇钠、高沸硅醇钠等。用量与纤维的质量比为防水剂∶海泡石纤维＝1∶(0.1-1.0)，最好为1∶(0.2-0.5)。
在悬浮液中加入水溶性有机硅防水剂可以解决产物的耐水性问题。密封材料干燥后防水剂在纤维表面聚合形成防水膜，提高了产品的耐水性，减少了纤维的吸湿性，有利于减少纤维密封材料的毛细渗漏。
膨胀石墨蠕虫的用量一般为海泡石质量的10％-40％。最好为17-27％。膨胀石墨蠕虫的加入有利于产品自润滑性和平整度的提高。由于化学松解后海泡石纤维悬浮液黏度很大，不利于脱水抄取。石墨蠕虫加入后还可以增加抄取中的脱水速度。另外，由于膨胀石墨体积蓬松，易于压缩，在密封材料后续的压制中容易与纤维形成密实体。
由于分散剂、防水剂及丁氰乳胶粘结剂均为碱性物质，因而加入后有利于中和膨胀石墨蠕虫中的残酸，减少膨胀石墨对密封金属面的腐蚀性。
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
将海泡石纤维、水和磷酸三钠按质量比为1∶20∶0.15放入叶轮式打浆机中打浆1小时，投入丁氰乳胶和橡胶配合剂，再按照海泡石∶膨胀石墨蠕虫∶甲基硅醇钠＝1∶0.2∶0.5的比例投入膨胀石墨蠕虫和甲基硅醇钠，继续打浆5-20分钟。得到混合悬浮液。然后真空抽滤脱去液体。最后经过干燥、压制和高温硫化，得到密封材料板。产品中纤维较长，且分散均匀。具有较好的耐水性、平整度和自润滑性能，且腐蚀性和毛细渗漏性低。是一种无石棉无有机溶剂的复合密封材料。
权利要求
1.一种无石棉无有机溶剂的复合密封材料生产方法，其特征在于在现有的海泡石丁氰乳胶湿法抄取密封板的工艺中，不采用机械研磨的方法松解纤维，而采用湿法化学松解的方法松解纤维。同时在工艺中还加入膨胀石墨蠕虫和水溶性有机硅防水剂。其中湿法化学松解即以水为分散介质，以碱性水溶性磷酸盐为分散剂，在叶轮式打浆机或其他水力打浆机中打浆松解纤维。
2.一种以权利1的方法生产的密封材料。
3.在权利1中纤维松解的原料质量配比为海泡石∶碱性水溶性磷酸盐∶水＝1∶(10％-25％)∶(10-30)，最好为1∶(15％-20％)∶(15-20)。其中碱性水溶性磷酸盐为磷酸三钠、焦磷酸钠或六偏磷酸钠。
4.在权利1中水溶性有机硅防水剂为甲基硅醇钠或高沸硅醇钠。防水剂、膨胀石墨蠕虫与纤维用量的质量比为海泡石纤维膨胀石墨∶防水剂∶＝1∶(0.1-0.4)∶(0.1-1.0)，最好为1∶(0.17-0.27)∶(0.2-0.5)。
全文摘要
本发明涉及一种新型无石棉复合密封材料及其生产方法。即在现有的海泡石丁氰乳胶抄取板的工艺中采用湿法化学松解的方法松解纤维。工艺中还加入膨胀石墨蠕虫和水溶性有机硅防水剂。制备过程中无有机溶剂，矿物纤维能充分开松且强度损失小。密封材料产品具备自润滑、耐水、腐蚀性和毛细渗漏性低、平整度好的特点。
文档编号C09K3/10GK1446874SQ03114498
公开日2003年10月8日 申请日期2003年2月20日 优先权日2003年2月20日
发明者刘开平, 周敬恩 申请人:长安大学