一种低逸散阀杆组合填料的制备方法与流程

本发明涉及阀用填料领域，尤其是涉及一种低逸散阀杆组合填料的制备方法。

背景技术：

1、阀门在工业流体设计、建造和运营中，是使用数量较多的介质输送控制设备。阀门制造的一个重要技术环节是阀门的填料密封，这关系到阀门安装使用的工作稳定性、运行中的安全可靠性。低逸散填料对最严苛的vocs和vhap逸出密封可靠性的更高要求。申请人在先申请的专利cn205207888u公开了一种低逸散阀用填料，包括石墨环，所述的石墨环为叠加在一起的多个，石墨环的两端设有一对石墨刮垢环，石墨刮垢环的内部设有金属丝。该专利主要通过结构改进提高密封可靠性，提高效果有限，据此需要一种理想的解决方法。

技术实现思路

1、本发明为了克服低逸散阀杆填料密封性不足的问题，提供一种低逸散阀杆组合填料的制备方法，具有良好的压缩、回弹性和优异的耐温、密封性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种低逸散阀杆组合填料的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)在柔性石墨带的外表面包耐高温合金丝，进行盘根编织，盘根模压成型得到刮垢环；

5、(2)将柔性石墨带压制成石墨环；

6、(3)将石墨环和刮垢环组合，中间为若干个石墨环叠加，两端各设置一个刮垢环。

7、步骤(3)石墨环和刮垢环的组合结构参考专利cn205207888u，本发明在结构优选的基础上对材料进行改进，得到具有良好的压缩、回弹性和优异的耐温、密封性能的组合填料。中间若干个纯柔性石墨环是主密封元件，两端的刮垢环可以有效防止介质对密封主件的冲刷破坏和及时刮垢阀杆表面粘上去的污垢。

8、作为优选，所述柔性石墨带的石墨为磷片石墨。磷片石墨具有高膨化倍率和高纯度，而且强度高、抗氧化性能好。

9、作为优选，柔性石墨带经过抗氧化处理，抗电化学腐蚀处理，脱硫、卤族离子处理。上述处理方法均为常规技术，故本发明不做限定。抗氧化性主要是在石墨中添加磷酸盐等抗氧化剂，延缓石墨与空气中的氧直接接触，降低烧失量；电化学腐蚀主要是添加锌粉等活泼金属粉粒，作为与石墨接触部位金属配偶件的替代品；脱硫、卤族离子主要是前期石墨插层过程中选用高锰酸钾等化学处理剂，避免上述有害元素和离子引入，同时通过高温膨化处理，进一步降低硫、卤族等元素。

10、作为优选，步骤(1)所述耐高温合金丝为晶格式茵苛镍丝编织网格，质量占刮垢环的20-30％。合金丝为市购茵苛镍600材质，采用棱形穿插叠编工艺技术制得不添加任何增强纤维和复合用粘胶的石墨编织盘根，最后压制成该项目产品的上下端刮垢环。制得的刮垢环具有热失重670℃/h≤3﹪、硫含量≤500μg/g等优异的关键特性，保证了刮垢环的石墨纯度和在高温下的抗氧化性能。目前常用的刮垢环有碳纤维、金属丝内增强石墨或石墨外包金属丝等编织的盘根环，实际应用中这些端环都存在某些缺陷，本发明创新性地采用高纯柔性石墨外织镍丝网编织盘根环，利用石墨的柔软性和高压缩率，结合镍丝网的绵韧性和高弹性提高产品的物理机械性能，制出的刮垢环，内部不添加任何增强纤维和复合用粘胶，以保证刮垢环的高纯度、高碳量和低烧失。

11、作为优选，步骤(1)得到的刮垢环的密度为2-2.3g/cm3。

12、作为优选，所述石墨刮垢环喷涂防护剂，所述防护剂的制备方法为：

13、1)含20-40份羟基有机硅中间体、10-30份羟基丙烯酸树脂、5-10份单宁酸聚合反应得到硅树脂；

14、2)将40-50份硅树脂、10-20份玻璃纤维、0.5-5份固化剂在20-30份有机溶剂环己烷中分散均匀，得到防护剂；上述份数均为质量份数。

15、作为优选，所述固化剂为二乙烯三胺或三乙烯四胺。

16、作为优选，所述硅树脂的反应条件为：将羟基丙烯酸树脂的二甲苯溶液升温至100-120℃，依次滴加含羟基有机硅中间体的二甲苯溶液、单宁酸的丙酮溶液，滴加钛酸正丁酯和氨基硅油，保温反应4-6h。

17、作为优选，所述防护剂喷洒质量为石墨刮垢环质量的0.5-1％，常温固化干燥成膜。

18、本发明在刮垢环外表面喷涂了防护剂用于形成防护膜能够对盘根起到保护作用，提高其耐热温度、密封性能及使用寿命。防护剂用羟基丙烯酸树脂改性硅树脂可以提高其耐温性和耐点蚀性，但是与刮垢环的结合力不强，加入单宁酸一起参与硅树脂的聚合改性，单宁酸分子结构中大量的酚羟基络合能力强，可以提高膜与刮垢环之间的结合力，防护剂在极少用量下即可发挥防护作用，不影响刮垢环的碳含量；而且大量相互邻接的苯环可以提高防护膜的耐温性和耐点蚀性，三者在合适的用量比例下共聚得到均一稳定的网络结构，显著提高防护膜的综合性能。在防护膜中添加玻璃纤维，玻璃纤维穿插在硅树脂的网络间，进一步增强防护膜的保护性。

19、因此，本发明的有益效果为：(1)采用高纯柔性石墨外织镍丝网编织盘根环，利用石墨的柔软性和高压缩率，结合镍丝网的绵韧性和高弹性来提高产品的物理机械性能，制出的刮垢环，内部不添加任何增强纤维和复合用粘胶，以保证刮垢环的高纯度、高碳量和低烧失。(2)在刮垢环外表面喷涂了防护剂用于形成防护膜能够对盘根起到保护作用，提高其耐热温度、密封性能以及其使用寿命。

技术特征：

1.一种低逸散阀杆组合填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于，所述柔性石墨带的石墨为磷片石墨。

3.根据权利要求1或2所述的一种制备方法，其特征在于，柔性石墨带经过抗氧化处理，抗电化学腐蚀处理，脱硫、卤族离子处理。

4.根据权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于，步骤（1）所述耐高温合金丝为晶格式茵苛镍丝编织网格，质量占刮垢环的20-30%。

5.根据权利要求1或4所述的一种制备方法，其特征在于，步骤（1）得到的刮垢环的密度为2-2.3 g/cm3。

6.根据权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于，所述石墨刮垢环喷涂防护剂，所述防护剂的制备方法为：

7.根据权利要求6所述的一种制备方法，其特征在于，所述硅树脂的反应条件为：将羟基丙烯酸树脂的二甲苯溶液升温至100-120 ℃，依次滴加含羟基有机硅中间体的二甲苯溶液、单宁酸的丙酮溶液，滴加钛酸正丁酯和氨基硅油，保温反应4-6 h。

8.根据权利要求6或7所述的一种制备方法，其特征在于，所述防护剂喷洒质量为石墨刮垢环质量的0.5-1%，常温固化干燥成膜。

技术总结
本发明涉及阀用填料领域，针对低逸散阀杆填料密封性不足的问题，提供一种低逸散阀杆组合填料的制备方法。包括以下步骤：（1）在柔性石墨带的外表面包耐高温合金丝，进行盘根编织，盘根模压成型得到刮垢环；（2）将柔性石墨带压制成石墨环；（3）将石墨环和刮垢环组合，中间为若干个石墨环叠加，两端各设置一个刮垢环。本发明对材料进行改进，得到具有良好的压缩、回弹性和优异的耐温、密封性能的组合填料。中间若干个纯柔性石墨环是主密封元件，两端的刮垢环可以有效防止介质对密封主件的冲刷破坏和及时刮垢阀杆表面粘上去的污垢。

技术研发人员：任宪知,孙利杰,俞江帆
受保护的技术使用者：浙江国泰萧星密封材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17