專利名稱：一種無石棉纖維復(fù)合密封材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明屬于材料科學(xué)與造紙技術(shù)的交叉領(lǐng)域，涉及一種無石棉纖維復(fù)合密封材料，尤其是高性能造紙法無石棉纖維復(fù)合密封材料。
背景技術(shù)：
纖維復(fù)合密封材料主要用于制造各種密封墊片，廣泛應(yīng)用于各種車輛、機(jī)械設(shè)備以及各類管道連接處的密封，對車輛、機(jī)械的使用性能以及工業(yè)生產(chǎn)過程中的環(huán)境衛(wèi)生和操作安全起著關(guān)鍵性的作用。纖維密封材料有石棉纖維產(chǎn)品和無石棉纖維產(chǎn)品兩大類。石棉纖維物美價廉，曾經(jīng)是制造密封材料所用纖維的不二選擇。但是隨著科學(xué)的發(fā)展，石棉纖維的致癌作用、對人體健康的危害性已逐步被人們廣泛認(rèn)識。所以石棉的使用在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家已被禁止。在中國，一方面由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的不同，也由于無石棉產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展上的落后，石棉產(chǎn)品目前還被廣為使用。但無石棉化也已成為一種進(jìn)程和發(fā)展趨勢，無石棉產(chǎn)品所占的比率正在逐年迅速提高。纖維復(fù)合密封材料的制造方法主要有輥壓法和造紙法兩種。輥壓法的產(chǎn)品可以達(dá)到較高的密度，因此斷面密封性能(Bulk Sealability)高。但因采用苯，甲苯和汽油等有機(jī)溶劑為分散介質(zhì)，有成本高和污染嚴(yán)重的缺陷。而造紙法使用水為分散介質(zhì)，有成本低和無污染的優(yōu)點(diǎn)，是環(huán)境友好型的生產(chǎn)方式。但造紙法的產(chǎn)品因其工藝過程的特性，無法達(dá)到很高的密度，因此材料的密封性，主要是斷面密封性能難以達(dá)到輥壓法產(chǎn)品的水平，使其應(yīng)用范圍受到了很大的限制。纖維復(fù)合密封材料在應(yīng)用過程中的主要作用就是保證體系的密封。然而由于密封材料本身的多孔特點(diǎn)，絕對零泄漏很難保證。密封材料的泄露形式主要有兩種界面泄露 (Interfacial Leakage)和斷面滲透泄露(Bulk Leakage)。其中界面泄露不僅與材料本身的特性，如柔軟適應(yīng)性、壓縮回彈性、蠕變松弛性等有關(guān)，也與金屬法蘭表面的加工精度，螺栓的預(yù)緊力以及應(yīng)用環(huán)境產(chǎn)生的綜合效應(yīng)有關(guān)。造紙法產(chǎn)品因?yàn)槿彳涍m應(yīng)性好，壓縮率高， 因此界面密封性能(Interfacial Sealability) 一般比輥壓法產(chǎn)品好，即其界面泄露通常比輥壓法產(chǎn)品低。而斷面滲透泄露主要與密封材料橫斷面的空隙率和微孔直徑有關(guān)，因此也被稱為微孔滲漏。理論上可由Darcy方程(1)中單位面積的滲透速率Q/A來表征微孔滲漏的大小。
權(quán)利要求
1.一種無石棉纖維復(fù)合密封材料，其特征在于所述的無石棉纖維復(fù)合密封材料含有非石棉纖維5~40wt%膠乳5 30wt%混合無機(jī)填料 15 85wt%輔助助劑2 8 wt%其中，所述的混合無機(jī)填料由最少2種，最多6種不同平均粒徑的填料級配而成，且大一級填料的平均粒徑是與其相鄰次一級填料的平均粒徑的2. 4倍以上；混合無機(jī)填料中最大級的為平均粒徑在2 20微米的普通填料，最小級的為平均粒徑在0. 1 0. 5微米的超微細(xì)填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合無機(jī)填料，其特征在于所述的最大級填料在所述的混合無機(jī)填料中的重量百分比為40% 90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合無機(jī)填料，其特征在于所述的混合無機(jī)填料中粒徑第二級填料與最大級填料的重量比不小于7%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合無機(jī)填料，其特征在于所述的混合無機(jī)填料中粒徑第三級及第三級以上的填料組分中，次一級填料與其相鄰大一級填料的重量比不小于20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合無機(jī)填料，其特征在于所述的混合無機(jī)填料中至少有一級是平均粒徑小于0. 5 μ m的超微細(xì)填料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合無機(jī)填料，其特征在于所述的混合無機(jī)填料由碳酸鈣、 滑石粉、高嶺土、硅灰石、海泡石、膨潤土、云母及凹凸棒土等中的一種或一種以上級配而成；級配的填料具有2種到6種不同的粒徑范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于所述的非石棉纖維由植物纖維、芳綸纖維、腈綸纖維、芳砜綸纖維、酚醛纖維、碳纖維、玻璃纖維、海泡石纖維、硅酸鋁纖維和陶瓷纖維等中的一種或一種以上組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助助劑，其特征在于所說的輔助助劑為硫化體系、防老劑、顏料和染料等；其中硫化劑為硫磺；促進(jìn)劑為噻唑類、二硫代磷酸鹽類和秋蘭姆類；活性劑為氧化鋅或硬脂酸；所述的防老劑為苯乙烯化二苯胺、對，對-二異丙苯基二苯胺、 2-硫醇基甲基苯并咪唑或2，6_二叔丁基對甲酚；所述的顏料為炭黑或氧化鐵等；所述的染料為有機(jī)染料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠乳，其特征在于所述的膠乳為丙烯酸膠乳、丁腈膠乳、丁苯膠乳、羧基丁腈膠乳、羧基丁苯膠乳、氯丁膠乳或天然膠乳中的一種或一種以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無石棉纖維復(fù)合密封材料，尤其是其中的高性能造紙法材料。它屬于材料科學(xué)與造紙技術(shù)的交叉領(lǐng)域。所述的無石棉纖維復(fù)合密封材料由非石棉纖維、膠乳、混合無機(jī)填料和輔助助劑組成。其中的混合無機(jī)填料由最少2種，最多6種不同平均粒徑的填料級配而成，且大一級填料的平均粒徑是與其相鄰次一級填料平均粒徑的2.4倍以上。由于本發(fā)明依據(jù)最緊密堆積理論，在填料組成上應(yīng)用了不同粒徑顆粒級配的原理，因此在較低膠乳用量下即可獲得緊密堆積的微孔材料結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品的密封性能和機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性等各項(xiàng)重要指標(biāo)都大大改善，由此獲得了高性能的無石棉纖維復(fù)合密封材料。填料級配的結(jié)果還改善了漿料的紙機(jī)抄造性能。
文檔編號C09K3/10GK102212332SQ20111008619
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者莊金風(fēng), 文卓, 李紅, 羨羽佳 申請人:中國制漿造紙研究院