專利名稱：一種石棉或非石棉纖維復合密封材料的制作方法
技術領域：
本發明屬于材料科學與造紙技術的交叉領域，涉及一種石棉或非石棉纖維復合密封材料，尤其是高性能造紙法石棉或非石棉纖維復合密封材料。
背景技術：
纖維復合密封材料主要用于制造各種密封墊片，廣泛應用于各種車輛、機械設備以及各類管道連接處的密封，對車輛、機械的使用性能以及工業生產過程中的環境衛生和操作安全起著關鍵性的作用。纖維密封材料有石棉纖維產品和無石棉纖維產品兩大類。石棉纖維物美價廉，曾經是制造密封材料所用纖維的不二選擇。但是隨著科學的發展，石棉纖維的致癌作用、對人體健康的危害性已越來越被人們廣泛認識。所以石棉的使用在工業發達的國家已被禁止。但在中國，由于具體國情的不同，石棉產品目前還被廣泛生產和使用。 據2010年的統計，國內的石棉產品在纖維密封材料中仍占大約70%的市場份額。纖維復合密封材料的制造方法主要有輥壓法和造紙法兩種。輥壓法的產品可以達到較高的密度，因此斷面密封性能(Bulk Sealability)高。但因采用苯，甲苯和汽油等有機溶劑為分散介質，有成本高和污染嚴重的缺陷。而造紙法使用水為分散介質，有成本低和無污染的優點，是環境友好型的生產方式。但造紙法的產品因其工藝過程的特性，無法達到很高的密度，因此材料的密封性，主要是斷面密封性能難以達到輥壓法產品的水平，使其應用范圍受到了很大的限制。纖維復合密封材料在應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，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，如柔軟適應性、壓縮回彈性、蠕變松弛性等有關，也與金屬法蘭表面的加工精度，螺栓的預緊力以及應用環境產生的綜合效應有關。造紙法產品因為柔軟適應性好，壓縮率高， 因此界面密封性能(Interfacial Sealability) 一般比輥壓法產品好，即其界面泄露通常比輥壓法產品低。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，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。
權利要求
1.一種石棉或非石棉纖維復合密封材料，其特征在于所述的石棉或非石棉纖維復合密封材料含有石棉纖維3~40wt%非石棉纖維0~20wt%膠乳5~30wt%混合無機填料 15~85wt%輔助助劑2~8 wt%其中，所述的混合無機填料由最少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微米的超微細填料。
2.根據權利要求1所述的混合無機填料，其特征在于所述的最大級填料在所述的混合無機填料中的重量百分比為40% 90%。
3.根據權利要求1所述的混合無機填料，其特征在于所述的混合無機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.根據權利要求1所述的混合無機填料，其特征在于所述的混合無機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.根據權利要求1所述的混合無機填料，其特征在于所述的混合無機填料中至少有一級是平均粒徑小于0. 5 μ m的超微細填料。
6.根據權利要求1所述的混合無機填料，其特征在于所述的混合無機填料由碳酸鈣、 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.根據權利要求1所述的纖維，其特征在于所述的石棉纖維為溫石棉纖維；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.根據權利要求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；其中硫化體系包括硫化劑、促進劑和活性劑；其中硫化劑為硫磺；促進劑為噻唑類、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；所述的染料為有機染料。
9.根據權利要求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
本發明涉及一種石棉或非石棉纖維復合密封材料，尤其是其中的高性能造紙法材料。它屬于材料科學與造紙技術的交叉領域。所述的纖維復合密封材料由石棉纖維、非石棉纖維、膠乳、混合無機填料和輔助助劑組成。其中的混合無機填料由最少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。由于本發明依據最緊密堆積理論，在填料組成上應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構，使產品的密封性能和機械強度、耐熱性等各項重要指標都大大改善，由此獲得了高性能的纖維復合密封材料。填料級配的結果還改善了漿料的紙機抄造性能。
文檔編號C08L21/02GK102212331SQ20111008617
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月6日 優先權日2011年4月6日
發明者莊金風, 文卓, 李紅, 羨羽佳 申請人:中國制漿造紙研究院