專利名稱：石墨改性石棉密封填料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以石墨和石棉為原料制備用于動(dòng)密封、靜密封場(chǎng)合，具有耐高溫、高壓和抗腐蝕性強(qiáng)的密封填料的方法。
眾所周知，密封填充材料無處不用。據(jù)有關(guān)專家測(cè)算，我國每年由于密封材料質(zhì)量原因使機(jī)械設(shè)備跑、冒、滴、漏造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)上千億元。石棉是目前應(yīng)用比較廣泛的填料之一，但石棉的耐高溫、高壓和抗腐蝕性已遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今工業(yè)發(fā)展的要求，盡管科學(xué)家們?cè)缫言谶x擇其他材料取代石棉，如橡膠、碳纖維、石墨等，但也都分別存在各種不夠理想的缺點(diǎn)。人們發(fā)現(xiàn)，如果能用石墨和石棉有機(jī)的混合在一起，取其各自的優(yōu)點(diǎn)，作為一種密封填料便具有很好的使用效果。但是在將兩者結(jié)合的方法方面至今還沒有較理想的突破。美國聯(lián)合碳化物公司早在六十年代首次發(fā)現(xiàn)了使用膨脹石墨做密封材料，可以達(dá)到耐高溫、高壓和抗強(qiáng)腐蝕的效果，隨后一些發(fā)達(dá)國家也相繼開展了對(duì)磷片石墨的膨化機(jī)理和連續(xù)軋制工藝技術(shù)進(jìn)行一系列研究，并開發(fā)出膨脹石墨板等密封材料。我國有關(guān)廠家曾經(jīng)采用在石棉纖維外敷石墨粉的方法，使石墨和石棉結(jié)合，這種方法最大涂敷石墨量不大于5-8%，且石墨已脫落，很難起到石棉的改性作用。如中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?7106668·8的專利，用在線狀輔料表面涂粘接劑，使石墨粉粘于表面的方法，也存在粘接劑易失效，石墨易脫落的缺點(diǎn)，且產(chǎn)品造價(jià)較高。也有許多人單用石墨制做密封填料，其結(jié)果也存在強(qiáng)度低，石墨要經(jīng)過酸化處理使成本大幅度提高等缺點(diǎn)。
本發(fā)明旨在提供一種用石墨和石棉作原料制備密封填料的方法，該方法不進(jìn)行酸化處理和高溫膨脹及軋制板材，而直接用磷片石墨粉對(duì)石棉進(jìn)行改性，使石墨粉與石棉纖維共混形成交鏈，使制備的填料耐高溫、高壓和抗強(qiáng)腐蝕，而且穩(wěn)定性好。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的方案是將石棉纖維束放入分散劑溶液中浸泡后，用機(jī)械攪拌使其充分開松分散，分散后的漿狀石棉纖維其表面積增大20-30倍，為其與石墨分子共混交鏈創(chuàng)造條件;選用高細(xì)化粉狀石墨，加用滲透劑和水?dāng)嚢璩赡z體狀;將石棉漿體與石墨膠體比配并加入一定量的油酸鈉共混，使石墨分子附著于石棉纖維形成共混交鏈，達(dá)到石墨改性石棉之效果，制取改性石棉膠漿體。用固色劑與水配制成凝固液;將石墨改性石棉膠漿體用機(jī)械經(jīng)凝固液噴條或拉制薄膜，再擠壓脫水，干燥后即可制得線狀或薄膜狀石墨改性石棉密封填料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，無需對(duì)石墨進(jìn)行酸化處理、高溫膨脹及壓制薄板等工藝，石墨改性石棉單紗比膨化石墨強(qiáng)度提高3-5倍，成本僅為10%，因而具有工藝過程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品成本低，強(qiáng)度高，耐高溫、高壓，抗腐蝕性強(qiáng)，使用范圍廣等突出優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例將石棉纖維束與分散劑(如縮合硅酸鈉)與水按1∶0.01∶15比配后，浸泡8-12小時(shí)，再用轉(zhuǎn)速為450-600轉(zhuǎn)/分的旋轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)械在常溫下攪拌40-60分鐘，使石棉纖維束充分開松分散后成為石棉漿體狀。開松后的石棉纖維直徑在1μm以下，其表面積比開松前增大20-30倍。將300-350目的高細(xì)化石墨粉與滲透劑T(如琥珀酸脂磺酸鈉)與水按1∶0.02∶10的重量配比后攪拌成膠體狀。將制得的石棉漿體與石墨膠體按1∶5-8的重量配比后加入總重量2-3%的油酸鈉，在開放式容器中加熱到40-80℃條件下進(jìn)行攪拌，使其充分共混形成交鏈，達(dá)到用石墨改性石棉的效果，讓膠漿體具有兩者的特性。再用樹脂型陽離子表面活性劑，即固色劑Y與水按1∶100-150的重量比，并加入適量的硫酸鋁反應(yīng)劑制成凝固液。用噴條機(jī)械或拉制機(jī)械將石墨改性石棉膠漿體噴制或拉制成條狀或薄膜狀，并立即讓其經(jīng)過凝固液10-15秒的凝聚反應(yīng)后，再經(jīng)擠壓設(shè)備擠壓脫水，干燥后即成為石墨改性石棉密封填料的線條或薄膜產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種用石棉和石墨為原料制備石墨改性石棉密封填料的方法，其特征在于先將石棉纖維束放入分散劑及水中浸泡，經(jīng)攪拌使其開松以增大表面積而成為漿體狀；再將高細(xì)化石墨粉與滲透劑和水混配，經(jīng)攪拌制成膠狀體；然后將石棉漿體和石墨膠體比配并加入油酸鈉攪拌使其共混形成交鏈，得石墨改性石棉膠漿體；最后經(jīng)噴條或拉制隨即經(jīng)過凝固液凝聚反應(yīng)后并經(jīng)擠壓脫水過程制成線狀或薄膜狀石墨改性石棉密封填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于石棉纖維束與縮合硅酸鈉分散劑與水按1∶0.01∶15的重量比配制，在常溫下浸泡8-12小時(shí)再攪拌40-60分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于粒度為300-350目的石墨粉與滲透劑與水的重量配比為1∶0.02∶10
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于石棉漿體與石墨膠體的重量配比為1∶5-8。
全文摘要
本發(fā)明是以石棉和石墨為原料制備用于動(dòng)、靜密封場(chǎng)合的石墨改性石棉密封填料的方法，將石棉纖維束放入分散劑溶液中浸泡，經(jīng)過攪拌使其開松，增大表而積，成為漿體狀，用高細(xì)化石墨粉和水?dāng)嚢柚瞥赡z體狀，將石棉漿體和石墨膠體比配并加入適量油酸鈉共混形成交鏈，制取石墨改性石棉膠漿體，再經(jīng)噴條或拉制薄膜和擠壓脫水制成耐高溫、高壓和抗強(qiáng)腐的石墨改性石棉密封填料產(chǎn)品，工藝過程簡(jiǎn)便，成品成本低，性能強(qiáng)，使用范圍廣。
文檔編號(hào)C09K3/10GK1058793SQ9110851
公開日1992年2月19日 申請(qǐng)日期1991年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月22日
發(fā)明者王利民, 何玉琴, 王善嶺 申請(qǐng)人:青島石棉制品總廠