CN102585763B - 一种耐高温密封软填料及其制造方法 - Google Patents

一种耐高温密封软填料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温密封软填料，其各组分的质量份数配比为：硅灰：10-30份；生蛭：20-50份；石棉：10-20份；浸润剂：10-20份；润滑油：5-10份；余量为其他不可避免的杂质。相应地，本发明还公开了该耐高温密封软填料的制造方法，制得的耐高温密封软填料具有良好的耐高温性和密封性，其既适用于静态的密封场合，也适用于具有轻微抖动的密封场合，同时使用寿命较现有的密封填料延长了2-3倍。

Description

一种耐高温密封软填料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种软体密封填料及其制造方法，尤其涉及一种耐高温的机械槽密封填料及其制造方法。
背景技术
在目前的各类机械静槽封结构中，对交界连接处的密封要求都很高，由于不同环境中的工作温度有高有低，高温环境下常规的密封材料并不能维持较好的密封效果，目前普遍使用的密封材料为盘根形式，以盘根多层填入填料槽，使用端盖压紧，从而达到密封的效果。现有的盘根有的呈软质成型条状，其优点是有一定的弹塑性、化学稳定性、不渗透性、自润滑性、耐温性，其拆装方便、制造简单。但其也具有一定的缺点：其在安装过程中必须经过切割、对缝、镶嵌、压实等工序，安装要求高，工序繁琐，如果安装达不到技术要求必然会发生泄漏。在实际使用中，完全以压紧端盖的方式来使盘根变形，从而达到密封的目的。还有的盘根材料由条状纤维束、润滑脂、石墨组成，通过将润滑脂和石墨的混合物均匀的涂抹在条状纤维束上制成，此类软体密封的缺点是耐高温性能一般，使用寿命较短，当其用于具有相对抖动的场合处时，使用寿命更短。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温密封软填料，其具有良好的耐高温性和密封性，其既适用于静态的密封场合，也适用于具有轻微抖动的密封场合。本发明的目的还在于提供该耐高温密封软填料的制造方法。
本发明根据上述发明目的，提供了一种耐高温密封软填料，其各组分的质量份数配比为：
硅灰：10-30份；
生蛭：20-50份；
石棉：10-20份；
浸润剂：10-20份；
润滑油：5-10份；
余量为其他不可避免的杂质。
针对现有填料在轻微抖动工况下密封性能不好的缺点，发明人利用生蛭在高温焙烧状态下体积可迅速膨胀6-15倍，甚至达到30倍的特点，辅以其他佐料，使该密封软填料具有非常好的密封性能，即使在抖动工况下，也绝无泄露现象的发生。
生蛭、石棉、硅灰均是耐高温材料，硅灰能吸附于各种不规则物体的表面，使得不规则物体被其完全包裹。石棉的作用是使本发明所述的耐高温密封软填料在高温膨胀时的疏密性牵制，使得膨胀均匀发展。浸润剂和润滑油在本产品中的作用是增加各组份间的集结粘连性，使得粉状产品转为油条状、油块状等，易于现场的安装和使用，在本发明所述的耐高温密封软填料受热到一定温度后，浸润剂和润滑油干化，产品在密封槽中成可以膨胀的粉条状或粉块状。
优选地，所述硅灰的耐火度大于1600℃。
优选地，所述硅灰的平均粒径在0.1-0.3μm。
优选地，所述生蛭的硬度(莫氏硬度)为1-1.5级，密度为2.4-2.7g/cm3。生蛭的化学式为(Mg，Ca)0.7(Mg，Fe，Al)6.0[(Al，Si)8.0](OH4.8H2O)
优选地，所述浸润剂为三甲氧基硅烷。三甲氧基硅烷因其既含有可水解的Si-OC2H5键，又具有活泼的Si-H键，Si-H键能与一系列的烯、烃类单体在铂催化剂作用下发生硅氢加成反应。
优选地，所述石棉为工业温石棉。工业温石棉是二氧化硅、氧化镁、氧化钙(铁或铝)和结晶水等组成的硅酸盐，温石棉纤维长、柔软和有弹性，角闪石石棉纤维粗糙、挺直和坚硬。
相应地，本发明还提供了上述耐高温密封软填料的制造方法，其包括下列步骤：
(1)将生蛭、石棉、硅灰进行混合搅拌，搅拌时间不低于20min；另外将润滑油与浸润剂相兑混匀；搅拌时间的设计一则是为了本发明所述的耐高温密封软填料各组分混合均匀；二则是为了满足吸附要求，对于本技术方案，硅灰必须完全吸附于生蛭和石棉表面，以便后续的润滑油与浸润剂的完全渗透和对蛭和石棉的完全包裹，并最终使得该材料在受热时的致密性得到保证。
(2)将经过混合搅拌的生蛭、石棉、硅灰，与润滑油与浸润剂的混合物进行混合搅拌直至均匀，形成耐高温密封软填料；
(3)将耐高温密封软填料密闭封存，待使用时进行加热。
制作好的耐高温密封软填料为柔性粘体。发明人经过试验发现对该柔性粘体进行加热，当温度上升至500℃时，柔性粘体开始膨胀，体积急剧增大，由柔性粘体逐渐转变为固状体。
因此，使用上述耐高温密封软填料进行密封时，将其置于填料槽内，压紧端盖，随即对其进行外部加热，随着密封设备温度的不断上升，填料槽内的柔性粘体开始膨胀并形成挤压，从而达到极佳的密封效果。
本发明通过采用上述技术方案，使其适用于各种盘根方式的槽式静密封环境，同时还适用于具有轻微抖动的密封环境，其不仅密封性能好，操作方便，而且较之现有的密封填料大大延长了使用寿命长，与现有的盘根密封相比，使用寿命可延长2-3倍，另外本发明所述的耐高温密封软填料的制造原料成本十分低廉，制造工序简单易行。
具体实施方式
实施例1-5
按照下列步骤制造本发明所述的耐高温密封软填料：
(1)将生蛭、工业温石棉、硅灰进行混合搅拌，搅拌时间超过20min；另外工业润滑油与三甲氧基硅烷相兑混匀；
(2)将上述两种混合物混合搅拌直至均匀，形成耐高温密封软填料；
(3)将耐高温密封软填料密闭封存，待使用时进行加热。
本发明实施例1-5中耐高温密封填料的各组分含量如表1所示：
表1
 实施例1  实施例2  实施例3  实施例4  实施例5
  硅灰(公斤)  10  20  15  15  30
  生蛭(公斤)  50  35  45  50  20
  工业温石棉(公斤)  20  15  15  10  20
  三甲氧基硅烷(公斤)   10   20   20   20   20
  N46润滑油(公斤)   10   10   5   5   10
上述各实施例中的硅灰均为灰白色粉末，其耐火度＞1600℃，容重200-250kg/cm3，其中粒级小于1μm的占80％以上，平均粒径在0.1～0.3μm。生蛭为单斜晶系，呈片状，油脂光泽，莫氏硬度1-1.5级，密度2.4-2.7g/cm3。
本发明所述的耐高温密封软填料能够用于长*宽大于100cm*100cm，或直径大于150cm的使用区域，而目前使用的盘根密封无法适用于上述大尺寸份使用区域，最终导致密封槽密封的疏密性存在缺陷。
此外，本发明所述的耐高温密封软填料蠕动性好，能够针对不规则的密封槽使用，即适用于非360度整圆或90度正方等密封区。而现有的填料对不规则密封槽的密封是有缺陷的，一般是在规则盘根填入后再用石棉粉或工业厚白漆进行不规则区的补充填入，由于不规则区通常是小范围的受损区，填入的石棉粉或工业厚白漆在小范围内不具备周边连粘性，密封失效较差。
本发明所述的耐高温密封软填料可适用于非静止区的密封场所。而现有的受热区密封填料不能做到对具有一定程度动幅区的密封。
本发明所述的耐高温密封软填料还适用于较大型正压(大于30kp)高温密封区，以浇注形式的填料，在使用过程中密封效果只会增加不会失效。而现有的类似区域通常用高温耐材浇注料，其流动性较好，可以覆盖所有区域，但是在高温300℃以上，现有浇注料就形成收缩趋势，浇注料与设备本材之间不但不密封反而开始分离，在30kp以上正压高温作用下，密封逐渐失效。
本发明所述的耐高温密封软填料还适用于快速升温区，且较小型的密封槽使用，例如长*宽小于5cm*5cm，或直径小于5cm的线型密封区域。目前使用的线型密封通常使用单一细石棉绳，由于细石棉绳通径的不均匀性，其压制密封效果较差，做不到较好的持久密封效果。
综上所述，本发明所述的耐高温密封软填料适用范围非常广，且在各种工况下均能保证良好的密封性能。
要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种耐高温密封软填料，其特征在于，其各组分的质量份数配比为：
硅灰：    10-30份；
生蛭石：  20-50份；
石棉：    10-20份；
浸润剂：  10-20份；
润滑油：  5-10份；
所述浸润剂为三甲氧基硅烷。
2.如权利要求1所述的耐高温密封软填料，其特征在于，所述硅灰的耐火度大于1600℃。
3.如权利要求2所述的耐高温密封软填料，其特征在于，所述硅灰的平均粒径在0.1-0.3μm。
4.如权利要求3所述的耐高温密封软填料，其特征在于，所述生蛭石的莫氏硬度为1-1.5，密度为2.4-2.7g/cm3。
5.如权利要求1所述的耐高温密封软填料，其特征在于，所述石棉为工业温石棉。
6.如权利要求1所述的耐高温密封软填料的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）将生蛭石、石棉、硅灰进行混合搅拌，搅拌时间不低于20min；另外将润滑油与浸润剂相兑混匀；
（2）将经过混合搅拌的生蛭石、石棉、硅灰，与润滑油与浸润剂的混合物进行混合搅拌直至均匀，形成耐高温密封软填料；
（3）将耐高温密封软填料密闭封存，待使用时进行加热。
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