CN1052030C - 复合柔性石墨编织填料的生产工艺及其制品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石墨编织填料的生产工艺及其制品，它系在柔性石墨蠕虫中均匀地混入适量的聚乙烯或聚酯树脂等粉状固状体，并将预先包裹有同种固状体的增强材料埋放在中间，再在温度为160-240℃，压力为(1.47－1.96)×10⁷帕的条件下进行机械压合融合成一体。经此简单、合理的工艺，使石墨与辅料结合牢固，损耗少，其制品亦具有机械强度高，使用寿命长，密封性好，含硫量低等特点，尤其适用于泵、阀等动密封的填料函装置中。

Description

复合柔性石墨编织填料的生产工艺及其制品

本发明涉及一种用于气液物质密封填料的生产工艺及其采用该工艺生产的填料制品。

日本专利昭和57-29854《膨胀石墨成形体利用复合编织的盘根》公开了一种在管状编织体内部充填以膨胀石墨成形体的复编织盘根。由于该石墨成形体主要是依靠膨胀石墨粒子间的结合力而构成，而按该专利方法制成的复合编织盘根，因管状编织体与膨胀石墨成形成之间无粘接性增强，使之编织体一旦破损，就会导致盘根失效，因此耐用度较低。

为此，一项题为《膨胀石墨通用盘根及制造方法》的专利(申请号83106668)提出：在增强的辅助材料表面浸渍有与原辅材料都适应的有机类粘接剂丁腈、氯丁、醋酸乙烯酯的一种，以提高膨胀石墨蠕虫层间的机械强度；接着，另一项题为《柔性石墨与炭素纤维复合编织填料》的专利(申请号为91106348)也提出：先把柔性石墨板材剪成条状，然后把条状石墨叠加起来，用编织机把炭素纤维编在条状石墨的外层，形成外层是网状炭素纤维，内层是柔性石墨的股线，把股线浸渍四氟乙烯乳液。尽管它们各有特点，且均提高了石墨填料的机械强度等，但两者均采用液体状的粘接剂制成四氟乙烯乳液浸渍增强辅助材料或石墨板材，以20-100℃的低温干燥将溶剂蒸发掉，使之石墨与溶质渗透不甚均匀，且其间存在溶剂蒸发之空隙等。因此尚存在石墨在编织过程中易不断剥离脱落，损耗较大；同时，低温的干燥工艺，实际上对原材料的本质无二次脱硫等改善作用。

本发明的目的是克服现有技术中所存在的不足，提供一种使柔性石墨与增强辅料结合牢固，损耗较少，制作简单、合理，改善制品质量好的复合柔性石墨编织填料的生产工艺。

本发明的另一个目的是提供一种采用该工艺制成机械强度高，使用寿命长，密封性能好，含硫量低的复合柔性石墨编织填料的制品。

本发明所述和工艺主要是这样组成的：先在膨胀石墨蠕虫中均匀地混入适量的有机固状物聚乙烯或环氧树脂或聚酯树脂，经机械压制成带状后，与预先包裹同种有机固状物层的线状或织物状的纤维增强材料叠放在一起，其上再复加一层膨胀石墨蠕虫与同种有机固状物的混料，在温度为160-240℃，压力为(1.47-1.96)×10⁷帕的条件下进行机械热压融合成整体，再经裁切、卷制成空心螺旋管状，编织、压延成型。

其中，所述的在线状或织物状纤维增强材料上包裹上有机固状物可根据原辅材料，有机固状物及制品的品种的不同，而选用下述方法的一种：A、将所述的线状或平面状增强材料采用红外线等方法适当加温，以能粘上(即包裹上)有机固状物聚乙烯或环氧树脂或聚脂树脂，而又不损伤纤维增强材料为宜；B、对于导电性的线状或平面状增强材料(如金属丝、镀刷有导电膜的非金属纤维等)可采用公知的静电喷涂方法在其周围包裹上所述的有机固状物；C、先用水雾将线状或平面状增强材料喷潮湿，再洒上有机固状物聚乙烯或聚酯树脂或环氧树脂。由于热压工序紧接于上述包裹工序之后，所以，包裹工序中包裹的均匀性较有机物与增强材料的临时的包裹强度重要的多。另外，所述的有机固状物一般以细目颗粒状或粉状物为宜，以使其与膨胀石墨蠕虫及增强材料等充分地搅拌、混合或接触。所述的增强材料可以是棉、麻或合成纤维，在制作对彼此纵向平行均匀排列；也可以是类似材料的平面状材料(如平面编织物、纵向强度高而横向强度低的裂膜状薄膜等)；或者是金属丝、复合线状或平面状材料。

由于采用了上述工艺，使均匀混和着有机固状物的柔性石墨蠕虫层间夹于其中间的表面包裹着同种有机固状物的增强材料，热压、熔融复合成致密的整体。通常上述复合体为厚度为0.2-0.3mm的带状体。所述的增强材料可位于带状体的中部或在1/3处。而所述有机固状物的混入量的多少具体取决于渗入的种类、目数或填料的规格要求等，一般其混入量为柔性石墨重量的2-10％为宜。由此制成的带状体可直接裁成条状，卷制成螺距为10-30mm外径为1-3.5mm的空心螺旋管，并可用二根以上的空心螺旋管采用公知的编织、压延方法生产出各种规格和品种的填料制品。

由于本发明创造性地将有机固状物聚乙烯，聚酯树脂或环氧树脂作为柔性石墨蠕虫层间及与增强材料间粘合物，不但使粉未状的有机固状粘接物与柔性石墨充分混合后再采用现有的机械设备高质量的生产变得方便。而且还具有粘合物的分配更均匀，粘合强度更大，加工过程中石墨剥落等的损耗更小，成本低，编织填料制品的机械强度，柔韧性更高(可在大于180°的范围内弯曲)适用范围更广，使用寿命更长等特点。同时，高温的热压工序可使柔性石墨进行第二次脱硫，其制品现经有关部门检测，含硫量小于600ppm，达到特级品标准，其它各项指标也分别达到国家标准。因此，其制品将广泛地用于气相或液相介质动、静密封的填料函装置中。(例如各种泵、阀等处的动密封等)受到用户的欢迎。

下面通过实施例，对本发明作一具体的描述。

实施例1：将磷片状石墨放入电介液中，通以低电压大电流，以石墨为阳极，使石墨层间产生分子插入，然后用清水漂净电解液，控制石墨的含硫量≤20000ppm，再经1100℃以上高温膨化，使之生成石墨蠕虫，使含硫量降至900-1300ppm按所欲加工石墨蠕虫重量的5％，加入80目聚乙烯有机固状粒料，压成薄带状。同时用清水雾把棉纱线喷湿润，再洒上一层聚乙烯粉料，使之周围包裹上一层聚乙烯粉料，平行地置放于上述薄带上，再加一层同种混合料，在160-240℃高温与(1.47-1.96)×10⁷帕的压力下，将石墨蠕虫与增强棉纱溶融成一体，使石墨中的残硫受热压作用，再次被逸出。接着，上述薄带体经裁切、卷制成螺距约20mm，直径3mm左右的空心螺管，以进一步增强弹性，再按入字编织法，制成韧性高又富有弹性的复合柔性石墨编织填料。

实施例2：在按前法制成的柔性石墨蠕虫中，拌入粒度为200目的环氧树脂5％。先在1.47×10⁷帕的压力下压制成薄片状，同时，将直径0.13mm的金属丝用10万伏静电，喷涂包复上有机聚酯树脂粒料，将它们彼此平行地纵向叠放在石墨薄片上，再加一层同种混合料，在170℃-220℃和1.764×10⁷帕的压力下，热压脱硫并融合制成一体的复合带，经裁切，卷制成空心螺管，并用编织机按众所周知的编织法，压延制成复合柔性石墨填料。

Claims (7)

1、一种复合石墨编织填料的生产工艺，由膨胀石墨蠕虫用机械压制成带状，并卷制、压延成型，其特征在于：先在膨胀石墨蠕虫中均匀地混入重量为2-10％的有机固状物聚乙烯或环氧树脂或聚酯树脂，经机械压制成带状后，与预先已包裹同种有机固状物的线状或平面状增强材料叠放在一起，其上再复加一层膨胀石墨蠕虫与同种有机固状物的混合料，在温度为160～240℃，压力为(1.47-1.96)×10⁷帕的条件下进行机械热压融合成一体，再经裁切，卷制成空心螺旋管，编织成型。

2、如权利要求1所述的复合柔性石墨编织填料的生产工艺，其特征在于先将所述的线状或平面状增强材料加温，然后在其上包裹上有机固状物聚乙烯或环氧树脂或聚酯树脂。

3、如权利要求2所述的复合柔性石墨编织填料的生产工艺，其特征是在采用导电性的线状或平面状的增强材料时，用静电喷涂的方法包裹上有机固状物聚乙烯聚酯树脂或环氧树脂。

4、如权利要求2所述的复合柔性石墨编织填料的生产工艺，其特征在于先用水雾将线状或平面状增强材料喷潮湿，再复上有机固状物聚乙烯或聚酯树脂或环氧树脂。

5、一种按权利要求1所述的生产工艺制成的柔性石墨编织填料，以柔性石墨为原料，并含有提高强度的辅助材料，其特征在于柔性石墨蠕虫间均匀地混和有机固状物，且在其中设有包裹着同种有机固状物层的线状或平面状的增强材料，并经热压、熔融使之复合成致密的整体。

6、如权利要求5所述柔性石墨编织填料，其特征在于所述的有机固状物聚乙烯或聚酯树脂或环氧树脂的混入量为柔性石墨重量的2-10％。

7、如权利要求5或6所述的柔性石墨编织填料，其特征在于所述的复合体呈带条状，并由二根以上卷制成螺距为10-30mm外径为1-3.5mm的空心螺旋管编织、压延制成。