CN1096043A

CN1096043A - 一种高频加温复合柔性石墨填料的生产工艺及其制品

Info

Publication number: CN1096043A
Application number: CN 94112094
Authority: CN
Inventors: 秦树南; 许惠芬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1994-12-07

Abstract

本发明涉及一种复合石墨编织填料的生产工艺及其采用该工艺生产出的制品。它主要是在复合石墨混合物进行机械压合前或后，采用中频或高频电磁感应装置，使石墨产生感应蜗流，进行直接、快速、高效、均一地精确加温，并迅速挤压，使聚四氟乙烯等有机固状物熔融，并与其它材料烧结成一体。因此，按此工艺制成的填料具有机械强度高，耐高温，耐腐蚀，使用寿命长，密封性能好等特点，将深受用户欢迎。

Description

本发明涉及一种复合石墨编织填料的生产工艺和方法，以及采用该工艺、方法生产出的复合石墨编织填料制品。

传统的编织填料用材料包括：麻、棉、石棉、聚四氟乙烯纤维和炭纤维等。作为密封材料，它们各自都存在一些问题，麻、棉的性能差，已很少使用。石棉在高温时其结晶会析去，渐渐失去密封效果。再则石棉粉尘吸入呼吸系统后，对人体有害。所以，有些发达国家已开始限制使用石棉制品。聚四氟乙烯纤维和炭纤维虽性能优异，但价格昂贵，在一定程度上限制了推广使用。柔性石墨是国内八十年代初兴起的一种比较理想的密封材料，它具有耐高低温、耐腐蚀、柔韧性好、自润滑等特点，但强度较低（抗拉强度为4-6MPa），不能单独使用制做编织填料。若与其它材料复合，则可制作编织填料。复合方式有两种。一种是内复合，就是把复合的材料作为骨架，其外表面仍是柔性石墨。这种结构的产品缺点是，使用过程中大量片状石墨极易被具有一定压力的介质冲刷掉，从而失去其密封性能。另一种是外复合，就是在柔性石墨板的基体上复合上其它材料，其特点是外表面为复合材料。

中国专利申请号91106349.8的《柔性石墨与聚四氟乙烯复合编织填料》的技术公开了一种：选用柔性石墨板材和聚四氟乙烯带，将合适的粘结剂涂在柔性石墨板材的两面上，把聚四氟乙烯带覆在其上，然后干燥，在温度为40～210℃，时间为0.5～4小时条件下，制得复合板，再剪成条状，捻成编织束，然后采用公知技术编织成复合编织填料。即采用工艺较复杂的外复合式结构，企图以此克服通常内复合而存在的前述痹病。但是，由于该专利申请所述的石墨复合编织填料，其实质仍然是一种层状的结构。因此，难以杜绝夹在聚四氟乙烯层间的柔性石墨逐渐被介质冲刷掉的痹病。

另外，在现有复合石墨填料的生产工艺中，或采用烘烤箱给复合编织填料加温，或采用红外线及其类似方法加温。因而存在升温时间较长，升温表里明显不一致，仅能被限用于低温和长时间的缓慢干燥、蒸发等工序中。如果想使复合石墨填料均一地被熔融，尤其是对熔点较高的材料，如聚四氟乙烯的均匀地被熔融成为一体，就难以实现。

本发明的目的是提供一种能方便、高效、表里一致地给复合石墨的混合物迅速升温，使其间的有机固状物或增强复合层熔融，并与石墨原材料烧结或融合成一体的复合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由该工艺生产的机械强度高密封性能好，耐高温，耐腐蚀，使用寿命长的复合石墨编织填料。

本发明所述的目的主要是这样解决的：在复合石墨混合物进行机械压合前或后，采用中频或高频电磁感应装置给复合石墨混合物进行快速加温，并迅速挤压，由于采用了中、高频电磁感应的方法对石墨材料进行直接、迅速且表里一致加温工艺，使得混入的聚四氟乙烯等较高熔点值的固状物直接与石墨及增强材料等烧结或融合成一体，其中，所述的混合物可以是由膨胀石墨蠕虫中均匀地混入适量的有机固状物（例如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚酯树脂、环氧树脂粉末等）经机械压制成带状而构成;也可以再在其上置有预先包裹同种有机固状物的线状或平面状增强材料，再加覆上一层同种混合料而构成;或者由石墨层与增强复合层采用内复合或外复合方式制成的编织束;或者是由编织束经各种编织制成的复合编织填料或盘根。

当上述诸混合物中的一种，经过感应频率为1.0～60kc的中频或高频电磁感应装置，立即在所述的混合物中导电的石墨体上产生感应电流，使之表面及内部的石墨均匀地迅速升温，（例如在1.5～10秒时间内，温度升达300～400℃），并将热能同时传递给与其混合的或包裹在增强材料外的有机固状物;自然也能同时传递给与之采用内复合或外复合的增强复合层;若当其温度升至熔点附近，上述有机固状物，甚至整体被熔融，同时在机械挤压作用（例如150～200kg/cm²）下，使其充分地熔透至石墨层等物质内部，烧结成一体。

由于它是从复合原料的内外部一起均一地升温，故保温时间可缩短至几秒钟，加上高频感应温控的快速、方便、灵活、使之温控精确性高，因而从根本上解决了连续生产过程中不易也无法采用烘箱加温的难题。同时高温下的机械挤压，再促进熔融物向石墨层间熔透的同时，也将已气化膨胀的残留含硫分子挤压逸出。从而提高了机械强度，降低含硫量。而采用上述工艺生产的复合石墨编织填料制品，尤其是其间复合有聚四氟乙烯的制品，因柔性石墨层间及增强材料层的表面内与聚四氟乙烯、熔融、烧结成一体，因此具有机械强度高，耐高温和耐腐蚀性能好，使用寿命长，密封性能好等特点，尤其适用于对耐温、耐腐蚀有特殊要求的动、静密封场合。

下面通过实施例，对本发明作具体的描述。

实施例1：在优质柔性石墨蠕虫中，按8%的重量比，均匀地混入100目以上的聚四氟乙烯粒料，压制薄带状，再将棉纱先用纯水雾喷湿润，使包覆一层聚四氟乙烯粉末后，平行地叠放于前述混合薄带上，然后再加上一层同种混合料，一并通过50kc的高频电磁感应装置，并控制逆变前的直流电压和电流（例如500V、10A），使之感应器内的复合石墨在5秒左右即可温升至350℃。约停留2秒钟后，随即在压力为150～200kg/cm²的压辊的挤压下，熔融、烧结成带状。再经裁切，卷制成螺距20mm外径3mm的空心螺旋管（以提高弹性），再按公知的编织技术等，制成低硫聚四氟乙烯石墨复合编织填料。

实施例2：在按前方法制成的柔性石墨蠕虫中，拌入粒度为200目的EP5%。先在15Kg/cm²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EP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，通过频率为10KC的高频率感应装置，经5秒钟左右，其混合料均匀地被加温到170℃～220℃和18Kg/cm²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

1、一种高频加温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，其特征是：在复合石墨混合物进行机械压合前或后，采用中频或高频电磁感应装置使复合石墨混合物进行快速加温，并迅速挤压，使其间的较低熔点物质与其它材料熔结或融合成一体。

2、如权利要求1所述的一种高频加温复合石墨编织填料的生产工艺，其特征在于所述的混合物系由膨胀石墨蠕虫中均匀地混入适量的聚四氟乙烯、聚乙烯、环氧树脂、聚酯树脂中的一种，经机械压制成带状后，其上置有预先包裹聚四氟乙烯的线状或平面状增强材料，再加覆上一层同种混合料而构成。

3、如权利要求1或2所述的一种高频加温复合石墨编织填料的生产工艺，其特征在于所述高、中频感应装置的感应频率为1.0-60KC;其优选值为45-55KC。

4、如权利要求1或2所述的一种高频加温复合石墨编织填料的生产工艺，其特征在于整个加温过程的持续时间为1.5-10秒;温升终止温度为300-400℃，挤压的压力为150-200Kg/cm²。

5、如权利要求3所述的一种高频加温的复合石墨编织填料的生产工艺，其特征在于整个加温过程的持续时间为1.5-10秒;温升终止温度为300-400℃，挤压的压力为150-200Kg/cm²。

6、如权利要求1或2所述的一种高频加温复合石墨编织填料的生产工艺，其特征在于所述的混合物在一种高频电磁感应加温前，先用50-100Kg/cm²。的压力预成型。

7、一种按权利要求1或2所述生产工艺制成的复合石墨编织填料，以柔性石墨为原料并含有提高强度辅助材料，其特征在于柔性石墨蠕虫层间均匀地混和有适量聚四氟乙烯，且在其中设有包裹着聚四氟乙烯层的线状或平面状的增强材料，并由热压、熔融，使之复合成致密的整体。

8、如权利要求7所述的复合石墨编织填料，其特征在于所述的聚四氟乙烯的混入量为柔性石墨重量的1-30%。

9、如权利要求7或8所述的复合石墨编织填料，其特征在于所述的聚四氟乙烯混入量为柔性石墨重量的7-10%，且在所述增强材料外包裹着一层聚四氟乙烯。