CN110341239B - 一种热密封材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热密封材料及其制备方法。所述热密封材料包括弹性管状骨架、由填充在弹性管状骨架内部的隔热填料构成的内芯部和由包覆在弹性管状骨架外部的隔热布构成的外层部；其中，所述弹性管状骨架是利用金属丝钩织出的带网眼的圆管式结构。所述制备方法包括提供金属丝的步骤、骨架编织成型的步骤、骨架定型的步骤、隔热填料填充的步骤、隔热布包覆的步骤。本发明提供的这一热密封材料解决了现有热密封材料的回弹性不足的问题，实现了热密封材料的耐温、可压缩、高回弹、热密封等综合性能的提升，可以为各领域提供高性能的弹性热密封材料。

Description

一种热密封材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐高温热密封材料技术领域，尤其涉及一种热密封材料及其制备方法。
背景技术
在航天航空、钢铁冶金、高温窑炉、火力发电、石油化工、发动机等领域，耐高温热密封材料可以解决诸多部位缝隙、部件对接、转动部位缝隙等“热泄漏”的技术难题，在工业节能降耗、生产安全、提升综合性能等方面发挥重要作用。
申请公布号为CN103600530A和CN108999979A的申请文件是我们的研究人员就前期研究成果申请的两篇关于热密封材料的发明专利。利用这些已有工艺制得的热密封材料具有相当突出的优点，但也存在一定的问题，仍有改进空间：
(1)申请公布号为CN103600530A的发明专利申请文件公开的热密封材料不适合在高温下使用，回弹性能也有很大改进空间(回弹率指标低于90％)；
(2)申请公布号为CN108999979A的发明专利申请文件关注了热密封材料的耐温性能，公开的热密封材料表现出优异的耐温性，可在600℃以上的高温环境中使用，最高耐温高达1300℃。但利用该技术方案制得的热密封材料的回弹效果仍有不足，回弹率最高仅有92％，平均回弹率低于90％。
现有技术较多地关注的是热密封材料的耐温性能而较少地关注材料的回弹性能，使得现有的热密封材料在高温下的压缩回弹性不足，长期使用会出现贯穿缝隙，容易造成严重的热泄漏，温度超过500℃的热泄漏问题迫在眉梢。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种新型的热密封材及其制备方法，用以解决热密封材料的回弹性不足的问题，实现热密封材料的耐温、可压缩、高回弹、热密封等综合性能的提升，为各工业领域提供高性能的弹性热密封材料。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种热密封材料，所述热密封材料包括弹性管状骨架、由填充在弹性管状骨架内部的隔热填料构成的内芯部和由包覆在弹性管状骨架外部的隔热布构成的外层部；
其中，所述弹性管状骨架是利用金属丝钩织出的带网眼的圆管式结构。
优选地，所述网眼为开口端逐渐缩小的弧形状网孔结构，呈现周向排列和母向排列。
优选地，所述弹性管状骨架的直径为5mm至25mm；
所述金属丝的材质为不锈钢、铜合金、镍基合金、钛合金中的任一种，且所述金属丝的丝径为0.08mm至0.25mm；
在钩织时，将所述金属丝组成股数为1股至3股的金属丝束用于钩织；和/或
在钩织时，控制网眼针数为8针至40针之间的偶数针，网眼步长为1mm至5mm。
优选地，所述隔热填料为无机纤维棉。
本发明还提供了该热密封材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)提供金属丝的步骤：将选定的金属材料按照拉丝工艺进行连续拉丝，制成金属丝；
(2)骨架编织成型的步骤：选用圆管直径与弹性管状骨架直径相同的编织工装，将金属丝组成的金属丝束通过编织工装的钩针逐针、环向地进行钩织，在钩织过程中，对上一圈的每一个网眼进行连续钩织，控制网眼针数和网眼步长，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆管式骨架；
(3)骨架定型的步骤：采用不同的编织流程，完成弹性管状骨架的定型；
(4)隔热填料填充的步骤；和
(5)隔热布包覆的步骤。
优选地，所述金属材料为不锈钢、铜合金、镍基合金、钛合金中的任一种；
所述拉丝工艺为冷拉法、切削法、熔束法中的任一种；和
所述金属丝的丝径为0.08mm至0.25mm。
优选地，所述圆管的直径为5mm至25mm；
所述金属丝束的股数为1股至3股；
所述网眼针数为8针至40针之间的偶数针，所述网眼步长为1mm至5mm。
优选地，所述编织流程为丝束一次编织法、丝束编织-两次循环套编法、丝束编织-三次循环套编法中的任一种。
优选地，所述制备方法还包括在步骤(3)和步骤(4)之间进行的骨架热处理的步骤。
优选地，所述热处理的方法为退火热处理、淬火热处理、固溶热处理中的任一种。
有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的这一热密封材料的内部有弹性管状骨架，该弹性管状骨架是利用金属丝钩织出的带网眼的圆管式结构。相比之前研发出的片状式的弹性带，该弹性管状骨架表现出更优异的压缩回弹性。本发明还在骨架内部填充有隔热填料，外部包覆有隔热布，借助内填外包的结构提高材料的耐温性能。而且，内部填充的隔热填料和外部包覆的隔热布不仅仅是起到隔热的作用，前者还从内部为骨架提供支撑，后者从外部为骨架提供约束，起到平衡材料的机械强度和回弹性能的作用，避免热密封材料受压后严重变形。
本发明还对热密封材料中的弹性管状骨架的“微观”结构进行了改进，使其表现出更优异的压缩回弹性能和耐温隔热性能，这些改进包括弹性管状骨架的直径、网眼形状、金属丝的材质、金属丝的丝径、钩织时所使用的金属丝的股数以及钩织参数(包括网眼针数和网眼步长)。
本发明选用无机纤维棉作为热密封材料的隔热填料。这一填料具有优异的隔热防热效果，还具有质轻价低的优点，同时也具有优异的柔软度和变形特性，是本发明提供的热密封材料较理想的填料材料。
本发明提供的热密封材料制备工艺简单，工艺适应性强，通过控制丝材参数、编织成型、编织流程等参数可以实现不同微结构、不同力学性能的热密封材料制备。
本发明创新性地实现了弹性骨架及其热密封材料可在唯一的编织工装实现多种结构及工艺参数的成型，获得多种不同微结构、高性能的弹性骨架，其工艺和成型设备成本低，生产效率高，实现了高性能低成本制造。
附图说明
图1是本发明提供的热密封材料中的弹性骨架的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明在第一方面提供了一种既有优异的耐温性能又有优异的压缩回弹性能的热密封材料，所述热密封材料包括弹性管状骨架(见图1)、由填充在弹性管状骨架内部的隔热填料构成的内芯部和由包覆在弹性管状骨架外部的隔热布构成的外层部；其中，所述弹性管状骨架是利用金属丝钩织出的带网眼的圆管式结构。
本发明提供的这一热密封材料的内部有弹性管状骨架，该弹性管状骨架是利用金属丝钩织出的带网眼的圆管式结构。相比之前研发出的片状式的弹性带，该弹性管状骨架表现出更优异的压缩回弹性。发明人推测其原因是片状式的弹性带需要借助缝合线缝合进行成型而非封闭结构，存在局部应力集中现象，受压后其回弹性能因而受到限制，长期使用甚至还会出现“压溃”。而本发明所用的弹性管状骨架为封闭环状，无接缝，受到外部载荷后整体表现出优异的回弹性能。本发明还在骨架内部填充有隔热填料，外部包覆有隔热布，借助内填外包的结构提高材料的耐温性能。而且，内部填充的隔热填料和外部包覆的隔热布不仅仅是起到隔热的作用，前者还从内部为骨架提供支撑，后者从外部为骨架提供约束，起到平衡材料的机械强度和回弹性能的作用，避免热密封材料受压后严重变形。
发明人还对热密封材料中的弹性管状骨架的“微观”结构进行了改进，使其表现出更优异的压缩回弹性能。发明人经过研究发现，对热密封材料的压缩回弹性能影响较大的有弹性管状骨架的直径。当弹性管状骨架的直径为5mm至25mm这一条件时，热密封材料整体表现出较优异的压缩回弹性。当弹性管状骨架为更大直径的圆管式结构时，回弹性不稳定。当弹性管状骨架为更小直径的圆管式结构时，回弹性较差。另外，弹性管状骨架的直径过大或过小也不利于热密封材料的耐热性能或隔热性能。究其原因在于：骨架材料为金属丝，过大直径的骨架面积大，易导热，从而使材料不易隔热；过小直径的骨架内部填充的隔热填料量小，隔热作用受限，从而使材料不易耐热。基于上述原因，本发明提供的这一热密封材料中所使用的弹性管状骨架的直径优选为5mm～25mm，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm，既能保证最终制得的热密封材料具有优异的压缩回弹性能，还能确保热密封材料的耐温性。
除了弹性管状骨架的直径参数，本发明还对弹性管状骨架的如下几个参数进行改进：网眼形状、金属丝的材质、金属丝的丝径、钩织时所使用的金属丝的股数以及钩织参数(包括网眼针数和网眼步长)。
在一些优选的实施方式中，本发明所提供的热密封材料中的弹性管状骨架通过钩织的方式形成的开口端逐渐缩小的弧形状的网眼，可描述为灯泡状或Ω形，呈现周向排列和母向排列。呈现周向排列是指网眼在环向上均匀排列，呈现母向排列是指网眼在轴向上均匀排列。利用钩织制得的网管结构中的网眼之间的金属丝交叉点是可活动的搭接点，而且该网管结构还具有独特的微观结构，微结构设计性强，微结构灵活可调，相比具有菱形、正方形、长方形等常规网眼形状的网管表现出更高的回弹性。
在一些优选的实施方式中，所述金属丝的材质为不锈钢、铜合金、镍基合金、钛合金中的任一种。若是有需要，本发明提供的技术方案也可以将多种材质的金属丝混用，例如，两种材质的金属丝混用，三种材质的金属丝混用，本发明在此不一一列举出可能的组合，在混用时从上述四种材质中根据需求选择即可。所述金属丝的丝径(丝径的含义为直径)优选为0.08mm～0.25mm，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为0.08mm、0.09mm、0.10mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、0.20mm、0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm、0.25mm。对于金属丝来说，较粗的金属丝具有较高的强度，但过粗的金属丝会使得工艺难度增大，同时金属网管的刚性变大，导致材料的回弹性变差，还对热密封材料的耐温隔热性能也有所影响，粗金属丝导热效果好而损害材料的隔热性能。金属丝过细虽然加工性能优异，对材料的隔热性能影响也较低，但导致骨架的强度差。基于上述原因，本发明优选将用于钩织的金属丝的丝径控制在0.08mm～0.25mm。
在一些优选的实施方式中，在钩织时，将所述金属丝组成股数为1股至3股的金属丝束用于钩织，例如，1股、2股、3股。股数增多，编织结构力学强度变大，刚性好，单位压缩位移所需力就增大，而且股数太大，工艺上很难实现编织。在一些优选的实施方式中，在钩织时，控制网眼针数(网眼针数指的是环向一周的针数，网眼数的一半即针数)为8针至40针之间的偶数针，例如，8针、10针、12针、14针、16针、18针、20针、22针、24针、26针、28针、30针、32针、34针、36针、38针、40针；网眼步长为1mm至5mm，例如，1mm、2mm、3mm、4mm、5mm。网眼步长指的是单个网眼沿着轴向的距离，太长会造成编织密度变小，力学性能变差。
在一些优选的实施方式中，所述隔热填料为无机纤维棉。无机纤维棉这一填料具有优异的隔热防热效果，还具有质轻价低的优点，同时也具有优异的柔软度和变形特性，是本发明提供的热密封材料较理想的填料材料。需要说明的是，本发明提供的热密封材料最外层包覆的隔热布可以选择现有的隔热布材料即可，本发明对此不做限制。
最优选地，本发明提供的热密封材料是：
所述热密封材料包括弹性管状骨架、由填充在弹性管状骨架内部的隔热填料构成的内芯部和由包覆在弹性管状骨架外部的隔热布构成的外层部；其中，所述弹性管状骨架是利用金属丝钩织出的带网眼的圆管式结构。所述网眼为开口端逐渐缩小的弧形状网孔结构。所述弹性管状骨架的直径为5mm至25mm。所述金属丝的材质为不锈钢、铜合金、镍基合金、钛合金中的任一种。所述金属丝的丝径为0.08mm至0.25mm。在钩织时，将所述金属丝组成股数为1股至3股的金属丝束用于钩织，控制网眼针数为8针至40针之间的偶数针，网眼步长为1mm至5mm。所述隔热填料为无机纤维棉。该热密封材料使用的弹性骨架结构独特，网眼为Ω形，弹性骨架微结构设计性强，微结构灵活可调，具有耐高温、高回弹性、可调的软/硬压缩性能等，最高耐温达1000℃，具有优异压缩回弹性，最高可达99％，适应于重复压缩环境的高温热密封部位。
本发明在第二方面提供了前述热密封材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)提供金属丝的步骤：将选定的金属材料按照拉丝工艺进行连续拉丝，制成金属丝。
在该步骤中，所述金属材料可以为不锈钢、铜合金、镍基合金、钛合金中的任一种。所述拉丝工艺可以为冷拉法、切削法、熔束法中的任一种。所述金属丝的丝径优选为0.08mm至0.25mm。
(2)骨架编织成型的步骤：选用圆管直径与弹性管状骨架直径相同的编织工装，将金属丝组成的金属丝束通过编织工装的钩针逐针、环向地进行钩织，在钩织过程中，对上一圈的每一个网眼进行连续钩织，控制网眼针数和网眼步长，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆管式骨架。
在该步骤中，所述圆管的直径优选为5mm至25mm。所述金属丝束的股数优选为1股至3股。所述网眼针数优选为8针至40针之间的偶数针，所述网眼步长优选为1mm至5mm。
(3)骨架定型的步骤：采用不同的编织流程，完成弹性管状骨架的定型。所述编织流程可以为丝束一次编织法、丝束编织-两次循环套编法、丝束编织-三次循环套编法中的任一种。
(4)隔热填料填充的步骤；和
(5)隔热布包覆的步骤。本发明对包覆方式不做限制，采用现有的固定方法将隔热布包覆在最外层即可。
另外，本发明提供的这一制备方法还可以对骨架进行热处理，这一步骤在上述步骤(3)和步骤(4)之间进行。所述热处理的方法可以为退火热处理、淬火热处理、固溶热处理中的任一种。这一情况下，本发明提供的制备方法包括如下步骤：
(a)提供金属丝的步骤：将选定的金属材料按照拉丝工艺进行连续拉丝，制成金属丝。
在该步骤中，所述金属材料可以为不锈钢、铜合金、镍基合金、钛合金中的任一种。所述拉丝工艺可以为冷拉法、切削法、熔束法中的任一种。所述金属丝的丝径优选为0.08mm至0.25mm。
(b)骨架编织成型的步骤：选用圆管直径与弹性管状骨架直径相同的编织工装，将金属丝组成的金属丝束通过编织工装的钩针逐针、环向地进行钩织，在钩织过程中，对上一圈的每一个网眼进行连续钩织，控制网眼针数和网眼步长，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆管式骨架。
在该步骤中，所述圆管的直径优选为5mm至25mm。所述金属丝束的股数优选为1股至3股。所述网眼针数优选为8针至40针之间的偶数针，所述网眼步长优选为1mm至5mm。
(c)骨架定型的步骤：采用不同的编织流程，完成弹性管状骨架的定型。所述编织流程可以为丝束一次编织法、丝束编织-两次循环套编法、丝束编织-三次循环套编法中的任一种。
(d)骨架热处理的步骤。热处理的方法可以选择退火热处理、淬火热处理、固溶热处理中的任一种。
(e)隔热填料填充的步骤；和
(f)隔热布包覆的步骤。
本发明提供的这一热密封材料的制备工艺简单，工艺适应性强，通过控制丝材参数、编织成型、编织流程等参数可以实现不同微结构、不同力学性能的热密封材料制备。
本发明创新性地实现了弹性骨架及其热密封材料可在唯一的编织工装实现多种结构及工艺参数的成型，获得多种不同微结构、高性能的弹性骨架，其工艺和成型设备成本低，生产效率高，实现了高性能低成本制造。
以下是本发明列举的实施例。
实施例1
本实施例提供的热密封材料包括弹性管状骨架、由填充在弹性管状骨架内部的隔热填料无机纤维棉构成的内芯部和由包覆在弹性管状骨架外部的隔热布构成的外层部。所述弹性管状骨架是利用金属丝钩织出的带网眼的圆管式结构，网眼是开口端逐渐缩小的弧形状的网眼，可描述为Ω形。
这一热密封材料的制备方法包括如下步骤：
S1、金属拉丝：金属材质选定为不锈钢，对其进行冷拉法成丝，制备出丝径为0.08mm的不锈钢丝。
S2、骨架编织成型：选用圆形网管直径为5mm的编织工装，将丝径为0.08mm、1股的不锈钢丝通过编织工装的钩针逐针、环向地对上一圈的每一个Ω形网眼进行连续钩织，控制网眼针数为8针，网眼步长为1mm，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆形网管骨架。
S3、弹性骨架定型：编织流程选用丝束编织-两次循环套编法，完成弹性管状骨架的定型。
S4、隔热填料填充：在制得弹性管状骨架内部填充隔热填料无机纤维棉；
S5、隔热布包覆：在弹性管状骨架的外部包覆隔热布。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为5mm，骨架中的金属丝的丝径为0.08mm，丝束为1股，钩织时网眼针数为8针，网眼步长为1mm，网眼为Ω形。
实施例2
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，包括弹性管状骨架、由填充在弹性管状骨架内部的隔热填料无机纤维棉构成的内芯部和由包覆在弹性管状骨架外部的隔热布构成的外层部。所述弹性管状骨架是利用金属丝钩织出的带网眼的圆管式结构，网眼是开口端逐渐缩小的弧形状的网眼，可描述为Ω形。
这一热密封材料的制备方法同实施例1的制备方法基本上相同，不同之处在于：
金属丝束为2股，编织流程选用丝束一次编织法，在S3和S4之间还包括热处理步骤，热处理采用退火。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为5mm，骨架中的金属丝的丝径为0.08mm，丝束为2股，钩织时网眼针数为8针，网眼步长为1mm，网眼为Ω形。
实施例3
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。
这一热密封材料的制备方法包括如下步骤：
S1、金属拉丝：金属材质选定为铜合金，对其进行切削法成丝，制备出丝径为0.25mm的铜合金丝。
S2、骨架编织成型：选用圆形网管直径为5mm的编织工装，将丝径为0.25mm、2股的铜合金丝通过编织工装的钩针逐针、环向地对上一圈的每一个Ω形网眼进行连续钩织，控制网眼针数为10针，网眼步长为1mm，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆形网管骨架。
S3、弹性骨架定型：编织流程选用丝束一次编织法，完成弹性骨架的定型。
S4、弹性骨架热处理：对制备的铜合金弹性骨架进行退火热处理，得到弹性管状骨架材料。
S5、隔热填料填充：在制得弹性管状骨架内部填充隔热填料无机纤维棉；
S6、隔热布包覆：在弹性管状骨架的外部包覆隔热布。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为5mm，骨架中的金属丝的丝径为0.25mm，丝束为2股，钩织时网眼针数为10针，网眼步长为1mm，网眼为Ω形。
实施例4
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。
这一热密封材料的制备方法包括如下步骤：
S1、金属拉丝：金属材质选定为不锈钢，对其进行熔束法成丝，制备出丝径为0.15mm的不锈钢丝。
S2、骨架编织成型：选用圆形网管直径为10mm的编织工装，将丝径为0.15mm、3股的不锈钢丝通过编织工装的钩针逐针、环向地对上一圈的每一个Ω形网眼进行连续钩织，控制网眼针数为16针，网眼步长为2mm，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆形网管骨架。
S3、弹性骨架定型：编织流程选用丝束一次编织法，完成弹性骨架的定型。
S4、弹性骨架热处理：对制备的不锈钢弹性骨架进行固溶热处理，得到弹性骨架材料。
S5、隔热填料填充：在制得弹性管状骨架内部填充隔热填料无机纤维棉；
S6、隔热布包覆：在弹性管状骨架的外部包覆隔热布。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为10mm，骨架中的金属丝的丝径为0.15mm，丝束为3股，钩织时网眼针数为16针，网眼步长为2mm，网眼为Ω形。
实施例5
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。
这一热密封材料的制备方法实施例4基本相同，不同之处在于：金属丝束为1股，网眼针数为18针，网眼步长为3mm，编织流程选用丝束编织-三次循环套编法。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为10mm，骨架中的金属丝的丝径为0.15mm，丝束为1股，钩织时网眼针数为18针，网眼步长为3mm，网眼为Ω形。
实施例6
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。
这一热密封材料的制备方法包括如下步骤：
S1、金属拉丝：金属材质选定为镍基合金，对其进行冷拉法成丝，制备出丝径为0.10mm的镍基合金丝。
S2、骨架编织成型：选用圆形网管直径为10mm的编织工装，将丝径为0.10mm、3股的镍基合金丝通过编织工装的钩针逐针、环向地对上一圈的每一个Ω形网眼进行连续钩织，控制网眼针数为20针，网眼步长为5mm，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆形网管骨架。
S3、弹性骨架定型：编织流程选用丝束一次编织法，完成弹性骨架的定型。
S4、隔热填料填充：在制得弹性管状骨架内部填充隔热填料无机纤维棉；
S5、隔热布包覆：在弹性管状骨架的外部包覆隔热布。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为10mm，骨架中的金属丝的丝径为0.10mm，丝束为3股，钩织时网眼针数为20针，网眼步长为5mm，网眼为Ω形。
实施例7
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。这一热密封材料的制备方法包括如下步骤：
S1、金属拉丝：金属材质选定为钛合金，对其进行熔束法成丝，制备出丝径为0.20mm的钛合金丝。
S2、骨架编织成型：选用圆形网管直径为15mm的编织工装，将丝径为0.20mm、2股的钛合金丝通过编织工装的钩针逐针、环向地对上一圈的每一个Ω形网眼进行连续钩织，控制网眼针数为24针，网眼步长为2mm，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆形网管骨架。
S3、弹性骨架定型：编织流程选用丝束一次编织法，完成弹性骨架的定型。
S4、弹性骨架热处理：对制备的钛合金弹性骨架进行固溶热处理，得到弹性骨架材料。
S5、隔热填料填充：在制得弹性管状骨架内部填充隔热填料无机纤维棉；
S6、隔热布包覆：在弹性管状骨架的外部包覆隔热布。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为15mm，骨架中的金属丝的丝径为0.20mm，丝束为2股，钩织时网眼针数为24针，网眼步长为2mm，网眼为Ω形。
实施例8
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。
这一热密封材料的制备方法包括如下步骤：
S1、金属拉丝：金属材质选定为镍基合金，对其进行切削法成丝，制备出丝径为0.15mm的镍基合金丝。
S2、骨架编织成型：选用圆形网管直径为15mm的编织工装，将丝径为0.15mm、1股的镍基合金丝通过编织工装的钩针逐针、环向地对上一圈的每一个Ω形网眼进行连续钩织，控制网眼针数为26针，网眼步长为1mm，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆形网管骨架。
S3、弹性骨架定型：编织流程选用丝束编织-三次循环套编法，完成弹性骨架的定型。
S4、隔热填料填充：在制得弹性管状骨架内部填充隔热填料无机纤维棉；
S5、隔热布包覆：在弹性管状骨架的外部包覆隔热布。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为15mm，骨架中的金属丝的丝径为0.15mm，丝束为1股，钩织时网眼针数为26针，网眼步长为1mm，网眼为Ω形。
实施例9
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。
这一热密封材料的制备方法包括如下步骤：
S1、金属拉丝：金属材质选定为不锈钢，对其进行切削法成丝，制备出丝径为0.18mm的不锈钢丝。
S2、骨架编织成型：选用圆形网管直径为20mm的编织工装，将丝径为0.18mm、2股的不锈钢丝通过编织工装的钩针逐针、环向地对上一圈的每一个Ω形网眼进行连续钩织，控制网眼针数为28针，网眼步长为3mm，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆形网管骨架。
S3、弹性骨架定型：编织流程选用丝束编织-两次循环套编法，完成弹性骨架的定型。
S4、弹性骨架热处理：对制备的不锈钢弹性骨架进行淬火热处理，得到弹性骨架材料。
S5、隔热填料填充：在制得弹性管状骨架内部填充隔热填料无机纤维棉；
S6、隔热布包覆：在弹性管状骨架的外部包覆隔热布。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为20mm，骨架中的金属丝的丝径为0.18mm，丝束为2股，钩织时网眼针数为28针，网眼步长为3mm，网眼为Ω形。
实施例10
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。这一热密封材料的制备方法包括如下步骤：
S1、金属拉丝：金属材质选定为镍基合金，对其进行冷拉法成丝，制备出丝径为0.25mm的镍基合金丝。
S2、骨架编织成型：选用圆形网管直径为25mm的编织工装，将丝径为0.25mm、1股的镍基合金丝通过编织工装的钩针逐针、环向地对上一圈的每一个Ω形网眼进行连续钩织，控制网眼针数为30针，网眼步长为5mm，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆形网管骨架。
S3、弹性骨架定型：编织流程选用丝束一次编织法，完成弹性骨架的定型。
S4、弹性骨架热处理：对制备的镍基合金弹性骨架进行淬火热处理，得到弹性骨架材料。
S5、隔热填料填充：在制得弹性管状骨架内部填充隔热填料无机纤维棉；
S6、隔热布包覆：在弹性管状骨架的外部包覆隔热布。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为25mm，架中的金属丝的丝径为0.25mm，丝束为1股，钩织时网眼针数为30针，网眼步长为5mm，网眼为Ω形。
实施例11
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。
这一热密封材料的制备方法包括如下步骤：S1、金属拉丝：金属材质选定为钛合金，对其进行冷拉法成丝，制备出丝径为0.20mm的钛合金丝。
S2、骨架编织成型：选用圆形网管直径为25mm的编织工装，将丝径为0.20mm、2股的钛合金丝通过编织工装的钩针逐针、环向地对上一圈的每一个Ω形网眼进行连续钩织，控制网眼针数为40针，网眼步长为3mm，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆形网管骨架。
S3、弹性骨架定型：编织流程选用丝束编织-三次循环套编法，完成弹性骨架的定型。
S4、隔热填料填充：在制得弹性管状骨架内部填充隔热填料无机纤维棉；
S5、隔热布包覆：在弹性管状骨架的外部包覆隔热布。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为25mm，骨架中的金属丝的丝径为0.20mm，丝束为2股，钩织时网眼针数为40针，网眼步长为3mm，网眼为Ω形。
表1记载了各个实施例的制备条件及热密封材料的性能检测结果。
耐温性：将材料置于高温马弗炉内60min，材料外观及结构不发生明显变化，结构保持完整，具有使用功能。
压缩性能和回弹性能：GB/T24442-2001《纺织品压缩性能的测定》。
从表1中可以看出，各个实施例提供的热密封材料表现出优异的耐温性能，最高可耐受1000℃的高温。各个实施例提供的热密封材料还具有优异的压缩性能和回弹性能。这一检测结果说明本发明技术方案实现了热密封材料的耐温、可压缩、高回弹、热密封等综合性能的提升，为各工业领域提供高性能的弹性热密封材料。
实施例12
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。
这一热密封材料的制备方法同实施例1的制备方法基本上相同，不同之处在于：
选用圆形网管直径为3mm的编织工装。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为3mm，骨架中的金属丝的丝径为0.08mm，丝束为1股，钩织时网眼针数为8针，网眼步长为1mm，网眼为Ω形。
实施例13
本实施例提供的热密封材料在宏观结构上同实施例1，在此不再详述，关于其描述可参考实施例1第一段内容。
这一热密封材料的制备方法同实施例10的制备方法基本上相同，不同之处在于：
选用圆形网管直径为30mm的编织工装。
利用该制备方法制得的热密封材料中的弹性管状骨架具有如下特性：弹性管状骨架的直径为30mm，架中的金属丝的丝径为0.25mm，丝束为1股，钩织时网眼针数为30针，网眼步长为5mm，网眼为Ω形。
表2
Figure BDA0002143426480000181
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Figure BDA0002143426480000191
Figure BDA0002143426480000201

Claims (6)

1.一种热密封材料，其特征在于，所述热密封材料包括弹性管状骨架、由填充在弹性管状骨架内部的隔热填料构成的内芯部和由包覆在弹性管状骨架外部的隔热布构成的外层部；其中，所述弹性管状骨架是利用金属丝钩织出的带网眼的圆管式结构；所述弹性管状骨架的直径为5mm至25mm；所述金属丝的材质为不锈钢、铜合金、镍基合金、钛合金中的任一种，且所述金属丝的丝径为0.08mm至0.25mm；在钩织时，将所述金属丝组成股数为1股至3股的金属丝束用于钩织；在钩织时，控制网眼针数为8针至40针之间的偶数针，网眼步长为1mm至5mm；所述隔热填料为无机纤维棉。
2.根据权利要求1所述的热密封材料，其特征在于，所述网眼为开口端逐渐缩小的弧形状网孔结构，呈现周向排列和母向排列。
3.一种权利要求1或2所述热密封材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)提供金属丝的步骤：将选定的金属材料按照拉丝工艺进行连续拉丝，制成金属丝；所述金属材料为不锈钢、铜合金、镍基合金、钛合金中的任一种；所述拉丝工艺为冷拉法、切削法、熔束法中的任一种；所述金属丝的丝径为0.08mm至0.25mm；
(2)骨架编织成型的步骤：选用圆管直径与弹性管状骨架直径相同的编织工装，将金属丝组成的金属丝束通过编织工装的钩针逐针、环向地进行钩织，在钩织过程中，对上一圈的每一个网眼进行连续钩织，控制网眼针数和网眼步长，骨架在长度方向不断编织生长，并实时通过牵引装置进行收集，制成连续长度的圆管式骨架；所述圆管式骨架的直径为5mm至25mm；所述金属丝束的股数为1股至3股；所述网眼针数为8针至40针之间的偶数针，所述网眼步长为1mm至5mm；
(3)骨架定型的步骤：采用不同的编织流程，完成弹性管状骨架的定型；
(4)隔热填料填充的步骤；和
(5)隔热布包覆的步骤。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述编织流程为丝束一次编织法、丝束编织-两次循环套编法、丝束编织-三次循环套编法中的任一种。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在步骤(3)和步骤(4)之间进行的骨架热处理的步骤。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的方法为退火热处理、淬火热处理、固溶热处理中的任一种。
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