CN1306123A - 复合纤维打浆板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以芳纶纤维为主要原料,加入硅灰石及纤维素纤维生产的一种无毒、无害的非石棉复合纤维打浆板及其制备方法,这种打浆板由复合纤维、乳胶、无机填料及配合剂混合经配料、开解、制浆、抄取成板而得。其打浆板各组份的配比(wt%)为复合纤维30－45%、乳胶20－25%、无机填料30－40%、配合剂3－5%;该产品克服了石棉造成的环境污染,提高了密封性能和耐高温性能,各项基本性能均达到或超过石棉乳胶打浆板标准。

Description

复合纤维打浆板及其制备方法

本发明涉及一种密封垫片材料及其制备方法，尤其是用非石棉纤维代替石棉纤维利用打浆法制造密封材料的方法，属汽车工业用密封材料领域。

目前，我国汽车汽缸垫、油密封衬垫大多数仍采用石棉乳胶抄取板制造密封垫片材料，在国际上，发达国家早已开始生产并使用非石棉纤维乳胶板；主要产品为石墨胶乳板及衬垫板，美国杜邦公司和荷兰AKZONOBEL公司研制生产的芳纶纤维是一种耐高温的合成纤维，它具有优良的热稳定性、高强度和非常大的比表面积，能取代石棉纤维生产耐高温密封垫片，但由于芳纶纤维很难与乳胶均匀吸附，造成纤维在料浆中成团，分散不均，国内现未有厂家使用此类纤维生产打浆板。

采用石棉纤维制作的气缸垫及油密封衬垫从性能上能满足汽车汽缸垫及衬垫的耐热和密封要求。但是，石棉是一种致癌物质，许多国家已开始禁止或限制使用石棉制品，我国也在有关标准中规定从2003年起禁止在刹车片上使用石棉，由于传统的石棉密封材料给生产者和使用者健康上带来危害，因此，用非石棉密封材料替代石棉密封材料生产环保型的汽缸垫及油密封衬垫具有极重要的社会效益，中国发明专利95107590.X公开了一种非石棉的膨润型密封板及其制造工艺，利用打浆法生产非石棉密封板，它使用植物纤维替代石棉纤维，但在耐热及密封性能方面不如利用芳纶纤维效果好。

本发明的目的是提供一种具有良好的密封性能、强度高、热稳定性好、不损伤对偶、不造成粉尘污染的复合纤维打浆板及其制备方法，并对解决复合纤维与混合乳胶的均匀吸附问题提出了新的技术方案。

本发明的复合纤维打浆板，含有纤维材料、乳胶、无机填料和配合剂，其特点在于：所述纤维材料为复合纤维，所述打浆板各组份的配比如下：

复合纤维          30-45％

乳胶              20-25％

无机填料          30-40％

配合剂            3-5％

所述复合纤维包括芳纶纤维、硅灰石纤维和木质纤维素纤维，它们各自含量为：

芳纶纤维          5-10％

硅灰石纤维        15-20％

木质纤维素纤维    0-10％

所述配合剂包括氧化锌、硫磺、防老剂、促进剂、硬脂酸及分散剂组成，它们各自含量如下：

氧化锌    0.3-0.6％

硫磺      0.2-0.4％

防老剂    0.5-1.0％

促进剂    0.5-1.0％

硬脂酸    0.5％

分散剂    1-1.5％

上述的打浆板，其特点在于：所述乳胶选自丁腈胶乳、高腈乳胶、丁苯乳胶和天然胶乳中两种或两种以上的混合物。

上述的打浆板，其特点在于：所述无机填料选自轻质碳酸钙、陶土、液体碳黑和鳞片石墨中的两种或两种以上。

上述的打浆板，其特点在于：所述配合剂中还加入有微量媒体助剂，所述媒体助剂为硅烷偶联剂，加入量占配合剂总量的0.1-0.2％。

本发明的复合纤维打浆板制备方法，包括纤维原料开解、填充填料、加入乳胶和配合剂制成混合料浆，上网抄取成型、烘干、剪切、辊压、硫化而成；其特点在于：在复合纤维与无机填料经过高速搅拌均匀后，加入分散剂和微量的媒体助剂，然后再加入掺有配合剂的乳胶，使混合料浆中的复合纤维能够均匀分散并与混合乳胶充分粘结；其工艺过程如下：第一步配制原料，将由芳纶纤维、硅灰石纤维、木质纤维素纤维混合的复合纤维，经水力开解成混合纤维；用轻质碳酸钙、陶土、液体碳黑和鳞片石墨中两种或两种以上物质配制成无机填料；用氧化锌、硫磺、防老剂、促进剂、硬脂酸及分散剂混合成配合剂，用丁腈胶乳、高腈乳胶、丁苯乳胶和天然胶乳中两种或两种以上制备成混合乳胶；第二步打浆：将经过配制的所述复合纤维与所述无机填料投入料浆池中，经高速搅拌均匀，先加入分散剂和微量媒体助剂，然后再加入经过配制的所述混合乳胶与所述配合剂，充分搅拌形成纤维料浆；第三步：打浆成板，将上述所得到的浆料在造纸机的网上抄取成型，打浆板厚度为0.5-1.2mm，经过干燥炉烘干，烘干温度为80-120℃，烘干时间为8-12min，热压硫化温度控制在150±5，压力80kg/cm²，硫化时间5min；

上述的制备方法，其特点在于：所述分散剂为亚甲基二萘磺酸钠和氢氧化钾，媒体助剂为用乙酸调制的硅烷偶联剂。

应用芳纶纤维为主体的复合纤维代替石棉纤维生产汽车用汽缸垫垫片及油密封衬垫垫片，克服了石棉粉尘对环境的污染，同时又保持了汽缸垫在热态下的微密封性能及衬垫的高机械强度，适应国际国内对石棉制品限制和禁止使用的规定和趋势，为我国汽车工业向环保、安全节能方向发展，提供了新型的气缸垫片材料和油密封垫片材料。

图1为复合纤维打浆板制作工艺流程图

如图中所示：各部分为纤维原料1、无机填料2、媒体助剂3、混合胶乳4、配合剂5、水力开解6、配料混合7、浆料分散8、合成制浆9、抄取成型10、烘干11、检查12、剪切13、检验包装14、回流水返回15、湿坯回收16；

其工艺流程为：纤维原料1先经水力开解6后，加入无机填料2配料混合，进入浆料分散8，与加入媒体助剂3、混合乳胶4、配合剂5合成制浆9，再经抄取成型10、烘干11，经检查12合格后，剪切13、检验包装14，产品出厂；抄取成型后回流水返回15，湿坯回收16，还可再加工。

实施例一：

一种制造汽缸垫片材料的复合纤维打浆板及其制备方法为：将芳纶纤维10％与硅灰石纤维和木质纤维素纤维20％经水力开解后、加入配制好的无机填料56％混合后，经高速搅拌均匀，加入由丁腈乳胶与高腈乳胶的混合乳胶14％、再加入含有乳胶配合剂、分散剂、助剂的配合剂2％，在造纸机上打浆上网成型，经干燥炉干燥，干燥时间为8-12min，干燥温度为8-120℃，然后按要求剪切，检验包装出厂。

实施例二：

一种制造汽车油密封垫片材料的复合纤维打浆板及其制备方法为：将芳纶纤维8％与硅灰石纤维和木质纤维素纤维25％经水力开解后、加入配制好的无机填料42％混合后，加入3％的石墨，经高速搅拌均匀，加入由丁苯乳胶与天然乳胶的混合乳胶20％、再加入含有乳胶配合剂、分散剂、助剂的配合剂2％，在造纸机上打浆上网成型，经干燥炉干燥，干燥时间为8-12min，干燥温度为8-100℃然后进行热压硫化，硫化温度控制在150±5℃，压力80kg/cm²，硫化时间5min；最后按要求剪切，检验包装出厂。

用本发明生产的复合纤维打浆板，克服了石棉造成的环境污染，可提高汽缸垫热态下的密封性能，各项基本性能均达到或超过石棉乳胶打浆板标准，耐热性能满足250以内的温度要求，高于其它替代石棉纤维打浆板的耐热性能，同时具有良好的抗化学腐蚀性和压缩回弹性能；垫片不沾缸、对金属无腐蚀；抗张强度及油密封性能优于石棉纤维生产的打浆板，横抗拉强度达到8MPa，遇油膨胀50％，符合汽车密封部件要求的各项性能指标。

Claims (6)

1．一种复合纤维打浆板，含有纤维材料、乳胶、无机填料和配合剂，其特征在于：所述纤维材料为复合纤维，所述打浆板各组份的配比如下：

复合纤维        30-45％

乳胶            20-25％

无机填料        30-40％

配合剂          3-5％

所述复合纤维包括芳纶纤维、硅灰石纤维和木质纤维素纤维，它们各自含量为：

芳纶纤维        5-10％

硅灰石纤维      15-20％

木质纤维素纤维  0-10％

所述配合剂包括氧化锌、硫磺、防老剂、促进剂、硬脂酸及分散剂组成，它们各自含量如下：

氧化锌          0.3-0.6％

硫磺            0.2-0.4％

防老剂          0.5-1.0％

促进剂          0.5-1.0％

硬脂酸          0.5％

分散剂          1-1.5％

2．根据权利要求1所述打浆板，其特征在于：所述乳胶选自丁腈乳胶、高腈乳胶、丁苯乳胶和天然乳胶中两种或两种以上的混合物。

3．根据权利要求1所述的打浆板，其特征在于：所述无机填料选自轻质碳酸钙、陶土、液体碳黑和鳞片石墨中的两种或两种以上。

4．根据权利要求1所述的打浆板，其特征在于：所述配合剂中还加入有微量媒体助剂，所述媒体助剂为硅烷偶联剂，加入量占配合剂总量的0.1-0.2％。

5．一种复合纤维打浆板的制备方法，包括纤维原料开解、填充填料、加入乳胶和配合剂制成混合料浆，上网抄取成型、烘干、剪切、辊压、硫化而成；其特征在于：第一步配制原料，将由芳纶纤维、硅灰石纤维、木质纤维素纤维混合的复合纤维，经水力开解成混合纤维；用轻质碳酸钙、陶土、液体碳黑和鳞片石墨中两种或两种以上物质配制成无机填料；用氧化锌、硫磺、防老剂、促进剂、硬脂酸及分散剂混合成配合剂，用丁腈胶乳、高腈乳胶、丁苯乳胶和天然胶乳中两种或两种以上制备成混合乳胶；第二步打浆：将经过配制的所述复合纤维与所述无机填料投入料浆池中，经高速搅拌均匀，先加入分散剂和微量媒体助剂，然后再加入经过配制的所述混合乳胶与所述配合剂，充分搅拌形成纤维料浆；第三步：打浆成板，将上述所得到的浆料在造纸机的网上抄取成型，打浆板厚度为0.5-1.2mm，经过干燥炉烘干，烘干温度为80-120℃，烘干时间为8-12min，热压硫化温度控制在150±5；

6．根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述分散剂为亚甲基二萘磺酸钠和氢氧化钾，媒体助剂为用乙酸调制的硅烷偶联剂。

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