CN1667303A - 碳纤维填料密封编织基材及其制造方法 - Google Patents

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钱华
朱瑞鸿
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Abstract

本发明公开了一种碳纤维填料密封编织基材及其制造方法，该编织基材包括内芯层和碳纤维层，碳纤维层包缠于内芯层上。所述内芯层为相互并行的金属丝和玻璃纤维束；或为玻璃纤维束。其制造方法是将碳纤维、内芯层纤维分别并合成纤维条后，碳纤维经短切并梳理后，将碳纤维包缠于内芯层纤维条上，而制成编织服成品。该碳纤维填料密封编织基材具有结构合理、性能稳定、抗高温高压、耐强酸强碱的特性。该产品制造工艺，具有工艺合理，生产成本低的特点。广泛适用于化工、石油、冶金、电力等行业中。

Description

碳纤维填料密封编织基材及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种填料密封件，尤其涉及填料密封件的单根编织股纱基材及其制造方法。
背景技术
软填料密封是在轴与壳体之间充填编织的软填料密封件(俗称盘根)，并用压盖压紧以达到密封的目的。在软填料密封材料中，石棉以其优异的综合性能和良好的可纺性，而具有较长的使用历史，但由于石棉又是一种危及人体健康和生态环境的产品，因而在世界范围内被禁用。
为此，人们又开发出以碳纤维为主要材料的软填料密封件。由于碳纤维具有耐热、耐腐蚀、导热性、自润滑性好的特点，而被用作高温、高压、强酸强碱等严酷条件下的填料密封基材。但碳纤维质地轻、表面光滑，易散丝，可纺性能较差，传统填料密封件单根编织股纱基材的加工方法，均采用碳纤维与其它表面粘性强的天然或人工合成纤维混合纺制的方法而加工成股纱基材。其工艺过程首先是将各类纤维短切后，然后依次进行混毛、梳毛、并条再加捻成粗纱，经过纺纱、络纱成成品。一方面，该工艺过程复杂，工艺流程长，生产效率不高；另一方面，在这种截面结构的填料密封股纱基材中，由于碳纤维夹杂着其它纤维成份，其填料密封件的整体性能大大降低，碳纤维的物理性能无法得以稳定发挥，特别是软填料密封件(盘根)在高温氧化条件下，以碳纤维为主要基材的股纱会发生体积损失，造成密封失效而形成泄漏。
发明内容
为了克服现有技术所存在的碳纤维密封性能不稳定的不足，本发明的目的在于提供一种编织股纱截面结构合理，碳纤维层无其它夹杂纤维的碳纤维填料密封编织基材及其制造工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳纤维填料密封编织基材，该填料密封编织基材包括碳纤维层和内芯层，碳纤维层为纯碳纤维束且其包缠于内芯层上。
本发明碳纤维填料密封编织基材的制造工艺过程如下：
(a)碳纤维、内芯层纤维分别并合成纤维条；
(b)将碳纤维短切并梳理；
(c)随之将碳纤维包缠于内芯层纤维条上；
(d纺制成股纱成品。
采用上述结构后，由于碳纤维层包缠于内芯层上，一方面使得外包的碳纤维层具有较高的纯度，使之在高温强氧化剂条件下，也不会发生体积损失，具有更为可能的抗高温高压、耐强酸强碱的特性，碳纤维的物理性能得以充分稳定发挥；另一方面编织基材的内芯层不仅改善了碳纤维的可纺性，突破了人们认为纯碳纤维不能纺制加工的思维局限，使碳纤维的纺制加工成为现实，从而提高了编织股纱基材的抗拉强度和耐磨性，而且高导热率金属丝又进一步增强了填料密封件的散热效果。同时该编织基材的截面结构合理，综合性能更佳。本发明工艺合理、简单，生产效率高，实现了碳纤维层无夹杂纤维的纺制加工，保证了产品质量。
附图说明
下面结合附图对本发明的结构作进一步的说明。
图1是本发明碳纤维填料密封编织基材的第一个具体实施方式的截面剖视图；
图2是本发明碳纤维填料密封编织基材的另一个具体实施方式的截面剖视图。
图中，1—碳纤维层；2—内芯层；21—玻璃纤维束；22—金属丝。
具体实施方式
图1所示的碳纤维填料密封编织基材，包括碳纤维层1和内芯层2，碳纤维层1由若干纯碳纤维丝制成，其成束的纯碳纤维丝呈螺旋状包缠于内芯层2上。内芯层2由相互并行的玻璃纤维束21和一根金属丝22构成，该金属丝22为镍丝。
图2所示的碳纤维填料密封编织基材，包括碳纤维层1和内芯层2。碳纤维层1也由若干纯碳纤维丝制成，其成束的纯碳纤维丝呈螺旋状包缠于内芯层2上。内芯层2由玻璃纤维束21构成。
下面再以实施例来说明本发明的制造工艺过程：
在将碳纤维丝并合成碳纤维条的同时，用金属丝与玻璃纤维来并合成内芯条；将并合的碳纤维条经短切、梳理后；随即与内芯条一起喂入气流纺纱机，通过气流纺纱机将碳纤维丝缠于内芯条上，而制成单根纺编织基材成品。上述的内芯条也可以直接用玻璃纤维束。
可以理解，本发明并不局限于上述的具体实施方式。其碳纤维还可以是预氧碳纤维丝；内芯层2的玻璃纤维还可以是其它常用天然纤维或人工合成纤维等材料；内芯层2的金属丝22也不局限于金属镍丝，也可以是黄铜丝、紫铜丝、不锈钢丝等，其数量也不限于一根。这些变换或改进均应视为落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1、一种碳纤维填料密封编织基材，其特征在于：所述填料密封编织基材，包括碳纤维层(1)和内芯层(2)，该碳纤维层(1)为纯碳纤维束且其包缠于内芯层(2)上。
2、根据权利要求1所述的碳纤维填料密封编织基材，其特征在于：所述内芯层(2)为相互并行的金属丝(22)和玻璃纤维束(21)。
3、根据权利要求1所述的碳纤维填料密封编织基材，其特征在于：所述内芯层(2)为玻璃纤维束(21)。
4、根据权利要求1、2或3所述的碳纤维填料密封编织基材，其特征在于：所述碳纤维层(1)为若干碳纤维丝构成，所述金属丝(22)至少为一根。
5、一种生产如权利要求1、2或3所述的碳纤维填料密封编织基材的制造方法，其特征在于该工艺过程如下：
(a)碳纤维、内芯层纤维分别并合成纤维条；
(b)将碳纤维短切并梳理；
(c)将碳纤维包缠于内芯层纤维条上；
(d)纺制成股纱成品。
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