CN1948377A - 纤维增强石墨橡胶板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使用在管道法兰上的纤维增强石墨橡胶板及其制备方法。其主要是解决现有技术所存在的用橡胶作粘结剂，存在耐温性能低等缺陷，不能完全替代石棉垫片使用工况，从而限制了这种材料的使用范围；并且还解决了石墨含量较低，颗粒较粗，具有使用条件窄，尤其是耐温范围较小等的技术问题。本发明组成及质量百分比为：橡胶10～20％、柔性石墨55～75％、增强纤维3～10％、填料5～25％、其余为硫化助剂。其制备方法：把石墨片进行热处理，冷却压实后进行粉碎，依次加入柔性石墨粉、操作剂、硫化助剂、增强纤维、溶胶橡胶混合；使用成张设备，利用相对旋转的辊筒进行成张出片；用平板硫化机对半成品进行硫化，得出本发明产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封装置及制造方法，尤其是涉及一种使用在管道法兰上的纤维增强石墨橡胶板及其制备方法。
背景技术
我国管道法兰用密封垫片相比国外产品差距较大，以石棉橡胶垫片为代表的传统垫片材料仍在广泛使用，在欧、美、日等发达国家，石棉材料因其对人体健康有害，已从法律或事实上禁止使用或限制使用。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，限用并最终禁用石棉材料已是大势所趋。目前替代石棉密封垫主要包括以下几个类别：柔性石墨类垫片、PTFE类垫片、压缩无石棉纤维垫片和各类橡胶垫片，但是上述替代石棉的各种材料均有各自的缺陷。如柔性石墨垫片，耐温度等性能虽好，但存在脆性大，强度低等缺陷。PTFE垫片、橡胶垫片由于耐温性较差也使用工况限制。中国专利公开了一种新型橡胶合成密封件及其制造方法(公开号：CN 1093448A)，其是在常规耐油橡胶的配方基础上，即以作为基料的丁腈胶，以及硬脂酸、硫磺、氧化锌、癸二酸二辛酯、促进剂、防老剂等的基础上，并添加占全部原科配方总重量13～22％的石墨和洗衣粉。但这种用橡胶作粘结剂，存在耐温性能低等缺陷，不能完全替代石棉垫片使用工况，从而限制了这种材料的使用范围；并且石墨含量较低，颗粒较粗，具有使用条件窄，尤其是耐温范围较小的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种纤维增强石墨橡胶板及其制备方法，其主要是解决现有技术所存在的用橡胶作粘结剂，存在耐温性能低等缺陷，不能完全替代石棉垫片使用工况，从而限制了这种材料的使用范围；并且本发明还解决了石墨含量较低，颗粒较粗，具有使用条件窄，尤其是耐温范围较小等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明的纤维增强石墨橡胶板，其特征在于其组成及质量百分比为：橡胶10～20％、柔性石墨55～75％、增强纤维3～10％、填料5～25％、其余为硫化助剂。柔性石墨含量较高，使得石墨橡胶板垫片有优异的抗高温性能.良好的拉伸强度及致密性、加工性。
作为优选，其组成及质量百分比为：橡胶13％、柔性石墨68％、增强纤维4％、填料10％、其余为硫化助剂。
作为优选，所述的增强纤维为任意配比的芳纶短纤维和芳纶浆泊纤维。添加微量纤维材料，使石墨橡胶板具有良好的拉伸强度及致密性，从而也确保石墨橡胶板制作的垫片有最适宜的柔软性，方便安装，易于切割和成型。
作为优选，所述的芳纶短纤维∶芳纶浆泊纤维的质量配比＝1∶1。
作为优选，所述的填料为白碳黑、硫酸钡、陶土、滑石粉的其中一种或一种以上。
作为优选，所述的硫化助剂为硫磺、促进剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂的其中一种或一种以上。
本发明的纤维增强石墨橡胶板的制备方法，其特征在于：
a、把石墨片进行热处理，冷却压实后进行粉碎，依次加入柔性石墨粉、操作剂、硫化助剂、增强纤维、溶胶橡胶混合；
b、使用专用成张设备，利用直径不同的相对旋转的辊筒进行成张出片；
c、用平板硫化机对半成品进行硫化，得出本发明产品；
作为优选，纤维增强石墨橡胶板的制备方法，其特征在于：
a、把石墨片在1300℃环境下热处理0.5分钟，冷却压实后进行粉碎，粉碎后石墨粉粒度为60～100目，依次加入柔性石墨粉、操作剂、硫化助剂、增强纤维、溶胶橡胶混合；
b、使用专用成张设备，利用直径不同的相对旋转的辊筒进行成张出片；
c、用平板硫化机对半成品进行硫化，得出本发明产品；
d、用专用设备进行印花；
e、使用可溶性环氧树脂进行防粘处理，得出本发明产品。
作为优选，所述的专用成张设备中相对旋转的两个辊筒的速率比为1∶1。专用成张设备可以是市售的G1509-I型成张机。
作为优选，所述的平板硫化机的硫化处理为：在温度130～140℃，压力500～600T条件下将半成品硫化30～40分钟。对半成品进行后处理，用来增加产品的硬度和密度。
因此，本发明具有用专用设备将石墨处理成具有一定弹性，而且粒度很细的粉，柔性石墨含量高，用天然合成橡胶做粘合剂，与纤维及其它配合剂混合，用液压工艺加工成具有一定技术指针的产品，能够完全替代石棉垫片使用工况，保证了这种材料的使用范围，耐温范围较大等特点。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本例的纤维增强石墨橡胶板，其组成及质量百分比为：橡胶20％、柔性石墨55％、增强纤维10％、填料5％、硫化助剂10％。增强纤维为质量配比为1∶1的芳纶短纤维和芳纶浆泊纤维，填料为白碳黑，硫化助剂为硫磺。
本例的纤维增强石墨橡胶板的制备方法，其制备步骤为：
a、把石墨片在1300℃环境下热处理0.5分钟，冷却压实后进行粉碎，粉碎后石墨粉粒度为60～100目，依次加入柔性石墨粉、操作剂、硫化助剂、增强纤维、溶胶橡胶混合；
b、使用专用的市售G1509-I型成张机设备，利用直径不同的相对旋转的辊筒在速率比为1∶1的条件下进行成张出片；
c、用平板硫化机在温度130～140℃，压力500～600T条件下将半成品硫化30～40分钟，得出本发明产品。
得出的纤维增强石墨橡胶板为黑灰色，纵向拉伸强度为11.7Mpa，横向拉伸强度为4.3Mpa，比重为1.8g/cm3，压缩率为9.84％，回弹率为53.99％，泄露率为1×10-3，最高温度≤450℃，持续使用温度≤300℃。
实施例2：本例的纤维增强石墨橡胶板，其组成及质量百分比为：橡胶15％、柔性石墨65％、增强纤维7％、填料7％、硫化助剂6％。增强纤维为质量配比为1∶1的芳纶短纤维和芳纶浆泊纤维，填料为硫酸钡，硫化助剂为促进剂。
本例的纤维增强石墨橡胶板的制备方法，其制备步骤为：
a、把石墨片在1300℃环境下热处理0.5分钟，冷却压实后进行粉碎，粉碎后石墨粉粒度为60～100目，依次加入柔性石墨粉、操作剂、硫化助剂、增强纤维、溶胶橡胶混合；
b、使用专用的市售G1509-I型成张机设备，利用直径不同的相对旋转的辊筒在速率比为1∶1的条件下进行成张出片；
c、用平板硫化机在温度130～140℃，压力500～600T条件下将半成品硫化30～40分钟，得出本发明产品。
d、用专用设备进行印花，印出产品规格型号等参数；
e、使用可溶性环氧树脂进行防粘处理，得出本发明产品。
得出的纤维增强石墨橡胶板为黑灰色，纵向拉伸强度为13.8Mpa，横向拉伸强度为6.2Mpa，比重为1.5g/cm3，压缩率为18.58％，回弹率为45.34％，泄露率为0.4×10-4，最高温度≤500℃，持续使用温度≤340℃。
实施例3：本例的纤维增强石墨橡胶板，其组成及质量百分比为：橡胶10％、柔性石墨75％、增强纤维5％、填料5％、硫化助剂5％。增强纤维为质量配比为1∶1的芳纶短纤维和芳纶浆泊纤维，填料为陶土、滑石粉的混合物，硫化助剂为氧化锌。
本例的纤维增强石墨橡胶板的制备方法，其制备步骤为：
a、把石墨片在1300℃环境下热处理0.5分钟，冷却压实后进行粉碎，粉碎后石墨粉粒度为60～100目，依次加入柔性石墨粉、操作剂、硫化助剂、增强纤维、溶胶橡胶混合；
b、使用专用的市售G1509-I型成张机设备，利用直径不同的相对旋转的辊筒在速率比为1∶1的条件下进行成张出片；
c、用平板硫化机在温度130～140℃，压力500～600T条件下将半成品硫化30～40分钟，得出本发明产品。
d、用专用设备进行印花，印出产品规格型号等参数；
e、使用可溶性环氧树脂进行防粘处理，得出本发明产品。
得出的纤维增强石墨橡胶板为黑灰色，纵向拉伸强度为16.08Mpa，横向拉伸强度为8.53Mpa，比重为1.48g/cm3，压缩率为11.01％，回弹率为54％，泄露率为0.4×10-4，最高温度≤540℃，持续使用温度≤400℃。
实施例4：本例的纤维增强石墨橡胶板，其组成及质量百分比为：橡胶13％、柔性石墨68％、增强纤维4％、填料8％、硫化助剂7％。增强纤维为质量配比为1∶1的芳纶短纤维和芳纶浆泊纤维，填料为白碳黑、硫酸钡的混合物，硫化助剂为硬脂酸与防老剂的混合物。
本例的纤维增强石墨橡胶板的制备方法，其制备步骤为：
a、把石墨片在1300℃环境下热处理0.5分钟，冷却压实后进行粉碎，粉碎后石墨粉粒度为60～100目，依次加入柔性石墨粉、操作剂、硫化助剂、增强纤维、溶胶橡胶混合；
b、使用专用的市售G1509-I型成张机设备，利用直径不同的相对旋转的辊筒在速率比为1∶1的条件下进行成张出片；
c、用平板硫化机在温度130～140℃，压力500～600T条件下将半成品硫化30～40分钟，得出本发明产品。
d、用专用设备进行印花，印出产品规格型号等参数；
e、使用可溶性环氧树脂进行防粘处理，得出本发明产品。
得出的纤维增强石墨橡胶板为黑灰色，纵向拉伸强度为16.4Mpa，横向拉伸强度为8.9Mpa，比重为1.4g/cm3，压缩率为12％，回弹率为56％，泄露率为0.4×10-4，最高温度≤540℃，持续使用温度≤400℃。
Claims (10)
1.一种纤维增强石墨橡胶板，其特征在于其组成及质量百分比为：橡胶10～20％、柔性石墨55～75％、增强纤维3～10％、填料5～25％、其余为硫化助剂。
2.根据权利要求1所述的纤维增强石墨橡胶板，其特征在于其组成及质量百分比为：橡胶13％、柔性石墨68％、增强纤维4％、填料10％、其余为硫化助剂。
3.根据权利要求1或2所述的纤维增强石墨橡胶板，其特征在于所述的增强纤维为任意配比的芳纶短纤维和芳纶浆泊纤维。
4.根据权利要求3所述的纤维增强石墨橡胶板，其特征在于所述的芳纶短纤维∶芳纶浆泊纤维的质量配比＝1∶1。
5.根据权利要求4所述的纤维增强石墨橡胶板，其特征在于所述的填料为白碳黑、硫酸钡、陶土、滑石粉的其中一种或一种以上。
6.根据权利要求5所述的纤维增强石墨橡胶板，其特征在于所述的硫化助剂为硫磺、促进剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂的其中一种或一种以上。
7.一种纤维增强石墨橡胶板的制备方法，其特征在于：
a、把石墨片进行热处理，冷却压实后进行粉碎，依次加入柔性石墨粉、操作剂、硫化助剂、增强纤维、溶胶橡胶混合；
b、使用专用成张设备，利用直径不同的相对旋转的辊筒进行成张出片；
c、用平板硫化机对半成品进行硫化，得出本发明产品；
8.根据权利要求7所述的纤维增强石墨橡胶板的制备方法，其特征在于：
a、把石墨片在1300℃环境下热处理0.5分钟，冷却压实后进行粉碎，粉碎后石墨粉粒度为60～100目，依次加入柔性石墨粉、操作剂、硫化助剂、增强纤维、溶胶橡胶混合；
b、使用专用成张设备，利用直径不同的相对旋转的辊筒进行成张出片；
c、用平板硫化机对半成品进行硫化，得出本发明产品；
d、用专用设备进行印花；
e、使用可溶性环氧树脂进行防粘处理，得出本发明产品。
9.根据权利要求8所述的纤维增强石墨橡胶板的制备方法，其特征在于所述的专用成张设备中相对旋转的两个辊筒的速率比为1∶1。
10.根据权利要求8或9所述的纤维增强石墨橡胶板的制备方法，其特征在于所述的平板硫化机的硫化处理为：在温度130～140℃，压力500～600T条件下将半成品硫化30～40分钟。
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