抄取无石棉密封垫片的制备及分析_张萌

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无石棉胶乳抄取密封纸的均匀配方设计及烧失率研究

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胶乳抄取无石棉密封垫片的硫化研究

胶乳抄取无石棉密封垫片的硫化研究
胶乳抄取无石棉纤维密封垫片是一种可以用于生活和生产中各个方面的密
封件,与传统石棉密封垫片相比具有污染小、对人体无危害等优点,但性能尚未及石棉垫片。

为提高材料性能,可以从两点入手：一是改变材料配方；二是优化材料制备工艺。

目前对于改善无石棉垫片性能的研究大多从材料配方入手,而对工艺上的研究少之又少,因此,通过改变工艺条件来改善无石棉密封垫片的性能是
本文的核心内容。

主要工作简述如下：1、制取本文所需要的实验样本无石棉垫片,对硫化的影响机理与配合剂选取进行分析,及硫化参数分析。

2、对硫化体系,即硫化剂及促进剂,其用量对硫化的影响进行了实验研究,使用均匀实验对硫化体系及条件初
步的分析,确定了各影响因素的范围,并使用正交实验选取了较佳硫化体系的用量。

3、探究了硫化条件—硫化时间、硫化温度、硫化压力对垫片硫化后性能影响。

得出硫化条件对性能影响规律,并进行多元线性回归,拟合出关于压缩率的
经验模型Ⅰ和关于回弹率的经验模型Ⅱ,经验证模型可靠可以用于实际生产指导。

4、通过对垫片硫化的研究,制取了拉伸强度高达30Mpa的垫片,以及压缩率在
12-17%,回弹率达到65%以上的优品质无石棉垫片。

抄取无石棉垫片的制备及性能研究_贾有东

石棉材料具有物理化学性能优良和物美价廉的优点，长期以来一直被广泛应用，因为其具有耐化学腐蚀、抗热、阻燃和容易加工等特点，所以在密封工业较为流行；然而，随着科技的发展，在一些研究中逐渐发现石棉不仅对人体会造成巨大危害，导致癌症和肺细胞损伤等多种严重疾病，还会对环境造成严重污染
。为此，禁用石棉及石棉制品在当今成为
了社会共识，事实上，早在２一些０世纪７０年代末期，工业发达的国家就已经禁止或者限制其使用，研发及制备非石棉弹性体垫片对密封领域显得尤为重要。无石棉密封材料通常需要采用１５种以上有机或无机纤维作为原料，按一定的配比得到新型密封材料，作为密封材料，需要同时具备力学性能、高温性能、密封性能和工艺性能好的特点；但是，目前要同时满足上述各性能要求，还没有任何一种单一的无机或者有机纤维作为增强材料达到要求。因此，作为研究密封材料的科研人员而言，研究和寻找一
１制备工艺
将非石棉纤维、弹性粘接剂和少量化学助剂等按一定的配比就构成了所需要的非石棉垫片。各种
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参考文献
［］郑国伟．机修手册第一卷 — — — 设备修理设计：上册［１Ｍ］．：，北京机械工业出版社１９９３．３版．［］王先逵．机械加工工艺手册［北京：机械工业出版２Ｍ］．社，７．２００

一种无石棉密封垫片的制作工艺[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611245202.8(22)申请日 2016.12.29(71)申请人铜陵市金利电子有限公司地址 244000 安徽省铜陵市铜陵县金桥经济开发区(72)发明人凌巧　钱胜利　(74)专利代理机构铜陵市天成专利事务所34105代理人范智强(51)Int.Cl.C09K 3/10(2006.01)F16J 15/10(2006.01)D21H 13/26(2006.01)D21H 13/36(2006.01)D21H 17/34(2006.01)D21H 17/68(2006.01)D21H 17/59(2006.01)D21F 13/00(2006.01)D21H 15/10(2006.01)D21H 21/12(2006.01)(54)发明名称一种无石棉密封垫片的制作工艺(57)摘要本发明公开了一种无石棉密封垫片的制作工艺，采用芳纶1414浆粕为主材，配合纤维素纤维和矿物棉纤维为混杂纤维替代石棉纤维；胶乳选用丁腈胶乳和丁苯胶乳混合；填料选用高岭土、滑石粉和云母粉，并确定其组成的合理配方范围，通过抄取工艺制成无石棉抄取密封纸板，其烧失量≤35%，压缩率=25±5%，回弹率≥45%，拉伸强度≥5Mpa，蠕变松弛率≤30%。

权利要求书1页说明书3页CN 106867448 A 2017.06.20C N 106867448A1.一种无石棉密封垫片的制作工艺，其特征是：包括步骤，S1，选取原料：采用芳纶1414浆粕为主要材料，其长径为60-120目，选铁木叶纸浆为增强纤维，其长径是100-120，选用4012矿物棉为配合纤维，其长径为40-220目；胶液采用丁苯胶乳和丁腈胶乳；填料选用1500目高岭土、800目滑石粉和400目云母粉；选用液体硫酸铝为凝聚剂；选用聚二甲基硅氧烷有机硅类消泡剂；选用无机絮凝剂；S2，纤维悬浮液的制取：a、无石棉纤维表面预处理，控制芳纶1414浆粕的长径比为100-200，控制铁木叶纸浆长径比为200，控制4012矿物棉长径比为100；b、将与处理过的无石棉纤维放入打浆机中打浆，其中芳纶1414浆粕打浆时间是30-40min，打浆速度是300r/min；铁木叶纸浆打浆时间是30-40min，打浆速度是300r/min；4012矿物棉打浆时间是40-60min，打浆速度是450r/min；再将三种浆液混合继续在打浆机中处理，打浆速度是300r/min，直至纤维悬浮液中无白点、结团，则打浆结束；c、将胶液和填料依次加入纤维悬浮液中，利用碎浆机搅拌20min，再加入凝聚剂和絮凝剂；d、经过混合、粘结后制成无石棉密封垫片复合材料的悬浮液；S3、抄取成张：将无石棉密封垫片复合材料的悬浮液中的纤维、胶乳、填料和化学助剂沉淀到网膜上，相互交织形成薄层，当物料组份彼此独立悬浮移动时，借助网膜开始脱水，物料沉积成松散层；当悬浮液中的物料沉淀时，形成絮凝状的纸板；S4，干燥和硫化：采用烤箱对抄取完毕的纸板进行干燥，干燥后的抄取纸板需进行一定的压延整形；将压延整形后的纸板放入平带平板硫化机中硫化，经辊压硫化后得到无石棉密封垫片。

探讨无石棉垫片的密封理论

１垫片的密封原理
ＡＳＴＭＦ３７测试方法的垫片压强仅为２０．７ＭＰａ、介质压力０．２ＭＰａ，与目前发动机的实际工况有一定
的差距。在实际测试时应该进一步提高垫片压力和
考虑无石棉纤维性能好坏主要看它的密封能介质内压，使测试环境与实际更加贴近。ＤＩＮ３５３５标力。通常泄漏的通道主要有两部分：（１）无石棉垫片准规定测试的密封介质为氮气，垫片压强为３２ＭＰａ，
《装备制造技术｝２０１６年第０９期
探讨无石棉垫片的密封理论
杜鹏 ’ ，王馨宁
（１．潍坊工程职业学院，山东青州２６２５００；２．潍坊博海学校，山东潍坊２６１０００）
摘要：石棉对人体和环境所造成的危害越来越被关注，无石棉垫片正在成为密封材料发展的趋势，探讨了该类垫片的
本体的渗透；（２）垫片与法兰表面的微孔间隙的界面测试的介质压强为４ＭＰａ．利用ＤＩＮ３５３５测试方法可泄漏。垫片本体的致密性越好，抵御垫片本体的渗漏以获得不同垫片厚度、垫片压强和介质压力等条件能力也就越强；垫片的压缩回弹性能越好、蠕变松弛下的垫片密封规律，为垫片的实际选用提供依据。衰减越小，垫片与法兰更能完全结合在一起，界面密封能力越高。具体的泄漏通道见图１．影响密封能力３密封机理的研究现状的因素有材料本身的致密性（影响渗透性）、压缩回弹性和蠕变松弛性等。

抄取无石棉垫片的制备及性能研究

抄取无石棉垫片的制备及性能研究∗
贾有东;刘美红
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2014(000)011
【摘要】石棉材料对环境及人体健康都会带来严重危害，简要介绍了生产无石棉垫片所采用的工艺。

因胶乳抄取法具有小型化和易操作等优点，主要对胶乳抄取法进行了总结归纳，并从中找出影响垫片性能的主要工艺参数；同时，对采用该工艺所制得的无石棉垫片的性能进行了介绍，找出了制备无石棉垫片的材料配比，以期为研制出价格更低、应用更广和综合性能更好的非石棉垫片提供参考。

【总页数】5页(P7-11)
【作者】贾有东;刘美红
【作者单位】昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500;昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500
【正文语种】中文
【中图分类】TQ171
【相关文献】
1.提高无石棉胶乳抄取板助留助滤性能的研究 [J], 夏新兴;田中粟
2.胶乳抄取无石棉混杂纤维增强缠绕垫片的性能 [J], 刘美红;黎振华;李自良;谢苏江;蔡仁良
3.抄取无石棉密封垫片的制备及分析 [J], 张萌;刘美红;袁希晨;贾有东;陈涛
4.抄取无石棉密封垫片的打浆设计及性能研究 [J], 冯红飞;刘美红;李遇贤;康宇驰
5.胶乳抄取无石棉混杂纤维增强密封复合材料的制备及性能研究 [J], 刘美红;黎振华;李遇贤;蔡仁良
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水电解装置用无石棉静密封垫片的研制

水电解装置用无石棉静密封垫片的研制
梁茹;唐红
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】1998(000)004
【摘要】介绍了聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）无石棉密封垫片的研制，以耐碱玻璃纤维、三氧化二铝、二硫化钼填充的ＰＴＦＥ静密封垫片，其综合性能已达到ＰＴＦＥ石棉垫片的技术指标，可以满足水电解高温、中压工艺的使用条件。

【总页数】2页(P24-25)
【作者】梁茹;唐红
【作者单位】济南塑料一厂;济南塑料一厂
【正文语种】中文
【中图分类】TQ151.15
【相关文献】
1.静密封性能测试装置的开发研制 [J], 李群松;董卫国
2.芳砜纶纤维增强橡胶无石棉垫片密封板材研制--材料制备、配方和工艺 [J], 谢苏江;马志刚;章兰珠;蔡仁良
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4.芳砜纶纤维增强橡胶无石棉垫片密封板材研制——材料基本性能 [J], 谢苏江;马志刚;章兰珠;蔡仁良
5.国内最大的加压水电解制氢装置研制成功 [J], 黄锡新
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填料和纤维的含量优化２．２胶乳、提高胶乳含量能使材料更富有弹性，具有更好的致密性；但同时可导致高温下应力保持性下降。如果与２个或更多具有不同平均粒子直径的填料相接合，粒子就会紧密地接合在一起，这样会留给橡胶更少的空间。早期的无石棉密封垫片材料主要使用这是因为芳纶浆粕具有强芳纶浆粕作为增强纤维，度高和比表面积大等优点，但其成本却很高；因此，采用较低含量胶乳配方混合芳纶浆粕、矿物棉纤维（长纤维和短纤维）和纤维素纤维，并减少芳纶浆粕的用量，同时选用粒度不同的填料，可以降低生产成本，并使制品具有较好的综合性能。２．３其他配合剂和加工助剂的使用）加入适量的表面活性剂，可改善组分的表面１电荷，使纤维表面带有负电荷，胶乳粒子外层具有正电荷，从而使聚合物颗粒被纤维所吸引，沉积在纤维表面，起到凝聚作用。）加入适量的偶联剂以及增强填料与胶乳间粘２接力的物质，有利于在多相体系中形成良好的界面，从而使材料具有优异的整体性能。）加入少量的造纸明矾，可改善纤维和填料粒３子中的Ｚｅｔａ电位及胶乳和各种配合剂的黏着率。２．４不同配方的性能分析优化选取了２种配方，配比见表１。产品的性能参数见表２。表２中的ＮＩ－２０８５是国外ｉｎｔｅｒ－＃，（公司的产品介质为油ｆａｃｅ１ＡＳＴＭ３１５０ ℃，），，介质２为Ａ密５ｈＳＴＭＢ种油（２１～３０ ℃，５ｈ）封性的工况即螺栓拧紧力矩为（内部２０±２）Ｎ·ｍ，，液体压力为０．时间为３５ＭＰａ０ｍｉｎ。从表２可以看出，采用胶乳抄取工艺，利用不含石棉成分的无机纤维与有机纤维混杂增强橡胶粘接其在剂制备的新型密封垫片与国外同类产品相比，拉伸强度、压缩回弹率和密封性等主要技术指标方１１４
材料
热处理
抄取无石棉密封垫片的制备及分析＊
张萌，刘美红，袁希晨，贾有东，陈涛
（）昆明理工大学机电工程学院，云南昆明６５０５００
摘要：利用纤维混杂效应，综合有机和无机纤维的优点，选用合适的多种无机纤维和有机纤维，制备出达到一定使用要求，具有较好性价比的无石棉密封垫片，获得了工业化生产的基本工艺和材料配比，并对所研制的无石棉密封垫片进行了对比分析。结果表明，采用胶乳抄取工艺，利用不含石棉成分的无机纤维与有机纤维混杂增强橡胶粘接剂制备的新型密封垫片，达到了国外同类产品的性能指标，形成了具有我国特色的无石棉密封材料。关键词：抄取；无石棉；混杂纤维；性能中图分类号：ＴＱ３４文献标志码：ＡＰｒｅａｒａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｓｉｓｏｆＮｏｎａｓｂｅｓｔｏｓＳｅａｌｉｎＧａｓｋｅｔ－ｐｙｇ
化工、机械和汽车等密封材料广泛应用于石油、，、行业石棉纤维因其拉伸强度高表面积大和吸附性能好等优点，被广泛用作软密封填料和垫片的主体材料；然而，长期吸入石棉尘可导致石棉沉着病、石
１］。部棉肺和癌症，石棉纤维严重危害着人体健康［２］，我国分发达国家对石棉的使用进行了严格限制［
对石棉肺等石棉引起的职业病防治也日益重视。国外无石棉密封材料的研制与开发取得了长足的进步，且已进入实用阶段，国内相关研究发展也较为迅速。目前，常用的纤维包括Ｋ芳纶纤ｅｖｌａｒ纤维（、维）纤维素纤维和各种无机纤维；但在已知的纤维材料中，尚无一种纤维能够完全取代石棉纤维，这限制了由单一纤维增强的无石棉密封复合材料的推广应用。
，，ＹＵＡＮ，，ＺＨＡＮＧＭｅｎＬＩＵＭｅｉｈｏｎＸｉｃｈｅｎＪＩＡＹｏｕｄｏｎＣＨＥＮＴａｏｇｇｇ（，，）ＦａｃｕｌｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＫｕｎｍｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏＫｕｎｍｉｎ６５０５００，Ｃｈｉｎａｙｇｇｇｙｇｙｇ：Ａ，Ａｂｓｔｒａｃｔｃｃｏｒｄｉｎｔｏｔｈｅｆｉｂｅｒｈｂｒｉｄｅｆｆｅｃｔｔｈｅｍｅｒｉｔｓｏｆｏｒａｎｉｃａｎｄｉｎｏｒａｎｉｃｆｉｂｅｒｓｗｅｒｅｉｎｔｅｒａｔｅｄ．Ｔｈｅａｒｏｒｉ－ｇｙｇｇｇｐｐｐａｔｅｏｒａｎｉｃａｎｄｉｎｏｒａｎｉｃｆｉｂｅｒｓｗｅｒｅｃｈｏｓｅｎｔｏｒｅａｒｅｔｈｅｎｏｎａｓｂｅｓｔｏｓａｓｋｅｔｗｈｉｃｈｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｕｓａｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄ－ｇｇｐｐｇｇｑｈａｄａｏｏｄｃｏｓｔｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｂａｓｉｃｃｒａｆｔａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｂａｓｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｇｐｐａｎｄｃｏｍａｒｉｎｏｎｔｈｅｎｏｎａｓｂｅｓｔｏｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｎｅｗｎｏｎａｓｂｅｓｔｏｓｗｈｉｃｈｗａｓａｓｋｅｔａｓｋｅｔ－－ｐｇｇｇｂｎｏｎａｓｂｅｓｔｏｓｆｉｂｅｒｓｅｎｈａｎｃｅｄｒｕｂｂｅｒａｄｈｅｓｉｖｅａｎｄｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｓｉｍｉｌａｒｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｈａｓｆｏｒｍｅｄｍａｄｅｒｏｄｕｃｔｓ．Ｉｔ－ｙｐｕｎｉｕｅｎｏｎａｓｂｅｓｔｏｓｓｅａｌｉｎｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｏｕｒｃｏｕｎｔｒ．－ｑｇｙ：，，，Ｋｅｗｏｒｄｓｃｏｔｏｏｋｎｏｎａｓｂｅｓｔｏｓｈｂｒｉｄｆｉｂｅｒｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ－ｐｙｙｐｙ
成分高岭土白炭黑滑石粉云母橡胶粘接剂矿物棉纤维纤维素纤维芳香族聚酰胺纤维
面，均达到了国外同类产品的水平，形成了具有我国特色的无石棉密封垫片。
表１２种配方的配比
配方Ａ３１２１０３１５２９７３配方Ｂ３３３１０３１９２３６３
１．２试验方法
７］以抄取法［为基本生产工艺，根据材料的性能
设计产品配方及生产工艺，进行抄取无石棉密要求，封垫片的中试，制备出达到一定使用要求，具有较好并对其进行了基础科学性价比的无石棉密封垫片，研究，与国外同类产品进行了对比分析。１．３试验设备主要试验设备包括研磨机、盘磨机、抄取成张机和抽真空装置等。测试设备包括ＷＥ－３０型液压（）、式万能材料试验机济南试验机厂ＣＳＳ４４０２０型拉、伸试验机（长春试验机研究所）ＴＭ３０００扫描电子显微镜和光学显微镜。
（％）
表２产品的性能参数图１矿物棉纤维ＳＥＭ图图２混杂纤维ＳＥＭ图
性能参数
·ｃ密度／ｍ－３ｇ拉伸强度／ＭＰａ
产品１１．５６２０．７１２．４６２．５１１．９０．６１３．８１４．８无泄漏
纤维素纤维、矿物棉纤维、芳纶浆粕、纸浆纤维、芳香族聚酰胺纤维、橡胶粘接剂、白炭黑、云母、碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅藻土、硅灰石、表面活性剂、偶联剂和造纸明矾等。
《新技术新工艺》材料与热处理
１１３
０１４年第５期新技术新工艺２用后仍具有一定的残余强度；因此，用矿物棉纤维混杂一定量的芳纶浆粕和纤维素纤维，比用单一纤维替代石棉密封纤维制备胶乳抄取无石棉垫片的性能要好。