CN102501298B

CN102501298B - 一种100%无石棉环保型密封板的制备方法

Info

Publication number: CN102501298B
Application number: CN201110285386.1A
Authority: CN
Inventors: 孙锦龙
Original assignee: GUOTAI SEAL MATERIAL CO Ltd ZHEJIANG PROV
Current assignee: Zhejiang Guotai Xiao Xing sealing material Limited by Share Ltd
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: CN102501298A

Abstract

本发明涉及一种环保型密封板，尤其是涉及一种100%无石棉环保型密封板及其制备方法。其主要是解决现有技术所存在的无石棉纤维板是以海泡石为主体材料制作而成的，其产品性能也较低，尤其是泄漏率和强度指标，很难达到使用要求等的技术问题。本发明密封板的组成及质量百分比为：氟橡胶10-20%，人造无石棉矿物纤维25-40%，增强纤维4-13%，填料35-50%、硫化助剂0.5-2.0%。本发明的方法是将氟橡胶、人造无石棉矿物纤维、增强纤维、填料、硫化助剂依次进行混合、滚压成型、压光、切边、硫化、印字、包装，最后出成品。

Description

一种100%无石棉环保型密封板的制备方法

技术领域

本发明涉及一种环保型密封板，尤其是涉及一种100%无石棉环保型密封板及其制备方法。

背景技术

现有石棉板（垫片）已有一百多年历史，它是一种公认的强致癌物质，因此已从法律或事实上禁止使用和限制使用。为替代石棉橡胶板相继推出各种非石棉板，目前国内所谓的无石棉纤维板（垫）是以海泡石为主体材料制作而成的。而海泡石是与石棉共生一种材料，因此不被国外认可，同时其产品性能也较低，尤其是泄漏率和强度指标，很难达到使用要求。

发明内容

本发明是提供一种100%无石棉环保型密封板及其制备方法，其主要是解决现有技术所存在的无石棉纤维板是以海泡石为主体材料制作而成的，其产品性能也较低，尤其是泄漏率和强度指标，很难达到使用要求等的技术问题。

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：

本发明的一种100%无石棉环保型密封板，其特征在于所述的密封板的组成及质量百分比为：氟橡胶10-20%，人造无石棉矿物纤维25-40%，增强纤维4-13%，填料35-50%、硫化助剂0.5-2%。

目前国内外非石棉板因橡胶与纤维（本发明采用的芳纶与芳砜纶）粘合性没有有效的解决和配方还是延用传统的石棉橡胶板设计原理，存在强度低、泄漏率差等缺陷，不能有效满足各类工况使用的密封要求：为解决这一难题，通过对芳纶与芳砜纶界面化学改性来增加弹性体和芳纶与芳砜纶界面黏接性能优势，利用偶联剂加“间、甲、白”体系，使粘合强力提高20﹪以上，同时在配方设计中加入聚酯类物质，增强硬度，在配方中加入有机硅类物质增加了抗泄漏，确保了产品硬度与强度及泄漏这三个矛盾的指标。

作为优选，所述的增强纤维为芳纶短纤维和芳纶浆粕纤维。

作为优选，所述的填料为煅烧高岭土，或者是轻钙、二氧化硅中的至少一种与煅烧高岭土的组合。

作为优选，所述的硫化助剂为3#硫化剂、氧化镁、轻氧化钙、防老剂中的至少一种。

一种100%无石棉环保型密封板的制备方法，所述的方法包括以下步骤：

a．将氟橡胶进行塑炼和浸泡，对增强纤维进行开松，其中浸泡是用乙酸乙脂对氟橡胶溶化制成乳液，即可直接加入料子里低速搅拌，配比是将质量百分比10-20%的氟橡胶制成乳液、质量百分比25-40%的人造无石棉矿物纤维、质量百分比4-13%的增强纤维、质量百分比35-50%的填料、质量百分比0.5-2%的硫化助剂进行混合，并加溶剂油从中调和；

b．将混合物放入到斜辊式成张机，混合物以每层0.2mm左右的厚度，一层接一层的缠绕复合在成张机主辊上，直至所要求的厚度，然后把板从主辊上拉下来，厚度可以在0.5～8mm范围，再放入双辊式自重滚压机，进行表面压光处理，使其外观表面平整光滑；

c．将板材进行切边后即出成品100%无石棉环保型密封板。

工艺设计包括橡胶和纤维等原材料的前期加工和预处理，各种原材料按照一定的配比进行搅拌混合，通过成张机压成一定厚度的大幅面片材，然后裁剪成合适的宽度和长度后进行压光、硫化成型，最后在产品上进行印花和包装。为确保产品性能我们通过改变目前国内外非石棉橡胶板延用传统石棉橡胶板制作工艺方法，将芳纶纤维与芳砜纶纤维先进行开松，使预拌纤维极度蓬松，在拌料工艺上用多轴搅拌机进行材料搅拌，拌料工艺上设定快慢时间间隔搅拌，正反转搅拌。并设定配方投料时的顺序，依次加入芳纶纤维与芳砜纶纤维、填料、填充剂、橡胶配合剂、改性剂、硫化剂，最后加入弹性体黏合剂。对于产品的后道工艺成品率与品质有着很大的保障；同时采用后处理压光机技术，来进一步提高板材致密性及表面光洁度，最后针对氟橡胶的特性采用特殊的配合剂，合理的硫化工艺条件来满足压缩率与回弹率指标。

目前所有的石棉或非石棉以及无石棉胶板，用的胶粘剂无非是异戊二烯的天然胶和丁二稀和丙烯腈聚合的丁腈橡胶。这两种胶在物性上相对来说都有某些缺陷，如耐油性，耐腐蚀不够优秀，遇大多溶剂都会溶解或溶涨，特别在耐温性上，NR玻璃化温度-72，但到200度是就开始分解，NBR玻璃化温度-20使用温度一般不超过150度。这些物性上的不足，在以后的产品应用中，选择性很窄，所要适用工况有很多局限。本发明的无石棉环保型密封板采用的胶粘剂是氟橡胶，这是第一次将偏氟乙烯与六氟丙稀的共聚物FPM用在无石棉板制造工艺中作为粘结剂。这种主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。有耐高温，耐油及耐多种化学品侵蚀的特性，是现化航空，导弹，火箭，宇宙航行等尖端科学技术广泛运用的高弹性材料。它的玻璃化温度是-60度，长期工作温度是250度。短时间可以承受300度高温。它有作为密封垫片的气透性小的优点，有着很好的耐候性，耐辐射性，阻燃性，耐真空性。从有机粘结剂上一下子拓宽产品的适用范围与应用领域。

在主材料填充纤维上，现在国内大多用的是石棉纤维，或用石棉矿里的孪生纤维海泡石或岩棉，这类含有硅酸镁的天然矿物纤维，或多或少的都含有污染环境并能使人致癌的管状纤维。本发明选用的是人造矿物纤维，它是用开采的高品质玄武岩石，通过高温融熔结晶重组再将这溶浆用高压气体喷出，通过气压调控和溶浆流量的控制，生产出直径7～13微米的纤丝，这种融熔喷丝工艺改变了天然矿物的晶体形态，形成了无定型的玻璃态，能耐很高的温度，不燃烧，耐化学品，无烟尘。从而本质上区别于管状的天然石棉纤维。

配方上本发明采用通常的增强纤维芳纶和芳砜纶，填料用轻钙、强微粉、二氧化硅以外，特别加入6000目的超细煅烧高岭土，改善产品成张工艺时的自粘性，和产品硫化后的柔韧性。增加产品内部的分布均匀化，结构填充微孔化。对主料人造矿物纤维进行了软化处理和表面偶联改性。来增加产品的曲饶性与工艺中的橡胶粘合性。从而能把成品的抗拉强度大大提高。这两种方法创新使环保型密封板性能大大提高，接近了原石棉板的性能。在硫化体系上，常规采用硫磺加噻唑类与胍类并用促进硫化，用有机活性剂进行活化，这样在配比时精准要求高，硫化程序复杂，在交连反应时还会受环境因素的影响很多，所生产的产品质量很不稳定，工艺控制难度高，氟胶硫化体系比较简单。一般常用的N，N-双亚肉桂基1，6-已二胺一种就可以适用，并能得到很好硫化交连密度。另外在做氟胶硫化配方我们加入金属氧化物作为吸酸剂，来中和硫化过程中析出的氟化氢，赋予产品较好的热稳定性，配料中呈碱性愈强则所得到的交连密度越高。这就是我们的创新配方简捷，不繁杂，在生产程序上更好的控制。

本发明还对溶剂泡胶浸料进行改进。传统工艺都是用溶剂油或苯油，先将胶片软化，再放入配料中搅拌。等胶分散均匀了，再加入溶剂或苯油继续搅拌。最后由高速搅拌中的生热使的溶剂油或苯油气化。浸入料子里面，让胶与大料充份溶合，变成泥状的柔软的料子供成张环节使用。这种工艺，要两次加入溶剂的过程，气化后的溶剂和苯油很容易向环境中挥发，造成环境污染和人体伤害。由于氟橡胶对这两种溶剂没有溶解溶涨反应，我们用乙酸乙脂直接对氟橡胶溶化制成乳液，直接加入料子里低速搅拌，制成糊状，这种工艺搅拌不生热，溶剂不气化，对环境没有溢散的后果。在成张时的溶剂回收方面，乙酸乙脂的蒸馏点为60～70度，溶剂油和苯油的蒸馏点是95～115度，显然用乙酸乙脂作为浸胶溶剂回收的更辙底，在产品中没有一点残留。在整个生产过程中不用很高的温度，对安全生产很有意义，同时节约了大量的能耗。

作为优选，所述的制备出来的100%无石棉环保型密封板的横向拉伸强度为7-15MPa。

作为优选，所述的制备出来的100%无石棉环保型密封板的比重为1.6-1.8g/cm³。

作为优选，所述的制备出来的100%无石棉环保型密封板的压缩率为8-20%，回弹率为40-55%。

作为优选，所述的制备出来的100%无石棉环保型密封板的泄漏率为0.4×10^-4-1.0×10^-3。

作为优选，所述的制备出来的100%无石棉环保型密封板的最高温度为≤200-250℃，持续使用温度为≤150-200℃。

因此，本发明是石棉橡胶板（垫）真正的替代品，其不仅具有各种非石棉板垫的优良特性，同时也解决非石棉板（垫）的一些不足之处，确保产品符合国内外100%不含石棉的环保要求，保证了产品泄漏率、强度、压缩及回弹率等指标符合优异密封性能要求。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本例的一种100%无石棉环保型密封板，其组成及质量百分比为：氟橡胶20%，人造无石棉矿物纤维25%，增强纤维（1414芳纶）5%，填料（煅烧高岭土与轻钙的组合）48%、硫化助剂（3#硫化剂、氧化镁、防老剂）2%。

一种100%无石棉环保型密封板的制备方法，其方法包括以下步骤：

a．将氟橡胶进行塑炼和浸泡，对增强纤维进行开松，其中浸泡是用乙酸乙脂对氟橡胶溶化制成乳液，即可直接加入料子里低速搅拌，配比是将质量百分比20%的氟橡胶制成乳液、质量百分比25%的人造无石棉矿物纤维、质量百分比5%的增强纤维、质量百分比48%的填料、质量百分比2%的硫化助剂进行混合，并加一些溶剂油从中调和；

c．将板材进行切边后即出成品100%无石棉环保型密封板。

制备出来的100%无石棉环保型密封板的颜色为绿白色，其横向拉伸强度为7MPa，比重为1.8g/cm³，压缩率为8%，回弹率为55%，泄漏率为0.4×10^-4，最高温度为≤200℃，持续使用温度为≤150℃，石棉含量为0%。

实施例2：本例的一种100%无石棉环保型密封板，其组成及质量百分比为：氟橡胶15%，人造无石棉矿物纤维32%，增强纤维（1414芳纶）8%，填料（煅烧高岭土与二氧化硅的组合）43.5%、硫化助剂（3#硫化剂、氧化镁、防老剂）1.5%。

a．将氟橡胶进行塑炼和浸泡，对增强纤维进行开松，其中浸泡是用乙酸乙脂直接对氟橡胶溶化制成乳液，即可加入料子里低速搅拌，配方是将质量百分比15%的氟橡胶制成乳液、质量百分比32%的人造无石棉矿物纤维、质量百分比8%的增强纤维、质量百分比43.5%的填料、质量百分比1.5%的硫化助剂进行混合，并加一些溶剂油从中调和；

c．将板材进行切边后即出成品100%无石棉环保型密封板。

制备出来的100%无石棉环保型密封板的颜色为绿白色，其横向拉伸强度为11MPa，比重为1.7g/cm³，压缩率为14%，回弹率为47.5%，泄漏率为0.8×10^-3，最高温度为≤230℃，持续使用温度为≤180℃，石棉含量为0%。

实施例3：本例的一种100%无石棉环保型密封板，其组成及质量百分比为：氟橡胶10%，人造无石棉矿物纤维40%，增强纤维（1414芳纶纤维）13%，填料（煅烧高岭土与轻钙、二氧化硅的组合）36%、硫化助剂（3#硫化剂、氧化镁、防老剂）1%。

a．将氟橡胶进行塑炼和浸泡，对增强纤维进行开松，其中浸泡是用乙酸乙脂直接对氟橡胶溶化制成乳液，即可直接加入料子里低速搅拌，配方是将质量百分比10%的氟橡胶、质量百分比40%的人造无石棉矿物纤维、质量百分比13%的增强纤维、质量百分比36%的填料、质量百分比1%的硫化助剂进行混合，并加一些溶剂油从中调和；

c．将板材进行切边后即出成品100%无石棉环保型密封板。

制备出来的100%无石棉环保型密封板的颜色为绿白色，其横向拉伸强度为15MPa，比重为1.6g/cm³，压缩率为20%，回弹率为40%，泄漏率为1.0×10^-3，最高温度为≤250℃，持续使用温度为≤200℃，石棉含量为0%。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims

1.一种100%无石棉环保型密封板的制备方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤：

a．将氟橡胶进行塑炼和浸泡，对增强纤维进行开松，其中浸泡是用乙酸乙脂直接对氟橡胶溶化制成乳液，加入料子里低速搅拌，配方是将质量百分比10-20%的氟橡胶制成乳液、质量百分比25-40%的人造无石棉矿物纤维、质量百分比4-13%的增强纤维、质量百分比35-50%的填料、质量百分比0.5-2%的硫化助剂进行搅拌混合，并加溶剂油从中调和；其中配方投料时的顺序：依次加入芳纶纤维与芳砜纶纤维、填料、填充剂、橡胶配合剂、改性剂、硫化剂，最后加入弹性体黏合剂；

c．将板材进行切边后即出成品100%无石棉环保型密封板。

2.根据权利要求1所述的一种100%无石棉环保型密封板的制备方法，其特征在于所述的制备出来的100%无石棉环保型密封板的横向拉伸强度为7-15MPa。

3.根据权利要求1所述的一种100%无石棉环保型密封板的制备方法，其特征在于所述的制备出来的100%无石棉环保型密封板的比重为1.6-1.8g/cm³。

4.根据权利要求1所述的一种100%无石棉环保型密封板的制备方法，其特征在于所述的制备出来的100%无石棉环保型密封板的压缩率为8-20%，回弹率为40-55%。

5.根据权利要求1所述的一种100%无石棉环保型密封板的制备方法，其特征在于所述的制备出来的100%无石棉环保型密封板的泄漏率为0.4×10^-4-1.0×10^-3。

6.根据权利要求1所述的一种100%无石棉环保型密封板的制备方法，其特征在于所述的制备出来的100%无石棉环保型密封板的最高温度为≤250℃，持续使用温度为≤200℃。