[發明專利]無石棉靜密封材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310101919.5
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103146346A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 梁永久;劉永然;董德文;馮美蘭
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所;江門市本和機車配件實業有限公司
• 主分類號: C09K3/10
• 分類號: C09K3/10;C08L9/02;C08L11/00;C08L7/00;C08L9/06;C08L23/20;C08L27/12;C08L83/04;C08L77/10;C08J5/06;C08K13/02;C08K3/36;C08K3/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術領域

本發明涉及密封材料技術領域，特別涉及一種無石棉靜密封材料及其制備方法。

背景技術

密封是防止流體或固體顆粒從相鄰結合面間泄露，以及防止外界雜質侵入機器設備內部的零部件或措施，可分為靜密封和動密封。其中，靜密封是指密封部位沒有相對運動，用于固定件之間的密封。隨著我國工業的高速發展，現代密封行業對密封材料的可靠性要求越來越高。在密封行業，特別是非金屬密封材料領域，石棉配合橡膠制備的密封材料長期以來被廣泛應用，并為密封行業的發展做出了巨大的貢獻。然而，隨著人類對環境保護與安全意識的增強，石棉對環境存在污染以及對人體有危害逐漸成為社會共識，世界各國對石棉及其制品的使用做出了嚴格的限制。

隨著國內與國際大環境的不斷接軌，其中的無石棉密封材料已經越來越被各個工業行業認可和接受。現有技術公開了多種無石棉密封材料，如公開號為CN1844291A的中國專利文獻公開了一種無石棉靜密封材料，其由以下重量配比的原料制成：15%～30%的橡膠、4%～10%的配合劑、30%～50%的輔料、15%～40%的增強材料和1%～3%的有機硅防粘劑，其中，所述配合劑是硫化劑、防老劑、促進劑、穩定劑、防腐劑和氧化鋅中的兩種或兩種以上的混合物，所述輔料是硅灰石、高嶺土、氣相法二氧化硅、硫酸鋇、凹凸棒粉料和膨潤土粉料中的一種或兩種以上的混合物，所述增強材料使多種非石棉纖維材料、云母、石墨和蛭石中的一種或兩種以上的混合物。

上述無石棉靜密封材料具有在加工過程中不用石棉纖維等污染性材料的特點，無毒無污染。但是，上述無石棉靜密封材料的力學性能較差，不利于其應用。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明提供一種無石棉靜密封材料及其制備方法，該無石棉靜密封材料具有較好的力學性能。

本發明提供一種無石棉靜密封材料，由原料混合物經混煉制得，所述原料混合物包含：

21wt%～40wt%的橡膠；

3wt%～7wt%的硫化劑；

2wt%～10wt%的配合劑；

2wt%～7wt%的白炭黑；

5wt%～10wt%的高嶺土；

8wt%～16wt%的云母粉；

11wt%～30wt%的改性芳綸纖維，所述改性芳綸纖維由以下方法制得：

將芳綸纖維表面涂覆硅烷偶聯劑溶液或分散液，然后在接觸空氣的條件下進行干燥，得到改性芳綸纖維；

所述硅烷偶聯劑具有式（I）結構：

其中，n為2或4；R₁、R₂和R₃獨立地選自碳原子數為1～5的烷基。

優選的，所述硅烷偶聯劑溶液由所述硅烷偶聯劑溶解在第一有機溶劑中得到，所述第一有機溶劑為乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、丙酮、丁酮或1,4-二氧六環；所述硅烷偶聯劑在硅烷偶聯劑溶液中的質量濃度為1%～10%。

優選的，所述硅烷偶聯劑分散液由所述硅烷偶聯劑在聚乙烯醇的存在下乳化分散在水中得到。

優選的，所述改性芳綸纖維由有機硅表面活性劑與聚氧化乙烯混合溶液或分散液進行分散，所述有機硅表面活性劑具有式（II）結構：

[(R₃N)_mSiR¹_4-m]X???（II）；

其中，m為1、2或3；R和R¹獨立地選自碳原子數為1～5的烷基；X為鹵離子。

優選的，所述有機硅表面活性劑與聚氧化乙烯混合溶液由所述有機硅表面活性劑與聚氧化乙烯溶解在第二有機溶劑中得到，所述第二有機溶劑為苯、丙酮、四氧化碳、二甲苯或甲苯，所述有機硅表面活性劑與聚氧化乙烯在有機硅表面活性劑與聚氧化乙烯混合溶液中的質量濃度為0.1%～1%。

優選的，所述有機硅表面活性劑與聚氧化乙烯分散液由所述有機硅表面活性劑與聚氧化乙烯在聚乙烯醇的存在下乳化分散在水中得到。

優選的，所述橡膠為丁腈橡膠、氯丁橡膠、天然橡膠、丁苯橡膠、聚異丁橡膠、氟橡膠和硅橡膠中的一種或多種。

優選的，所述硫化劑為硫磺、過氧化苯甲酰、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯或馬來酰亞胺衍生物。

優選的，所述配合劑為防老劑、促進劑、穩定劑、防腐劑和氧化鋅中的至少兩種。

本發明提供一種無石棉靜密封材料的制備方法，包括：

將原料混合物進行混煉，得到無石棉靜密封材料，所述原料混合物包含：

21wt%～40wt%的橡膠；