[發明專利]一種鱗片石墨復合密封板及制造方法

有效

• 申請號: 201310563783.X
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN104033607A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 吳海華;李廳;黃川;劉富林
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: F16J15/10
• 分類號: F16J15/10;B28B1/16;B28B3/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明涉及一種鱗片石墨復合密封板及其制造方法。屬于非金屬材料成形制造技術領域，具體為細鱗片石墨漿料的制備、溶劑的去除、熱壓固化成型等多個工藝環節。

背景技術

傳統的密封板大多由石棉、橡膠、金屬、聚四氟乙烯等材料制成，由于材料自身的缺陷，所制成的密封板不能滿足惡劣的工作環境以及密封性能需要。柔性石墨板密封性能佳，能夠適應多種苛刻的工作環境而倍受青睞，但由于膨化處理致使硫、氯等有害元素含量較高，不可避免地對密封部位造成電偶腐蝕，此外，柔性石墨密封板生產成本偏高。細鱗片石墨具有高的導熱率、低的摩擦系數、低的線膨脹系數、高的耐熱性、高的耐熱震性、良好的化學穩定性、良好的耐腐蝕性等諸多優點，但其缺點是氣密性差、成形工藝性不佳，這極大地限制了其開發與利用，目前主要作為石墨坩堝、石墨皿、潤滑劑、涂料等低附加值的工業產品原材料，經濟利用價值低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鱗片石墨復合密封板及制造方法，經細化鱗片石墨漿料的制備，去溶劑，熱壓固化形成具有回彈率高，壓縮率高，耐腐蝕，抗拉強度強的復合密封板。

鑒于細鱗片石墨具有良好的化學穩定性、耐熱性和耐腐蝕性等特性，酚醛樹脂具有優良的力學性能、耐酸性能、高的粘附性、電絕緣性能、化學穩定性、熱穩定性等特性，聚乙烯醇縮丁醛具有良好的抗張強度、撕裂強度、耐磨強度、彈性和可撓性等特性，增塑劑作為一種廣泛使用的高分子材料助劑，可以增強原材料的柔韌性和成型性，本發明先將上述四種材料在溶劑的作用下均勻混合，獲得流動性良好的細鱗片石墨漿料，再將其均勻覆蓋在增強基材上，待去除溶劑、熱壓固化成型后，獲得一種三明治式復合結構細鱗片石墨復合密封板，如圖1所示。

本發明是這樣實現上述目的的：

（1）鱗片石墨漿料制備

制備流動性良好的細鱗片石墨漿料。該石墨漿料的質量份數組成為：細鱗片石墨粉末20~60份、有機粘結劑15~40份、增塑劑0.5~3.0份、溶劑30~70份；

上述有機粘結劑為：聚乙烯醇縮丁醛粉末和液態酚醛樹脂混合物，聚乙烯醇縮丁醛粉末和液態酚醛樹脂混合質量比為1:0.25-2。

上述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、癸二酸二丁酯(DBS)和癸二酸二辛酯(DOS)等其中一種或幾種的組合。

上述溶劑為無水乙醇，丙酮，正丙醇和乙酮等其中一種或幾種的組合。

????按照上述比例，在溶劑中加入聚乙烯醇縮丁醛粉末，攪拌使之完全溶解，再依次加入液態酚醛樹脂、增塑劑和細鱗片石墨粉末，充分攪拌，混合均勻制成石墨料漿。

（2）灌漿成形

????將鱗片石墨漿料直接倒入到模具型腔中，邊倒入邊輕微振動模具，使細鱗片石墨漿料快速流平，在倒入細鱗片石墨漿料之前把增強基材固定在模具中。

（3）溶劑去除

可采用以下加熱的方式或其組合方式除去細鱗片石墨漿料中溶劑，如恒溫鼓風干燥，箱式電阻加熱爐，微波加熱，紅外線加熱等，直至除去細鱗片石墨漿料中溶劑為止。

所述的采取分階段、先慢后快方式去除鱗片石墨漿料中溶劑，具體為：恒溫鼓風干燥過程中，第一階段在50℃恒溫下干燥5-6h，第二階段在70℃恒溫下干燥2-3h，第三階段在80℃恒溫下干燥1-2h；微波加熱分兩個階段干燥，第一階段微波爐功率為480W干燥30-45min，第二階段微波爐功率為640W干燥20-28min。

（4）熱壓固化成型

將已除去溶劑的細鱗片石墨漿料放在壓模機上進行熱壓固化成型，其熱壓固化成形工藝參數為：熱壓溫度120~160℃、熱壓壓力5~30MPa、熱壓固化時間30~60min，最后脫模即得到形狀完整具有高的回彈率、高的壓縮率、高的抗拉強度、良好的耐腐蝕性的細鱗片石墨復合密封板，結果見表1。

表1?鱗片石墨復合密封板的性能指標。