[發(fā)明專利]一種復合密封材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510087603.4
• 申請日: 2015-02-26
• 公開（公告）號: CN104647832A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 鄭楠;劉杰;張迎軍;李冠
• 申請（專利權）人: 陜西理工學院;江西福思特新材料有限公司
• 主分類號: B32B15/06
• 分類號: B32B15/06;B32B25/04;B32B25/14;B32B27/06;B32B27/30;B32B7/12;B32B37/02;B32B37/06;C09D109/02;C09D161/06;C09D127/12;C09D127/18
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發(fā)明屬于化學材料技術領域。涉及一種復合密封材料及其制備方法，尤其涉及一種用于機動車、石油化工、航空、機械制造等行業(yè)中端面密封的復合密封材料及其制備方法。

背景技術

目前機動車、石油化工、航空、機械制造等行業(yè)由于特殊的工作環(huán)境，對端面密封材料的要求也較為嚴苛。密封端面形狀復雜，粗糙度大，可能存在氣孔、砂眼、裂紋等缺陷，而且密封端面材料剛度較低，因此選用的密封材料必須具備高壓縮回彈性才能確保密封的要求。同時，密封材料通常工作在振動和溫度波動的環(huán)境中，為了延長密封材料的使用壽命，對其抗蠕變松弛能力的要求也越發(fā)嚴格。再次，密封材料長期工作在流體環(huán)境中，其致密性必須優(yōu)良才能抵御滲漏或泄漏的發(fā)生。近年來，常用的密封材料主要有石棉復合板、石墨復合板、橡膠金屬復合板。對于石棉復合板、石墨復合板，由于其致癌、強度差、易破損等原因逐漸被橡膠金屬復合板所替代。但是，橡膠金屬復合板雖然相對于石棉復合板、石墨復合板有較高的應用價值，但是也出現(xiàn)了一些技術問題，如隔熱性不理想，橡膠層易破損，使用壽命不長等，對其應用造成一定制約。橡膠金屬復合板是以金屬薄板為基材，在其兩面或單面涂覆一定厚度的橡膠涂層而制得，其中橡膠涂層可以是發(fā)泡涂層也可以是未發(fā)泡涂層。橡膠涂層和金屬復合后的橡膠金屬復合板，橡膠涂層以丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、氟橡膠等為原料，利用上述橡膠的耐熱、耐油、耐老化、高彈性等特性以及金屬的高強度，在密封領域發(fā)揮著較好的密封作用。對于未發(fā)泡橡膠涂層和金屬復合后的橡膠金屬復合板，涂層較薄，一般為0.02～0.03mm，只適用于粗糙度小和高面壓的密封端面，對于粗糙度高和低面壓的密封端面則密封性能不佳，同時由于厚度較小，使得減震和隔熱性能也受到很大的影響。雖然少數(shù)國外廠家生產的特殊品種涂層厚度能達到0.06～0.1mm，但是其施工困難，成本頗高。對于發(fā)泡橡膠涂層和金屬復合后的發(fā)泡橡膠金屬復合板，發(fā)泡橡膠涂層具有氣孔結構，厚度較厚，很大程度上彌補了未發(fā)泡橡膠涂層金屬復合板的不足，同等壓力條件下壓縮率顯著增大，減震、隔熱性能增加，但是橡膠經發(fā)泡后強度明顯降低，發(fā)泡涂層易破損，耐磨性差，影響了發(fā)泡橡膠金屬復合板的使用壽命，另外發(fā)泡橡膠涂層表面較粗糙，致密性差，導致涂層的耐腐蝕性能變差，高壓工況下的密封性能顯著下降。再次，兩種單一橡膠金屬復合板，即橡膠金屬復合板和發(fā)泡橡膠金屬復合板，因橡膠長期處于高溫環(huán)境，易老化，與周圍部件易發(fā)生粘連，導致破損及拆機時的損壞，難以再次利用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種復合密封材料，它是以金屬為基材，在基材上覆著粘接涂層、發(fā)泡橡膠涂層、橡膠涂層、樹脂涂層所形成的多層結構復合材料，旨在解決現(xiàn)有技術密封材料壓縮回彈性、減震隔熱性差，強度低，易腐蝕，易粘連，密封效果不佳等技術問題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種復合密封材料的制備方法。

本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的，復合密封材料包括最里層的金屬基材、金屬基材表面的粘接涂層、粘接涂層上的發(fā)泡橡膠涂層、發(fā)泡橡膠涂層上的橡膠涂層，以及最外層的樹脂涂層。

所述粘接涂層為橡膠金屬粘結劑固化層。

優(yōu)選地，所述橡膠金屬粘接劑為開姆洛克（Chemlok）220或205。

所述發(fā)泡橡膠涂層的主要組成及重量份數(shù)為：丁腈橡膠100份、酚醛樹脂30～50份、炭黑30～60份、氧化鋅3～6份、過氧化二異丙苯（DCP）2～3份、發(fā)泡劑5～15份、發(fā)泡助劑3～10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體（RD）1份、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）5～15份。

優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺（AC）或二亞硝基五次甲基四胺（H），所述發(fā)泡助劑為尿素或水楊酸。

優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺，發(fā)泡助劑為尿素。

優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為二亞硝基五次甲基四胺，發(fā)泡助劑為水楊酸。

優(yōu)選地，所述硫化促進劑為N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺（CZ）和二硫化四甲基秋蘭姆（TMTD）。

所述發(fā)泡橡膠涂層中存在閉孔型微孔，微孔直徑為0.05～0.15?mm。

所述發(fā)泡橡膠涂層厚度為0.2～0.4mm。

所述橡膠涂層的主要組成及重量份數(shù)為：丁腈橡膠100份、酚醛樹脂50～80份、炭黑20～50份、氧化鋅3～6份、硫黃1～3份、硫化促進劑1～2.5份、2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體（RD）1份、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）5～15份。

所述樹脂涂層主要組成和質量百分數(shù)為氟碳樹脂55～65%、聚四氟乙烯32～42%、分散劑2.5～3.5%。