[實(shí)用新型]高溫介質(zhì)應(yīng)用的密封板墊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720038781.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206419122U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫李超;俞江帆;吳益民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江國(guó)泰蕭星密封材料股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02F11/00
• 分類(lèi)號(hào): F02F11/00
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司33109
• 代理人: 俞潤(rùn)體

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于密封材料與結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體是一種高溫介質(zhì)應(yīng)用的密封板墊。

背景技術(shù)

利用紙張壓制工藝成型出的片狀密封材料，在汽油和柴油引擎密封結(jié)構(gòu)中已經(jīng)使用多年。利用此類(lèi)方法生產(chǎn)的密封材料都是基于一種纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，常用的有石棉纖維和有機(jī)纖維。這些材料在制備成密封材料的工藝過(guò)程中，還要添加有機(jī)膠黏劑。隨著溫度的升高，這些有機(jī)膠黏劑揮發(fā)或收縮，使得密封材料內(nèi)部產(chǎn)生較多的孔隙，進(jìn)而影響其密封性能。有機(jī)膠黏劑的耐腐蝕效果也不理想，制約了此類(lèi)密封材料的使用范圍。柔性石墨材料的發(fā)展為取代石棉纖維提供了可能，其具有優(yōu)異的力學(xué)性能和可加工性能，并且不含有有機(jī)膠黏劑，可應(yīng)用于防腐工業(yè)中，然而，許多報(bào)道指出，隨著溫度的升高，柔性石墨（膨脹石墨）材料的密封性能逐漸降低。相關(guān)分析研究表明，柔性石墨墊片的密封失效是由于氧化造成的：一旦密封材料所處的環(huán)境含有氧氣，就會(huì)促成這種氧化的發(fā)生；起初發(fā)生于墊片的邊緣，隨后迅速擴(kuò)散至材料的絕大部分地方；氧化的程度是多樣的，并隨著溫度的升高導(dǎo)致材料的大量失重，最終形成失效。當(dāng)溫度超過(guò)400℃時(shí)，柔性石墨甚至僅能用作纏繞墊片填料使用，而無(wú)法單獨(dú)提供可靠的密封作用。即使添加一個(gè)具有抑制氧化功能的系統(tǒng)，也僅能推遲、而不是阻止氧化的發(fā)生。因此，有必要研發(fā)一種不會(huì)在使用環(huán)境中氧化失效的材質(zhì)，并配以合適的結(jié)構(gòu)，來(lái)制備密封材料。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，石墨類(lèi)材質(zhì)的密封材料在高溫環(huán)境下易失效，從而提供一種高溫介質(zhì)應(yīng)用的密封板墊，可以在材質(zhì)和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面提供穩(wěn)定的密封效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種高溫介質(zhì)應(yīng)用的密封板墊，包括蛭石板層，所述蛭石板層包括高密度蛭石板層和低密度蛭石板層；所述低密度蛭石板的層數(shù)為大于等于2的偶數(shù)，所述高密度蛭石板的層數(shù)比低密度蛭石板的層數(shù)少1層，且每一層高密度蛭石板層均夾持在兩層低密度蛭石板層之間。

本方案選用了蛭石作為密封材質(zhì)。蛭石是一種天然、無(wú)毒的礦物質(zhì)，在高溫作用下會(huì)膨脹的硅酸鹽礦物，其具有類(lèi)似柔性石墨的許多良好性能，同時(shí)抗氧化性能優(yōu)異。蛭石較為柔軟，其片狀結(jié)構(gòu)能在法蘭表面形成緊密的密封，并且具有較低的孔隙度，蛭石基耐高溫密封材料具有優(yōu)異的可加工性能，鑒于其較低的滲透率，密封材料在超過(guò)350℃時(shí)，依然具有良好的熱穩(wěn)定性。蛭石是一種具有2：1型結(jié)構(gòu)的層狀硅酸鹽礦物，兩層通常由Mg2+所連接，鋁氧八面體被安排并夾層于硅氧四面體之間，在蛭石的每一個(gè)重復(fù)單元之間的夾層區(qū)域均由水和可交換陽(yáng)離子所構(gòu)成，由于更多的水分子進(jìn)入到該結(jié)構(gòu)層，蛭石顆粒因此而膨脹，這種可膨脹性賦予了其優(yōu)異的密封性能。膨脹蛭石的制備主要通過(guò)兩種方法獲得，高溫法（Thermally Exfoliated Vermiculite，簡(jiǎn)稱TEV）是指蛭石顆粒通過(guò)高溫煅燒法使得層間水分子蒸發(fā)形成膨脹蛭石，化學(xué)法（Chemically Exfoliated Vermiculite，簡(jiǎn)稱CEV）制備膨脹蛭石是通過(guò)對(duì)蛭石顆粒進(jìn)行化學(xué)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。將TEV和CEV有機(jī)結(jié)合，能夠生產(chǎn)出類(lèi)似柔性石墨結(jié)構(gòu)、具有優(yōu)良密封性能的密封材料，高度分層的CEV意味著材料的良好可加工性能，同時(shí)良好的撓曲回彈性能賦予材料優(yōu)異的密封性能，蛭石基密封材料是完全不含硫的，其鹵素含量低于50PPM，使其能用于防腐工業(yè)，并減少水溶性氯離子的腐蝕，相關(guān)測(cè)試說(shuō)明，蛭石基密封材料具有優(yōu)異的壓縮回彈和密封性能，其高溫抗氧化性高，具有良好的密封可信度。蛭石板是用膨脹蛭石和一定劑量的黏合劑，經(jīng)過(guò)熱壓或是冷壓而制成的板材。本技術(shù)方案中將高密度蛭石板和低密度蛭石板在厚度方向上間隔排列，既充分利用了高密度蛭石板的密封性好的特點(diǎn)，又充分利用了低密度蛭石板補(bǔ)償性好、高溫下易膨脹的特點(diǎn)，將低密度蛭石板設(shè)置在密封板墊的兩端，直接接觸高溫介質(zhì)。

作為優(yōu)選，所述高密度蛭石板層的內(nèi)部在垂直于厚度的方向上布設(shè)有金屬網(wǎng)板，金屬網(wǎng)板上陣列的設(shè)有貫通的網(wǎng)孔。金屬網(wǎng)板可以作為高密度蛭石板層中的骨架材料，有助于密封板墊形成高強(qiáng)度的特性，還能形成不錯(cuò)的延展性，對(duì)優(yōu)化密封效果和適配效果都有幫助。

作為優(yōu)選，所述網(wǎng)孔的穿孔率為40%~60%。網(wǎng)孔將金屬網(wǎng)板兩側(cè)的高密度蛭石連通起來(lái)。網(wǎng)孔的穿孔率越大，連通效果越好，但金屬網(wǎng)板的支撐強(qiáng)度就會(huì)下降；網(wǎng)孔的穿孔率越小，則正相反。為在兩個(gè)指標(biāo)間求得平衡，推薦的穿孔率指標(biāo)為40%~60%。