[发明专利]一种复合密封材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种密封材料及其制造方法，具体地说是一种非金属材料与金属或非金属复合所制成的密封材料及其制造方法。

背景技术

在各种机械、化工、冶金、交通和制药等装置和设备中，为了防制液体或气体等介质的泄漏，需要在设备或管道连接处提供密封件以确保连接无泄漏。为此，一般采用各种材料作为密封元件，常用的包括各种橡胶密封材料、柔性石墨材料、聚四氟乙烯材料以及各种金属-非金属复合材料。这些密封材料均具有一定的优缺点，如橡胶密封材料、聚四氟乙烯材料密封效果很好，但是抗蠕变松驰性能差，长期密封效果和使用寿命较差；柔性石墨密封效果和抗蠕变松驰效果较好，但是对介质和设备有一定的污染，且加工、安装不方便；现有的金属-非金属垫片一般具有较好的密封效果和使用寿命，但需要较高的密封比压，很难适用于机动车、设备、玻璃钢或塑料装置和管道的密封要求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种密封效果好、使用寿命长，具有一定重复使用性能的密封材料，特别适用于密封要求较高，但法兰密封表面质量较差，可提供的垫片比压较低的密封场合，如机动车、工业缝纫机、塑料及玻璃钢管道设备等的密封。

本发明还提供所述密封材料的制造方法。

本发明专利通过以下方案实现：一种复合密封材料，由芯板和复合于芯板两面的弹性膜层组成，芯板两面分别复合橡胶或塑料等非金属弹性材料，该弹性材料可以是一定厚度的膜层，该膜层主要是弹性发泡材料或非发泡材料。芯板表面需经过一定的表面处理，处理方法包括采用偶联剂、异氰酸酯类粘结剂或机械打毛等表面处理工艺以使芯板与弹性材料获得较好的结合力。

本发明包括：

1.以一定厚度的金属材料(包括不锈钢、碳钢、铜、铝合金等)或非金属材料(包括塑料、石棉橡胶板、特种纸板等)作为复合密封材料的芯板；

2.在芯板材料表面进行一定的化学或机械处理，对于金属芯板处理方式包括喷砂处理、化学活化处理、偶联剂处理、表面粘结剂处理等，较好的处理方法是表面喷砂处理与表面粘结剂处理的并用；对于非金属芯板可采用表面粘结剂处理，较好的处理用粘结剂主要是异氰酸酯类处理剂；

3.在芯板表面通过机械或化学方式复合一定厚度的弹性膜层，该膜层主要是弹性发泡材料或非发泡材料。该弹性膜层由弹性基体材料、无机填料、硫化剂、防老剂、增塑剂、促进剂、活性剂、发泡剂等，按一定比例混炼硫化而成，其组成及重量配比(以份计，在本发明中凡涉及配比均以重量配比份数计算)为：

a.弹性基体材料可以为丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚乙烯等；特别是丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶的一种或它们的混合物：40-70，优选55-65；

b.无机体质填料可以为碳黑、碳酸钙、滑石粉、氧化镁、硫酸钡的一种或它们的混合物：20-50，优选25-35；

c.硫化剂为硫或二硫化吗啡啉：0.03-0.1，优选0.05-0.08；

d.防老剂为N-苯基-β-萘胺(防老剂D)或N-苯基-N′-环己基对苯二胺(防老剂4010)中的一种或其混合物：0.05-0.6，优选0.2-0.5；

e.增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或磷酸三苯酯(TPP)：0.5-2.0，优选1.2-1.7；

f.硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆(促进剂TT)及N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂CZ)：0.1-0.8，优选0.2-0.5；

g.活性剂为氧化锌及硬脂酸(CH3(CH2)16COOH)：0.5-1.5，优选0.8-1.4；

h.发泡剂为发泡剂H或发泡剂AC等：0-7，优选1-5；

本发明的方案之一为：丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶的一种或它们的混合物：40-70，碳黑5-30，碳酸钙3-10，滑石粉2-10，氧化镁1-5，硫酸钡2-5，硫或二硫化吗啡啉：0.03-0.1，防老剂D或防老剂4010中的一种或其混合物：0.05-0.6，DBP或TPP 0.5-2.0，促进剂CZ 0.05-0.40，促进剂TT 0.05-0.40，氧化锌0.35-1.5，硬脂酸0.05-0.50，发泡剂H 0-7。