[发明专利]一种高碳化纤维编织填料的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种编织填料的制备方法，具体涉及一种高温碳化纤维编织填料的制备方法。

背景技术：

在工业设备中有很多的节流、给排装置，如高温泵、高压往复泵、高温高压阀门等。这些装置的工作部位都要求有很好的密封性，以防止内部介质向外泄漏，而运动部位的密封往往最容易泄漏，特别是在一些恶劣的工况条件下更为明显。在工业生产中有60％以上的事故与设备密封不严造成的内部介质泄漏有关。特别是在高温、高压、高转速，腐蚀性强等复杂工况条件下的动态密封，很难找到一个理想的填料产品，来保证我们设备高效运行，能用什么样的密封填料来满足这些恶劣工况条件下密封的要求？

中国专利公开了一种生产柔性石墨编织填料的方法(授权公告号：CN1033916C)，其步骤为：1、用石墨蠕虫压制成石墨带材：其中的石墨蠕虫是以天然磷片石墨或粉墨为原料，经强酸性氧化处理使之成为石墨层间化合物后，水洗干燥再经高温瞬间膨胀成石墨蠕虫；它包括把从料斗中落下的石墨蠕虫通过装在循环的传送带的带面上、下的对压辊进行初步压制成型和对初成型的石墨带材再次进行压辊中压薄；此时可往石墨蠕虫原料中掺入丙烯酸酯粘合剂；2、给增强材料挂胶；其中的增强材料的形状可以为线状或编织网状或薄片状，增强材料可选自丝线、金属丝、碳纤维；增强材料所挂的胶可采用丙烯酸酯水溶性聚合物；增强材料挂胶的方法是让增强材料从含有胶液的两个对滚的海棉辊中穿过，这样易控制挂胶量及均匀度；3、在成型的石墨带的一边复合上增强材料；对于丝线状的增强材料，石墨带得到了纵向分布的“加强筋”；4、烘干：烘干温度为180℃-260℃；5.在复合有增强材料的石墨带的另一边，在压制成一层石墨蠕虫；进入此步骤前，增强材料与石墨带之间并未十分贴合，从二次料斗加下的石墨蠕虫落到传送着的带材上，依增强材料与石墨带之间未粘合的“粗糙”面通过复合压辊再复合上一层石墨蠕虫，使之结合强度更高；6、裁切成型的石墨与增强材料的复合层带；最终成型的复合石墨带材进入破带机构，裁切成所需要的细带，盘绕在绕盘机构上；7、卷制或拧合：把细带经螺旋卷制单股或多股拧合，在此过程中，可在其中心加入金属丝线或非金属丝线或其任意组合；8、编织和最终填料的整形和表面的处理，经过拧捻成的细线再经套编、重复编、格子编、穿心编等各种编织而加工成具有良好柔软性的膨胀石墨盘根，最终加以整形和表面处理即得成品。

但使用这种制备方法制备出来的产品以及现今的石墨编织填料中，在高压、高速转动时，由于材质本身制造工艺连续性不好，抗拉强度做不高，使用中易冲刷，高压高速下寿命很短，需要频繁更换，致使设备经常停机待检，影响生产正常运行。还有一些强度比较好的材料如芳纶、聚四氟乙烯纤维等，这类材料本身不具有导电、导热性能，在高压、高温、高速的工况下使用时，由于旋转运动产生的摩擦热能，无法被传导出去，因而会产生过热、烧损、就很容易产生介质泄漏，常常造成了工艺停车，给生产经济带来了很多损失。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高碳化纤维编织填料的制备方法，它解决现有技术所存在的由于材质本身制造工艺连续性不好，抗拉强度做不高，使用中易冲刷，高压高速下寿命很短，需要频繁更换，致使设备经常停机待检，影响生产正常运行的问题；、还解决了强度比较好的材料本身不具有导电、导热性能，在高压、高温、高速的工况条件下使用时，由于旋转运动产生的摩擦热能，无法被传导出去，因而会产生过热、烧损、就很容易发生介质泄漏，严重的会造成了工艺停车，给生产经济带来了很多损失等的技术问题。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它的制备方法为：1、将聚丙烯腈纤维束丝依次进行恒温放丝、多段预氧化、中温碳化、微氧碳腐法保护高温碳化：其中低段预氧238-280℃，中温碳化的温度为900-550℃：微氧碳蚀法用氮气做碳丝保护气体，并且高温碳化的温度为1450-1700℃；

2、将上一个步骤的产物进行上浆、收丝、得到碳纤维束丝；

3、浸渍液配比：将准纳米级石墨微粉，加松本KT1110、KT111A溶剂7-8％进行混合形成浸渍石墨配比溶液，准纳米级石墨微粉质量占浸渍石墨配比溶液质量的11-13％；

4、第一次浸渍：将碳好的纤维进行预处理，在编织前，对材料进行结构性填充；把碳纤维束丝筒固定在捻丝架上，将碳纤维束丝逐步通过石墨配比溶液浸渍，碳纤维束丝浸渍石墨配比液并同时进行加捻使石墨配比溶液充分浸入碳纤维束丝的空隙中，达到充分饱和，碳纤维束丝变成捻度105-120捻线，再进行合绳。