[发明专利]一种亲水柔性石墨复合密封材料制备方法

说明书

本发明涉及一种亲水柔性石墨复合密封材料制备方法。本发明首先配制聚乙烯醇溶液，柔性石墨与聚乙烯醇溶液混合均匀，然后，加入脲醛树脂作为交联剂。之后烘干，再分散于水中制成亲水柔性石墨溶液。再将植物纤维、芳纶纤维、矿物纤维混合疏解，加入亲水柔性石墨溶液、硅藻土和碳酸钙混合均匀；配上硫酸铝、丁苯胶乳、硫磺分散体、CPAM和膨润土充分搅拌并分散均匀，最后经抄造、压榨、干燥、硫化，制得亲水柔性石墨复合密封材料。本发明通过在柔性石墨表面包覆聚乙烯醇引入大量羟基，增加了其亲水性，然后，加入脲醛树脂交联剂，增强其与其他原料的结合能力，最终制备出质地均匀的密封材料，提高了密封材料的压缩回弹性能，增强了产品的密封性。

技术领域

本发明属于橡胶工业与造纸工业的交叉领域，涉及一种亲水柔性石墨复合密封材料制备方法。

背景技术

橡胶密封材料主要以橡胶为基本原料，配合其他材料制造而成，主要用于防止液体、流体从机械部位或仪表部件泄露。还防止部件的内界、外界的交流，如泥沙、尘土、空气等进入密封机构内部，起到完全阻遏的作用。石棉纤维在橡胶密封材料中具有优良的性能，原本是制备橡胶密封材料主要纤维原料，但是由于它致癌对人体造成伤害，所以近年来已禁止使用。柔性石墨（也叫膨胀石墨）拥有疏松多孔的结构特征，故其具备了质地柔软、良好的压缩回弹性、耐辐射、抗氧化性等性能。我国石墨资源丰富，柔性石墨的研制发展较为迅速，在取代石棉方面有巨大的潜力。目前柔性石墨复合密封板材具有耐高温、耐腐蚀、压缩回弹性好、不渗透性等优点，已广泛应用于各种静密封和动密封中。

虽然柔性石墨复合密封板材具有优良的性能，但是在胶乳抄造法中柔性石墨并不能完全发挥它的优良性能，导致密封材料性能不佳。由于石墨表面的矿化度很高，它既不是亲油性物质，也不是亲水性物质。柔性石墨由天然石墨经插层高温膨胀得来，故继承了石墨的不亲水性，而且还拥有本身疏松多孔的低密度性。所以柔性石墨加入到胶乳抄取法中因疏水、低密度的特征从而一直漂浮在水中，无法和混合纤维、填料及其它助剂结合。密封材料抄取成型后，柔性石墨分布不均匀，一面拥有大量柔性石墨，另一面几乎不存在柔性石墨，从而导致密封材料的性能达不到要求。在实际应用中柔性石墨密封材料的密封性能不合格，需要增加密封材料的均匀度。

发明内容

针对目前柔性石墨疏水、密度低、无法和混合纤维、填料及其它助剂结合、密封材料加工成型后柔性石墨分布不均匀的问题。本发明提出了一种亲水柔性石墨添加到密封材料的制备方法，改善柔性石墨的亲水性，提高柔性石墨复合密封材料均匀度，增强密封材料的密封性能。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：

一种亲水柔性石墨复合密封材料制备方法，具体：

首先，在烧杯中配制2%-5%浓度的聚乙烯醇溶液，温度保持在30℃-50℃。将柔性石墨与聚乙烯醇按质量比为1:0.5-2.5混合均匀，然后，加入相对于聚乙烯醇质量为5%-20%的脲醛树脂，搅拌5-30min。放在50℃-105℃烘箱中烘干，制得亲水性柔性石墨。将亲水柔性石墨分散于15℃-40℃水中，搅拌5-15min，制得浓度为3%-10%的亲水柔性石墨溶液，备用。

然后，取植物纤维的质量占相对于总绝干量百分比的6%-14%，加入芳纶纤维的质量占比5%-12%，加入矿物纤维的质量占比2%-6%，然后混合疏解，疏解时间为5-15min。加入总绝干质量20%-60%的亲水柔性石墨溶液作为填料，再加入占总绝干质量5%-15%硅藻土、占总绝干质量10%-40%碳酸钙，将填料搅拌均匀。之后加入相对于总绝干量3%-15%的硫酸铝和相对于总绝干量10%-20%的丁苯胶乳，搅拌使纤维、填料、胶乳分散均匀。加入相对于总绝干量0.5%-2%的硫磺分散体，总绝干纤维的质量百分比0.05%-0.2%的阳离子聚丙烯酰胺，疏解1-3min；加入相对于总绝干纤维的质量百分比0.1%-0.5%的膨润土，搅拌使其混合均匀。