一种硅铝酸盐复合橡胶密封材料制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硅铝酸盐复合橡胶密封材料制备方法。本发明专利技术首先向竹浆绿液添加铝盐，在水浴条件下反应，待反应结束后，滤出沉淀物，用清水反复洗涤至中性，最后用乙醇洗涤，烘干，得到硅铝酸盐粉末。然后将硅铝酸盐与聚丙烯酸钠混合配成硅铝酸盐悬浮液。将针叶木纤维、芳纶纤维、矿物纤维混合疏解后按先后顺序加入碳酸钙、硅藻土、硅铝酸盐悬浮液，并加入硫酸铝和丁苯胶乳以及硫磺分散体，用阳离子聚丙烯酰胺和膨润土调节浆料的滤水性能，在纸机上抄取成型，经压榨、干燥、硫化，得到硅铝酸盐复合橡胶密封材料。本发明专利技术中的硅铝酸盐能够很好的填充在纤维和胶乳形成的网络结构中，并与纤维、胶乳紧密结合，显著提高密封材料的压缩回弹性能。

Preparation of a Silicoaluminate Composite Rubber Sealing Material

【技术实现步骤摘要】
一种硅铝酸盐复合橡胶密封材料制备方法
本专利技术属于橡胶工业与造纸工业的交叉领域，涉及一种通过竹浆绿液除硅得到的硅铝酸盐复合橡胶密封材料制备方法。
技术介绍
密封材料是一种能够起到防止介质泄漏和侵入以及能防止相接触机械的冲击等，从而达到密封绝缘等作用的材料，广泛应用于飞机、轮船、火箭推进器及管道连接密封，是一类非常重要的材料。在非石棉橡胶密封材料中除无石棉纤维、胶乳和其它助剂外，另一主要组成成分就是各种填料，约为50％左右。橡胶密封材料中填料的作用在于改善板材性能，便于操作，大幅度降低材料成本。它们的性质和含量对垫片复合材料的生产工艺、最终性能以及产品成本有着直接的影响。填料对于密封材料性能的影响主要依靠其自身特性以及与其他材料（纤维、胶乳）结合形成复合材料所带有的特性。一般来说填料的选用原则如下：（1）填料中尽量不含杂质；（2）填料粒度尽可能小。（3）选用不含无机酸的填料，以避免延迟板材的硫化；（4）应严格控制填料水分含量。竹浆绿液由于硅含量很高，给绿液碱回收带来很大困扰，所以绿液除硅是必须要解决的问题。但是在除硅过程中产生的硅铝酸盐（即硅渣）大多企业选择堆放或者排放到环境中，造成不必要的环境污染，所以对这类废弃物回收利用很有必要。申请人发现通过竹浆绿液添加铝盐合成硅铝酸盐，得到的硅铝酸盐粒径小（在600nm左右），比表面积大，具有多孔结构，作为橡胶密封材料填料，能够很好地填充在纤维和胶乳形成的网络结构中，并与纤维、胶乳紧密结合，提高密封材料性能并赋予其特殊功能。根据这一思路，本专利技术通过绿液添加铝盐合成的硅铝酸盐作为主要填料，与纤维、胶乳等进行混合抄取，提高了密封材料性能，也实现了绿液除硅所得硅渣的回收利用。
技术实现思路
本专利技术提出了一种通过竹浆绿液添加铝盐合成硅铝酸盐，控制合成的工艺条件得到合适性能的硅铝酸盐，然后，应用到橡胶密封材料中改善密封材料性能。由于得到的硅铝酸盐粒径达到纳米级别，比表面积大，具有多孔结构，相对于其它普通填料，硅铝酸盐能够很好的填充在纤维和胶乳形成的网络结构中，并与纤维、胶乳紧密结合，能够显著提高密封材料的压缩回弹性能。本专利技术解决技术问题所采取的技术方案为：一种通过竹浆绿液添加铝盐合成的硅铝酸盐复合橡胶密封材料制备方法，具体：向竹浆绿液按硅铝摩尔比为1:0.5-2.5的比列添加一定量的铝盐（缓慢滴加，滴加速度1-3ml/min），水浴加热反应温度为25-90℃，反应过程中用搅拌器持续搅拌，搅拌速度200-600r/min，搅拌时间10-30min。反应结束后，滤出沉淀物，用清水反复洗涤至中性，最后用乙醇洗涤，烘干后得到硅铝酸盐粉末。将制得的硅铝酸盐加入水中，加入相对于硅铝酸盐质量比为0.5%-3%的聚丙烯酸钠分散剂，超声搅拌3-10min，制成质量浓度为5%-15%的硅铝酸盐悬浮液。取相对于总原料的质量百分比6%-15%的漂白针叶木纤维，加入相对于总原料的质量百分比6%-15%的芳纶纤维，加入相对于总原料的质量百分比5%-10%的矿物纤维，然后混合后疏解。按先后顺序加入相对于总原料的质量百分比10%-30%的碳酸钙、5%的硅藻土、相对于总原料的质量百分比10%-30%的硅铝酸盐悬浮液作为填料；相对于总原料的质量百分比3%-15%的絮凝剂和相对于总原料的质量百分比10%-25%的胶黏剂，搅拌均匀，使混合纤维及填料分散的同时适当絮凝。加入相对于总原料的质量百分比0.5%-2%的硫磺分散体，搅拌均匀，加入相对于总原料的质量百分比0.05%-0.2%的阳离子聚丙烯酰胺，疏解；加入相对于总原料的质量百分比0.1%-0.5%的膨润土，充分搅拌使各组分混合均匀。然后经纸机抄取成型，压榨，干燥，硫化（150℃，10MPa），得到500-2000g/m2定量的硅铝酸盐复合橡胶密封材料。本专利技术的有益效果：本专利技术通过竹浆绿液添加铝盐合成硅铝酸盐，得到硅铝酸盐主要是硅铝酸钠，具有粒径小，多孔结构，比表面积大，阻燃隔热等优点，能够有效的填充与胶乳纤维所形成的的网络结构中；并且其在水中具有良好的分散性能，能够与胶乳之间发生较强的氢键作用，从而提高密封材料的性能。在达到绿液除硅目的的同时，作为橡胶密封材料填料改善了橡胶密封材料的密封性能。此制备方法简便，得到的硅铝酸盐具有良好性能。应用到密封材料中，所制备出的硅铝酸盐复合密封材料质地均匀，具有高拉伸强度，高的压缩回弹性能，良好的密封性，并赋予某些特殊功能。附图说明图1是本专利技术一典型实施例的有效硅铝酸盐扫描电镜放大10000倍图；图2是本专利技术一典型实施例的有效硅铝酸盐扫描电镜放大30000倍图。具体实施方式本专利技术的原理：竹浆绿液由于硅含量很高，在除硅过程中产生的硅渣大多企业择地堆放或者排放到环境中，造成不必要的环境污染，所以对这类废弃物回收利用很有必要。本专利技术提出了一种通过竹浆绿液添加铝盐合成硅铝酸盐，控制合成的工艺条件得到合适性能的硅铝酸盐，实验发现，得到的硅铝酸盐粒径小，比表面积大，具有多孔结构，在水中具有良好的分散性能。作为填料应用到橡胶密封材料中，能够很好地填充在纤维和胶乳形成的网络中，与胶乳之间发生较强的氢键作用，最终使产品达到均一性要求，有效提高橡胶密封材料的压缩回弹性能。依据上述原理，本专利技术采取的技术方案为：首先，制备硅铝酸盐悬浮液：即向竹浆绿液按硅铝摩尔比为1:0.5-2.5的比列添加一定量的铝盐（滴加速度1-3ml/min），水浴加热反应温度在25-90℃，反应过程中用搅拌器持续搅拌，搅拌速度200-600r/min，搅拌时间10-30min。待反应结束后，滤出沉淀，用清水反复洗涤至pH为7-8，最后用乙醇洗涤，50℃下烘干得到硅铝酸盐粉末。然后加入水中，加入相对于硅铝酸盐质量比为0.5%-3%的聚丙烯酸钠分散剂，搅拌3-10min，制备成浓度为5%-15%的硅铝酸盐悬浮液。其次，将硅铝酸盐悬浮液作为填料加入混合纤维中，并按以下顺序加入各种原料和助剂：取6%-15%的漂白针叶木纤维（相对于总原料的质量百分比，以下其他物质的量也都是相对于总原料的质量百分比）、6%-15%的芳纶纤维、5%-10%的矿物纤维，混合疏解5-10min，按先后顺序加入10%-30%的碳酸钙、5%的硅藻土、10%-30%的硅铝酸盐悬浮，搅拌3-10min。然后加入絮凝剂硫酸铝和胶黏剂丁苯胶乳（边添加边搅拌），使混合纤维及填料分散的同时适当絮凝，其中絮凝剂用量为3%-15%，胶黏剂的用量为10%-25%，搅拌时间为3-10min。接着，加入0.5%-2%的硫磺分散体，搅拌1-5min后，加入阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）0.05%-0.2%，疏解3-10min，加入膨润土0.1%-0.5%，再搅拌1-5min，使其混合均匀，最后在纸机上抄取成型，压榨，干燥，硫化，得到500-2000g/m2定量的硅铝酸盐复合橡胶密封材料。以下给出本专利技术的实施例：实施例1第一步：向竹浆绿液按硅铝摩尔比为1:0.5的比列添加一定量的铝盐（滴加速度1ml/min）水浴加热反应温度在25℃，反应过程中用搅拌器持续搅拌，搅拌速度200r/min，搅拌时间10min。待反应结束后，滤出沉淀，用去清水反复洗涤至中性，最后用乙醇洗涤，50℃下烘干得到硅铝酸盐粉末，可见图1和图2。第二步：将制得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅铝酸盐复合橡胶密封材料制备方法，其特征在于该方法具体是：向竹浆绿液按硅铝摩尔比为1:0.5‑2.5的比列并按一定速度缓慢添加一定量的铝盐，水浴加热反应温度为25‑90℃，反应过程中用搅拌器持续搅拌，搅拌速度200‑600 r/min，搅拌时间10‑30 min；反应结束后，滤出沉淀物，用清水洗涤至中性，最后用乙醇洗涤，烘干后得到硅铝酸盐粉末；将所制得的硅铝酸盐加入水中，加入相对于硅铝酸盐质量比为0.5%‑3%的聚丙烯酸钠分散剂，超声搅拌3‑10 min，制成质量浓度为5%‑15%的硅铝酸盐悬浮液；取相对于总原料的质量百分比6%‑15%的漂白针叶木纤维、加入相对于总原料的质量百分比6%‑15%的芳纶纤维、加入相对于总原料的质量百分比5%‑10%的矿物纤维，然后混合后疏解；加入相对于总原料的质量百分比10%‑30%的碳酸钙、5%的硅藻土，接着加入相对于总原料的质量百分比10%‑30%的硅铝酸盐悬浮液作为填料，搅拌均匀；加入相对于总原料的质量百分比3%‑15%的絮凝剂和相对于总原料的质量百分比10%‑25%的胶黏剂，搅拌均匀，使混合纤维及填料分散的同时适当絮凝；加入相对于总原料的质量百分比0.5%‑2%的硫磺分散体，搅拌均匀，加入相对于总原料的质量百分比0.05%‑0.2%的阳离子聚丙烯酰胺，疏解；加入相对于总原料的质量百分比0.1%‑0.5%的膨润土，充分搅拌使各组分混合均匀；然后经纸机抄取成型，压榨，干燥，硫化，得到500‑2000 g/m...

【技术特征摘要】
1.一种硅铝酸盐复合橡胶密封材料制备方法，其特征在于该方法具体是：向竹浆绿液按硅铝摩尔比为1:0.5-2.5的比列并按一定速度缓慢添加一定量的铝盐，水浴加热反应温度为25-90℃，反应过程中用搅拌器持续搅拌，搅拌速度200-600r/min，搅拌时间10-30min；反应结束后，滤出沉淀物，用清水洗涤至中性，最后用乙醇洗涤，烘干后得到硅铝酸盐粉末；将所制得的硅铝酸盐加入水中，加入相对于硅铝酸盐质量比为0.5%-3%的聚丙烯酸钠分散剂，超声搅拌3-10min，制成质量浓度为5%-15%的硅铝酸盐悬浮液；取相对于总原料的质量百分比6%-15%的漂白针叶木纤维、加入相对于总原料的质量百分比6%-15%的芳纶纤维、加入相对于总原料的质量百分比5%-10%的矿物纤维，然后混合后疏解；加入相对于总原料的质量百分比1...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏新兴，曹煜成，黄善聪，潘娇静，王希运，胡京明，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33