一种改性碳纤维密封基材制造技术

本发明专利技术公开了一种改性碳纤维密封基材包括内心层和皮层，所述内心层由玻璃纤维、芳纶纤维、腈纶纤维按照2:1:1混纺制成的合股纱和金属丝组成；所述皮层为改性碳纤维。本发明专利技术的改性碳纤维密封基材能够有效的提高碳纤维的粘接强度，在使用本发明专利技术的改性碳纤维密封基材生产密封垫片等密封产品时，可获得耐磨损、耐腐蚀，且密封性能更强的密封产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碳纤维密封基材，尤其是涉及一种改性碳纤维密封基材。
技术介绍
软填料密封是在轴与壳体之间充填编织的软填料密封件，又称做盘根，通常由较柔软的线状物编织而成，通常截面积是正方形或长方形、圆形的条状物填充在密封腔体内,从而实现密封。填料密封最早是以棉麻等纤维塞在泄漏通道内来阻止液流泄漏，主要用作提水机械的轴封。由于填料来源广泛，加工容易，价格低廉，密封可靠，操作简单，所以沿用至今。如今盘根被广泛用于离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封、活塞泵、往复式压缩机、制冷机的往复运动轴封，以及各种阀门阀杆的旋动密封等。密封填料，通常由较柔软的线状物编织而成，通过截面积是正方形的条状物填充在密封腔体内,从而实现密封。在软填料密封材料中，石棉以其优异的综合性能和良好的可纺性，而具有较长的使用历史，但由于石棉又是一种危及人体健康和生态环境的产品，因而在世界范围内被禁用。因而，人们开发出了以石墨、各种纤维为主要材料，根据不同的要求，采用碳纤维、铜丝、304、316L、茵苛镍合金丝等材料加强。但是碳纤维质地轻、表面光滑，容易散丝，可纺性能较差。随着技术水平的发展，人们对与软填料密封材料的要求进一步提高，对耐酸碱腐蚀性、耐高温性能、耐疲劳性能、结构的稳定性和密封性要求进一步提高。为此需要开发轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构尺寸稳定性好的填料密封编织基材。并且含碳纤维的密封材料其在复合材料中的粘接强度较低，容易损坏，造成各种事故。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出创新方案，尤其是一种能够有效提高密封基材在生产密封产品过程中的结合率，提高密封产品的耐磨损、耐腐蚀性能的一种改性碳纤维密封基材。为解决上述问题，本专利技术采用的方案如下：一种改性碳纤维密封基材，其特征在于，包括内心层和皮层；内心层包括玻璃纤维、芳纶纤维、腈纶纤维按照2:1:1混纺制成的合股纱和金属丝；所述玻璃纤维放入酸性蚀刻液中浸润2-7分钟，进行表面处理；所述金属丝直径为0.1-0.3毫米；所述金属丝按照S50~S100的捻向捻度均匀地缠绕在合股纱的外侧；皮层为改性碳纤维；所述改性碳纤维由碳纤维浸入有机溶剂中7-15分钟，然后干燥除去溶剂，使得碳纤维表层覆上一层有机涂层，再进行气相氧化制得；改性碳纤维按照S60~S80的捻向捻度均匀地缠绕在金属丝和合股纱的外侧。进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维密封基材，所述金属丝的直径为0.1毫米。进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维密封基材，所述酸性蚀刻液为浓度为15%的KClO3和浓度为40%的H2SO4的混合液。进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维密封基材，所述有机涂层为酚醛树脂或PVA或中间相沥青或脂肪烃或芳烃。进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维密封基材，所述玻璃纤维放入酸性蚀刻液中浸润的时间为7分钟。进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维密封基材，所述碳纤维浸入有机溶剂中的时间为15分钟。本专利技术的技术效果如下：本专利技术的改性碳纤维密封基材包括内心层和皮层，所述内心层由玻璃纤维、芳纶纤维、腈纶纤维按照2:1:1混纺制成的合股纱和金属丝组成；所述皮层为改性碳纤维。本专利技术的改性碳纤维密封基材能够有效的提高碳纤维的粘接强度，在使用本专利技术的改性碳纤维密封基材生产密封垫片等密封产品时，可获得耐磨损、耐腐蚀，且密封性能更强的密封产品。本专利技术的玻璃纤维用酸性蚀刻液进行了表面处理，使得玻璃纤维表面的碱金属的氧化物如Al2O3、MgO、Na2O等反应生成可溶的碱金属盐，在玻璃纤维表面形成大量的Si-OH键，待玻璃纤维与基体进行复合时，一些高聚物的链段进入到空穴中，起到类似锚固作用，增加了玻璃纤维与聚合物截面之间的结合力，同时在增加玻璃纤维表面反应性硅烷醇的数量。本专利技术的碳纤维首先浸泡于有机溶剂中，使之覆上一层有机涂层，再干燥除去溶剂，在100-1000摄氏度下，气相氧化10-600秒制备成高拉伸强度碳纤维，涂层材料可选酚醛树脂、PVA、中间相沥青、脂肪烃、芳烃等。经过气相氧化处理后，碳纤维表面的极性官能团如-OH含量增加，复合材料中的碳纤维的粘接强度能显著提高。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1：一种改性碳纤维密封基材，包括内心层和皮层；内心层包括玻璃纤维、芳纶纤维、腈纶纤维按照2:1:1混纺制成的合股纱和金属丝；所述玻璃纤维放入酸性蚀刻液中浸润7分钟，进行表面处理；所述金属丝直径为0.1毫米；所述金属丝按照S100的捻向捻度均匀地缠绕在合股纱的外侧；所述酸性蚀刻液为浓度为15%的KClO3和浓度为40%的H2SO4的混合液；皮层为改性碳纤维；所述改性碳纤维由碳纤维浸入有机溶剂中15分钟，然后干燥除去溶剂，使得碳纤维表层覆上一层有机涂层，再进行气相氧化制得；所述有机涂层为酚醛树脂或PVA或中间相沥青或脂肪烃或芳烃；所述改性碳纤维按照S80的捻向捻度均匀地缠绕在金属丝和合股纱的外侧。实施例2：一种改性碳纤维密封基材，包括内心层和皮层；内心层包括玻璃纤维、芳纶纤维、腈纶纤维按照2:1:1混纺制成的合股纱和金属丝；所述玻璃纤维放入酸性蚀刻液中浸润5分钟，进行表面处理；所述金属丝直径为0.3毫米；所述金属丝按照S80的捻向捻度均匀地缠绕在合股纱的外侧；皮层为改性碳纤维；所述改性碳纤维由碳纤维浸入有机溶剂中7分钟，然后干燥除去溶剂，使得碳纤维表层覆上一层有机涂层，再进行气相氧化制得；改性碳纤维按照S60的捻向捻度均匀地缠绕在金属丝和合股纱的外侧。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性碳纤维密封基材，其特征在于，包括内心层和皮层；内心层包括玻璃纤维、芳纶纤维、腈纶纤维按照2:1:1混纺制成的合股纱和金属丝；所述玻璃纤维放入酸性蚀刻液中浸润2‑7分钟，进行表面处理；所述金属丝直径为0.1‑0.3毫米；所述金属丝按照S50~S100的捻向捻度均匀地缠绕在合股纱的外侧；皮层为改性碳纤维；所述改性碳纤维由碳纤维浸入有机溶剂中7‑15分钟，然后干燥除去溶剂，使得碳纤维表层覆上一层有机涂层，再进行气相氧化制得；改性碳纤维按照S60~S80的捻向捻度均匀地缠绕在金属丝和合股纱的外侧。

【技术特征摘要】
1.一种改性碳纤维密封基材，其特征在于，包括内心层和皮层；内心层包括玻璃纤维、芳纶纤维、腈纶纤维按照2:1:1混纺制成的合股纱和金属丝；所述玻璃纤维放入酸性蚀刻液中浸润2-7分钟，进行表面处理；所述金属丝直径为0.1-0.3毫米；所述金属丝按照S50~S100的捻向捻度均匀地缠绕在合股纱的外侧；皮层为改性碳纤维；所述改性碳纤维由碳纤维浸入有机溶剂中7-15分钟，然后干燥除去溶剂，使得碳纤维表层覆上一层有机涂层，再进行气相氧化制得；改性碳纤维按照S60~S80的捻向捻度均匀地缠绕在金属丝和合股纱的外侧。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱华，钱忠标，史玉庆，余淑莉，钱家蓉，史睿阳，
申请(专利权)人：东台市华阳玻纤有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32