滑石基耐高温密封材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及密封材料领域，针对密封材料耐高温和机械性能无法兼具的问题，提供滑石基耐高温密封材料及其制备方法，滑石基耐高温密封材料的原料包括：按质量份数计，100份滑石、5

【技术实现步骤摘要】
滑石基耐高温密封材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及密封材料领域，尤其是涉及滑石基耐高温密封材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]用于密封的材料有石棉、石墨、橡胶、高分子树脂和塑料等，这些材料用于密封都有独具的特点，但也存在各自的缺陷。如橡胶具有良好的弹性，但耐油、耐温、耐酸碱、耐磨蚀性差，且易老化；例如专利JP2000
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313762A通过利用偶氮二羧酸酰胺等发泡剂将乙烯
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α
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烯烃
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二烯共聚物橡胶发泡体膨胀而得到的橡胶发泡体由于优异的耐候性、耐热性和密封性，因而优选作为密封材料使用，但是利用发泡剂制备的橡胶发泡体有闭泡孔结构，具有低的尺寸稳定性和柔软性，进一步趋于具有低的对于被密封构件表面的追随表面形状的附着性，并且有时不具有足够的密封性。塑料及高分子树脂能耐油，有自润性能，但弹性差，在负荷及热作用下易蠕变和易老化。石棉和石墨制品耐高温、抗腐蚀性好，但机械强度低，易断裂。上述材料如不进行复合改性，影响密封效果，应用范围受到限制。据此需要一种理想的解决方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了克服密封材料耐高温和机械性能无法兼具的问题，提供滑石基耐高温密封材料，滑石用作密封材料的基材，熔点高，且片层结构赋予其特殊的润滑性，再以玻璃纤维作为增强材料，使得密封材料兼具耐高温和机械性能。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：滑石基耐高温密封材料，其原料包括：按质量份数计，100份滑石、5
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15份玻璃纤维、0
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3份改性剂和3
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6份胶粘剂，所述滑石包括粒径0.1
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0.5mm的大颗粒滑石和粒径0.01
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0.05mm的小颗粒滑石。滑石用作密封材料的基材，熔点高，且片层结构赋予其特殊的润滑性，再以玻璃纤维作为增强材料，使得密封材料兼具耐高温和机械性能。使用大、小颗粒滑石，大颗粒形成稳定骨架，小颗粒填充大颗粒的空隙，形成的结构密实、稳定、变形小。改性剂用于滑石的表面改性，提高滑石分散性。
[0005]作为优选，所述胶粘剂为橡胶和硫化剂，硫化剂质量为橡胶质量的3
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6％；所述改性剂为硅烷偶联剂。
[0006]作为优选，所述滑石中大颗粒滑石和小颗粒滑石的质量比为(20
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40):(50
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70)。
[0007]作为优选，所述滑石经过改性处理，包括以下步骤：1)将滑石500
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700℃煅烧4
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5h，再和十二烷基硫酸钠按质量比1:(1
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2)混合分散在蒸馏水中，搅拌均匀，加热回流7
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9h，过滤、干燥、研磨，得扩大层间距的滑石；通过XRD图谱可以看出，处理后的滑石晶面间距可以提高到3nm左右，明显大于未处理的滑石。扩大滑石的层间距有利于后续催化剂扩散进入层间，使层间也有碳纳米管生成。
[0008]2)先通过浸渍法在扩大层间距的滑石上制备并附着微粒金属镍催化剂，再采用催化裂解法在气体氛围下700
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800℃在催化剂上生长碳纳米管20
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40min，得到改性滑石。
[0009]步骤2)所述浸渍法和催化裂解法采用现有常规技术即可，具体可以为：浸渍法：将柠檬酸和硝酸镍按摩尔比2:1混合配成25wt％的溶液，加入扩大层间距的滑石超声浸渍10min，然后在160℃保温7min；浸渍和保温均重复3次，最后一次保温完后超声清洗，再在200℃保温1h。即得到表面和层间附着有微粒金属镍催化剂的滑石。
[0010]催化裂解法的气体为氩气、氢气和乙炔体积比为40:30:30的混合气体。
[0011]碳纳米管生长在滑石表面，可以提高滑石的分散性，避免团聚。当然本专利技术更重要的是使部分碳纳米管能生长在滑石的层间，碳纳米管的纳米吸附性能可以提高滑石层间的结合强度，碳纳米管的自由生长、相互联结产生的网状结构可以增强滑石的韧性，还可以提高滑石的耐高温性能。
[0012]本专利技术还提供所述滑石基耐高温密封材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将滑石在1000
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1200℃下煅烧6
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8h，加有机溶剂混合，再依次加入玻璃纤维、改性剂混合均匀，最后加入胶粘剂，球磨制浆料；(2)对制得的浆料进行脱泡得成型浆料，对成型浆料进行流延和硫化，制得滑石基密封基材；对滑石基密封基材进行辊压定型，制得滑石基密封材料。
[0013]本专利技术采用湿法表面改性后混胶的工艺方法，利于滑石的分散，并强化其与胶粘剂的作用，滑石含量高达90％以上，有效提高密封材料的耐高温性能。
[0014]作为优选，步骤(1)所述浆料的固含量为35
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55wt％。
[0015]作为优选，步骤(2)所述流延的高度为0.5
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2mm；所述辊压定型采用多道辊压定型，单次辊压的压缩量≤5％。
[0016]作为优选，步骤(2)制得的滑石基密封材料厚度≤1mm，密度1.1
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1.3g/cm3，压缩率20
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40％，回弹率≥10％。
[0017]因此，本专利技术的有益效果为：(1)滑石用作密封材料的基材，熔点高，且片层结构赋予其特殊的润滑性，再以玻璃纤维作为增强材料，使得密封材料兼具耐高温和机械性能；(2)使用大、小颗粒滑石，大颗粒形成稳定骨架，小颗粒填充大颗粒的空隙，形成的结构密实、稳定、变形小；(3)扩大滑石的层间距，使碳纳米管能生长在滑石的层间，碳纳米管的纳米吸附性能可以提高滑石层间的结合强度，碳纳米管的自由生长、相互联结产生的网状结构可以增强滑石的韧性，还可以提高滑石的耐高温性能。
具体实施方式
[0018]下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步说明。
[0019]本专利技术中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0020]总实施例滑石基耐高温密封材料，其原料包括：按质量份数计，100份滑石、5
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15份玻璃纤维、0
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3份改性剂和3
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6份胶粘剂，所述滑石包括质量比为(20
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40):(50
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70)的粒径0.1
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0.5mm的大颗粒滑石和粒径0.01
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0.05mm的小颗粒滑石。所述胶粘剂为橡胶和硫化剂，硫化剂质量为橡胶质量的3
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6％；所述改性剂为硅烷偶联剂。
[0021]所述滑石基耐高温密封材料的制备方法为：(1)将滑石在1000
‑
1200℃下煅烧6
‑
8h，加有机溶剂混合，再依次加入玻璃纤维、改
性剂混合均匀，最后加入胶粘剂，球磨制得固含量为35
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.滑石基耐高温密封材料，其特征在于，其原料包括：按质量份数计，100份滑石、5
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15份玻璃纤维、0
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3份改性剂和3
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6份胶粘剂，所述滑石包括粒径0.1
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0.5 mm的大颗粒滑石和粒径0.01
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0.05 mm的小颗粒滑石。2.根据权利要求1所述的滑石基耐高温密封材料，其特征在于，所述胶粘剂为橡胶和硫化剂，硫化剂质量为橡胶质量的3
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6%；所述改性剂为硅烷偶联剂。3.根据权利要求1或2所述的滑石基耐高温密封材料，其特征在于，所述滑石中大颗粒滑石和小颗粒滑石的质量比为(20
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40):(50
‑
70)。4.根据权利要求1所述的滑石基耐高温密封材料，其特征在于，所述滑石经过改性处理，包括以下步骤：1）将滑石500
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700 ℃煅烧4
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5 h，再和十二烷基硫酸钠按质量比1:(1
‑
2)混合分散在蒸馏水中，搅拌均匀，加热回流7
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【专利技术属性】
技术研发人员：任宪知，俞江帆，孙利杰，
申请(专利权)人：浙江国泰萧星密封材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：