複合纖維打漿板及其製備方法
2023-12-02 07:51:51
專利名稱：複合纖維打漿板及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種密封墊片材料及其製備方法，尤其是用非石棉纖維代替石棉纖維利用打漿法製造密封材料的方法，屬汽車工業用密封材料領域。
目前，我國汽車汽缸墊、油密封襯墊大多數仍採用石棉乳膠抄取板製造密封墊片材料，在國際上，發達國家早已開始生產並使用非石棉纖維乳膠板；主要產品為石墨膠乳板及襯墊板，美國杜邦公司和荷蘭AKZONOBEL公司研製生產的芳綸纖維是一種耐高溫的合成纖維，它具有優良的熱穩定性、高強度和非常大的比表面積，能取代石棉纖維生產耐高溫密封墊片，但由於芳綸纖維很難與乳膠均勻吸附，造成纖維在料漿中成團，分散不均，國內現未有廠家使用此類纖維生產打漿板。
採用石棉纖維製作的氣缸墊及油密封襯墊從性能上能滿足汽車汽缸墊及襯墊的耐熱和密封要求。但是，石棉是一種致癌物質，許多國家已開始禁止或限制使用石棉製品，我國也在有關標準中規定從2003年起禁止在剎車片上使用石棉，由於傳統的石棉密封材料給生產者和使用者健康上帶來危害，因此，用非石棉密封材料替代石棉密封材料生產環保型的汽缸墊及油密封襯墊具有極重要的社會效益，中國發明專利95107590.X公開了一種非石棉的膨潤型密封板及其製造工藝，利用打漿法生產非石棉密封板，它使用植物纖維替代石棉纖維，但在耐熱及密封性能方面不如利用芳綸纖維效果好。
本發明的目的是提供一種具有良好的密封性能、強度高、熱穩定性好、不損傷對偶、不造成粉塵汙染的複合纖維打漿板及其製備方法，並對解決複合纖維與混合乳膠的均勻吸附問題提出了新的技術方案。
本發明的複合纖維打漿板，含有纖維材料、乳膠、無機填料和配合劑，其特點在於所述纖維材料為複合纖維，所述打漿板各組份的配比如下複合纖維 30-45％乳膠 20-25％無機填料 30-40％配合劑3-5％所述複合纖維包括芳綸纖維、矽灰石纖維和木質纖維素纖維，它們各自含量為芳綸纖維 5-10％矽灰石纖維15-20％木質纖維素纖維0-10％所述配合劑包括氧化鋅、硫磺、防老劑、促進劑、硬脂酸及分散劑組成，它們各自含量如下氧化鋅0.3-0.6％硫磺 0.2-0.4％防老劑0.5-1.0％促進劑0.5-1.0％硬脂酸0.5％分散劑1-1.5％上述的打漿板，其特點在於所述乳膠選自丁腈膠乳、高腈乳膠、丁苯乳膠和天然膠乳中兩種或兩種以上的混合物。
上述的打漿板，其特點在於所述無機填料選自輕質碳酸鈣、陶土、液體碳黑和鱗片石墨中的兩種或兩種以上。
上述的打漿板，其特點在於所述配合劑中還加入有微量媒體助劑，所述媒體助劑為矽烷偶聯劑，加入量佔配合劑總量的0.1-0.2％。
本發明的複合纖維打漿板製備方法，包括纖維原料開解、填充填料、加入乳膠和配合劑製成混合料漿，上網抄取成型、烘乾、剪切、輥壓、硫化而成；其特點在於在複合纖維與無機填料經過高速攪拌均勻後，加入分散劑和微量的媒體助劑，然後再加入摻有配合劑的乳膠，使混合料漿中的複合纖維能夠均勻分散並與混合乳膠充分粘結；其工藝過程如下第一步配製原料，將由芳綸纖維、矽灰石纖維、木質纖維素纖維混合的複合纖維，經水力開解成混合纖維；用輕質碳酸鈣、陶土、液體碳黑和鱗片石墨中兩種或兩種以上物質配製成無機填料；用氧化鋅、硫磺、防老劑、促進劑、硬脂酸及分散劑混合成配合劑，用丁腈膠乳、高腈乳膠、丁苯乳膠和天然膠乳中兩種或兩種以上製備成混合乳膠；第二步打漿將經過配製的所述複合纖維與所述無機填料投入料漿池中，經高速攪拌均勻，先加入分散劑和微量媒體助劑，然後再加入經過配製的所述混合乳膠與所述配合劑，充分攪拌形成纖維料漿；第三步打漿成板，將上述所得到的漿料在造紙機的網上抄取成型，打漿板厚度為0.5-1.2mm，經過乾燥爐烘乾，烘乾溫度為80-120℃，烘乾時間為8-12min，熱壓硫化溫度控制在150±5，壓力80kg/cm2，硫化時間5min；上述的製備方法，其特點在於所述分散劑為亞甲基二萘磺酸鈉和氫氧化鉀，媒體助劑為用乙酸調製的矽烷偶聯劑。
應用芳綸纖維為主體的複合纖維代替石棉纖維生產汽車用汽缸墊墊片及油密封襯墊墊片，克服了石棉粉塵對環境的汙染，同時又保持了汽缸墊在熱態下的微密封性能及襯墊的高機械強度，適應國際國內對石棉製品限制和禁止使用的規定和趨勢，為我國汽車工業向環保、安全節能方向發展，提供了新型的氣缸墊片材料和油密封墊片材料。
圖1為複合纖維打漿板製作工藝流程圖如圖中所示各部分為纖維原料1、無機填料2、媒體助劑3、混合膠乳4、配合劑5、水力開解6、配料混合7、漿料分散8、合成製漿9、抄取成型10、烘乾11、檢查12、剪切13、檢驗包裝14、回流水返回15、溼坯回收16；其工藝流程為纖維原料1先經水力開解6後，加入無機填料2配料混合，進入漿料分散8，與加入媒體助劑3、混合乳膠4、配合劑5合成製漿9，再經抄取成型10、烘乾11，經檢查12合格後，剪切13、檢驗包裝14，產品出廠；抄取成型後回流水返回15，溼坯回收16，還可再加工。
實施例一一種製造汽缸墊片材料的複合纖維打漿板及其製備方法為將芳綸纖維10％與矽灰石纖維和木質纖維素纖維20％經水力開解後、加入配製好的無機填料56％混合後，經高速攪拌均勻，加入由丁腈乳膠與高腈乳膠的混合乳膠14％、再加入含有乳膠配合劑、分散劑、助劑的配合劑2％，在造紙機上打漿上網成型，經乾燥爐乾燥，乾燥時間為8-12min，乾燥溫度為8-120℃，然後按要求剪切，檢驗包裝出廠。
實施例二一種製造汽車油密封墊片材料的複合纖維打漿板及其製備方法為將芳綸纖維8％與矽灰石纖維和木質纖維素纖維25％經水力開解後、加入配製好的無機填料42％混合後，加入3％的石墨，經高速攪拌均勻，加入由丁苯乳膠與天然乳膠的混合乳膠20％、再加入含有乳膠配合劑、分散劑、助劑的配合劑2％，在造紙機上打漿上網成型，經乾燥爐乾燥，乾燥時間為8-12min，乾燥溫度為8-100℃然後進行熱壓硫化，硫化溫度控制在150±5℃，壓力80kg/cm2，硫化時間5min；最後按要求剪切，檢驗包裝出廠。
用本發明生產的複合纖維打漿板，克服了石棉造成的環境汙染，可提高汽缸墊熱態下的密封性能，各項基本性能均達到或超過石棉乳膠打漿板標準，耐熱性能滿足250以內的溫度要求，高於其它替代石棉纖維打漿板的耐熱性能，同時具有良好的抗化學腐蝕性和壓縮回彈性能；墊片不沾缸、對金屬無腐蝕；抗張強度及油密封性能優於石棉纖維生產的打漿板，橫抗拉強度達到8MPa，遇油膨脹50％，符合汽車密封部件要求的各項性能指標。
權利要求
1．一種複合纖維打漿板，含有纖維材料、乳膠、無機填料和配合劑，其特徵在於所述纖維材料為複合纖維，所述打漿板各組份的配比如下複合纖維30-45％乳膠20-25％無機填料30-40％配合劑 3-5％所述複合纖維包括芳綸纖維、矽灰石纖維和木質纖維素纖維，它們各自含量為芳綸纖維5-10％矽灰石纖維 15-20％木質纖維素纖維 0-10％所述配合劑包括氧化鋅、硫磺、防老劑、促進劑、硬脂酸及分散劑組成，它們各自含量如下氧化鋅 0.3-0.6％硫磺0.2-0.4％防老劑 0.5-1.0％促進劑 0.5-1.0％硬脂酸 0.5％分散劑 1-1.5％
2．根據權利要求1所述打漿板，其特徵在於所述乳膠選自丁腈乳膠、高腈乳膠、丁苯乳膠和天然乳膠中兩種或兩種以上的混合物。
3．根據權利要求1所述的打漿板，其特徵在於所述無機填料選自輕質碳酸鈣、陶土、液體碳黑和鱗片石墨中的兩種或兩種以上。
4．根據權利要求1所述的打漿板，其特徵在於所述配合劑中還加入有微量媒體助劑，所述媒體助劑為矽烷偶聯劑，加入量佔配合劑總量的0.1-0.2％。
5．一種複合纖維打漿板的製備方法，包括纖維原料開解、填充填料、加入乳膠和配合劑製成混合料漿，上網抄取成型、烘乾、剪切、輥壓、硫化而成；其特徵在於第一步配製原料，將由芳綸纖維、矽灰石纖維、木質纖維素纖維混合的複合纖維，經水力開解成混合纖維；用輕質碳酸鈣、陶土、液體碳黑和鱗片石墨中兩種或兩種以上物質配製成無機填料；用氧化鋅、硫磺、防老劑、促進劑、硬脂酸及分散劑混合成配合劑，用丁腈膠乳、高腈乳膠、丁苯乳膠和天然膠乳中兩種或兩種以上製備成混合乳膠；第二步打漿將經過配製的所述複合纖維與所述無機填料投入料漿池中，經高速攪拌均勻，先加入分散劑和微量媒體助劑，然後再加入經過配製的所述混合乳膠與所述配合劑，充分攪拌形成纖維料漿；第三步打漿成板，將上述所得到的漿料在造紙機的網上抄取成型，打漿板厚度為0.5-1.2mm，經過乾燥爐烘乾，烘乾溫度為80-120℃，烘乾時間為8-12min，熱壓硫化溫度控制在150±5；
6．根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於所述分散劑為亞甲基二萘磺酸鈉和氫氧化鉀，媒體助劑為用乙酸調製的矽烷偶聯劑。
全文摘要
本發明提供一種以芳綸纖維為主要原料,加入矽灰石及纖維素纖維生產的一種無毒、無害的非石棉複合纖維打漿板及其製備方法,這種打漿板由複合纖維、乳膠、無機填料及配合劑混合經配料、開解、製漿、抄取成板而得。其打漿板各組份的配比(wt%)為複合纖維30－45%、乳膠20－25%、無機填料30－40%、配合劑3－5%;該產品克服了石棉造成的環境汙染,提高了密封性能和耐高溫性能,各項基本性能均達到或超過石棉乳膠打漿板標準。
文檔編號F02F11/00GK1306123SQ0110355
公開日2001年8月1日 申請日期2001年2月28日 優先權日2001年2月28日
發明者陳寶銘, 趙漢林 申請人:漢中市密封材料廠