密封壓縮板及其製造方法

2023-10-07 23:10:39 1

專利名稱：密封壓縮板及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種密 封壓縮板及其製造方法。
背景技術：
在化學工業、汽車、船舶、各種機器裝置等技術領域中，廣泛使用密封壓縮板(joint sheet)。在現有技術中，作為密封壓縮板而廣泛使用石綿類密封壓縮板。該石綿類密封壓縮板是通過將作為基材纖維的石綿和橡膠以及其它配合劑進行混煉而得到密封壓縮板形成用組合物，進而將該密封壓縮板形成用組合物供給至一對壓輥之間，進行熱壓延，從而製成片狀的密封壓縮板(專利文獻I)。但是，近年來隨著石綿資源枯竭而隨之產生的難以獲得的問題以及石綿對於人體的不良影響，因此，對於作為密封壓縮板的成分之一的基材纖維，需要研究石棉的替代纖維。作為上述替代纖維，已知有玻璃纖維、礦物纖維、碳纖維、陶瓷纖維等的無機纖維；以及芳香族醯胺纖維、聚烯烴纖維、聚丙烯腈纖維、聚醯胺類纖維等的有機纖維。作為利用上述替代纖維作為基材纖維而得到的非石棉類密封壓縮板，已知提案有由非石棉類基材纖維、橡膠、加硫劑和填充材料製成的密封壓縮板(專利文獻1、2);上述密封壓縮板的基材纖維成本較高。因此為了實現低成本化儘可能地減少基材纖維，通過較高的壓延壓力來提高板材的密封性以及應力鬆弛特性。但是，由於成形壓力很高造成上述密封板很硬，壓縮量較小，所以在低預緊力的使用場合下使用時因壓縮量較小而無法很好地與法蘭面貼合，存在著低緊固面壓下密封性不好的缺陷。專利文獻I :日本特開昭61-146860號公報專利文獻2 :日本特開2004-51893號公報

發明內容
本發明是鑑於上述問題而提出的，其目的在於提供一種壓縮率、拉伸強度以及低緊固面壓下密封性均優異的密封壓縮板及其製造方法。本發明人為了解決上述問題進行了潛心研究，結果發現通過以特定的重量比率配合矽油與橡膠，同時還配合非石棉類基材纖維、加硫劑以及填充材料，就能夠提高產品的壓縮率，確保產品的拉伸強度，並提升低緊固面壓下的密封性，從而完成了本發明。具體而言，本發明的一種密封壓縮板，其包含以下成分(A) (E)⑷矽油；(B)非石棉類基材纖維，2 20重量％ ；(C)橡膠，10 40 重量％ ；(D)加硫劑，0. I 5重量％ ；
(E)填充材料，10 70重量％，其中，所述⑷矽油和(C)橡膠的重量比率，(A)/(C) = I : 44 4 : 44。本發明的另一個目的在於提供一種密封壓縮板的製造方法，其包括步驟(I):將以下成分(A) (E)分散在有機溶劑中，製備密封壓縮板形成用組合物⑷矽油；(B)非石棉類基材纖維，2 20重量％ ；(C)橡膠，10 40 重量 ％ ；
(D)加硫劑，0. I 5重量％ ；(E)填充材料，10 70重量％，其中，所述⑷矽油和(C)橡膠的重量比率，(A)/(C) = I 44 4 44 ；步驟(2):將上述密封壓縮板形成用組合物置於由熱輥和冷輥構成的一對壓輥之間進行熱壓延，得到片狀物；以及步驟(3):將所述片狀物從熱輥側剝離，得到密封壓縮板。根據本發明的密封壓縮板，其壓縮率、拉伸強度以及低緊固面壓下的密封性均優異。並且，由於本發明的密封壓縮板的壓縮率高，板材柔軟，所以在衝壓成墊片時加工方便，可以減少對衝壓刀具的磨損，加工性良好。
具體實施例方式以下分別對本發明的密封壓縮板及其製造方法進行詳細說明。〈密封壓縮板〉本發明的密封壓縮板包含以下成分(A) (E) (A)矽油、⑶非石棉類基材纖維、(C)橡膠、(D)加硫劑、以及(E)填充材料，以下分別進行詳細說明。⑷矽油矽油具有良好的疏水性、潤滑性、熱穩定性。在製造密封壓縮板的過程中，利用矽油的疏水性、潤滑性可以調整攪拌過程中顆粒的大小，讓矽油包覆在橡膠顆粒的外面。矽油的熱穩定性表現為耐熱溫度為180°C以下，因此在密封壓縮板中添加矽油，在製造過程中，通過使矽油包覆在顆粒外，從而可以緩解橡膠的加硫，提高密封壓縮板的壓縮率以及低緊固面壓下的密封性。本發明的密封壓縮板在一些需要低預緊力的特殊使用場合，可以以高壓縮率來很好地貼合法蘭表面，從而發揮優異的密封效果。作為本發明中所使用的(A)矽油，可以舉出二甲基矽油、甲基苯基矽油、甲基乙基矽油等，其中，從價格低廉以及容易獲得的角度考慮，優選二甲基矽油。所述(A)矽油和在後文中詳述的(C)橡膠的重量比率，即(A)/(C) = I : 44
4 44，優選為2 44 4 44，更優選為3 : 44 4 : 44。如果(A)/(C)大於4 44，則由於矽油過多會大幅降低橡膠的加硫，導致加硫不充分而降低密封壓縮板的拉伸強度。如果(A)/(C)小於I : 44，則因為矽油的量太少，發揮不了阻擋加硫的作用，另外在形成密封壓縮板過程中，也因為量太少發揮不了調整攪拌顆粒的作用，而造成加工性變差。(B)非石棉類基材纖維
作為本發明中所使用的(B)非石棉類基材纖維，可以使用無機纖維和/或有機纖維。具體而言，所述無機纖維為選自玻璃纖維、礦物纖維、碳纖維、陶瓷纖維、鈦酸鉀纖維、矽灰石、和礦棉纖維中的一種以上的物質。其中，從成本以及操作性的觀點考慮，優選為礦棉纖維。所述有機纖維為選自芳香族醯胺纖維、聚烯烴纖維、聚丙烯腈纖維、聚醯胺類纖維、聚酯類纖維、聚乙烯醚類纖維、聚氯乙烯類纖維、聚尿素類纖維、聚氨酯類纖維、多氟烴、酚類纖維、纖維素類纖維、和聚對亞苯基苯並雙噻唑纖維中的一種以上的物質。其中，從成本以及操作性的觀點考慮，優選纖維素類纖維和芳香族醯胺纖維組合使用。所述(B)非石棉類基材纖維在密封壓縮板中的含量為 2 20重量％，優選為10 20重量％。如果(B)非石棉類基材纖維的含量高於20重量％，則會出現密封壓縮板的表面毛糙，引發密封性不良。如果含量低於2重量％，則會出現對橡膠的補強效果不足，引發板材強度不良。(C)橡膠作為本發明中所使用的(C)橡膠，可以使用在現有的密封壓縮板中被廣泛使用的橡膠。具體而言，可以舉出例如丁腈橡膠(NBR)、氫化丁腈橡膠(HNBR)、丁苯橡膠(SBR)、異戊橡膠(IR)、氯丁橡膠(CR)、順丁橡膠(BR)、乙丙橡膠(EPM)、氟橡膠(FPM)、氯磺化聚乙烯(CSM)、乙烯醋酸乙烯橡膠(EVA)、氯化聚乙烯(CPE)、氯化丁基橡膠(CIR)、表氯醇橡膠(ECO)、丁基橡膠(IIR)、丙烯腈-異戊二烯橡膠(NIR)、反式-1，4-聚異戊二烯、矽橡膠、天然橡膠(NR)等。從密封壓縮板的加工性的觀點出發，所述(C)橡膠在密封壓縮板中的含量為10 40重量％。(D)加硫劑作為本發明中所使用的⑶加硫劑，可以使用硫磺、氧化鋅、氧化鎂、過氧化物、二亞硝基苯中的一種以上的物質。其中，優選硫磺。加硫劑的作用在於與(C)橡膠發生化學反應而在橡膠分子之間產生架橋，從而改變橡膠的物性，使得橡膠從柔軟、帶粘性的熱塑體變成強韌的熱固體。從密封壓縮板的加工性的觀點出發，所述(D)加硫劑在密封壓縮板中的含量為0. I 5重量％。(E)填充材料作為本發明中所使用的(E)填充材料，可以使用在現有的密封壓縮板中所使用的填充材料。具體而言，可以舉出矽灰石(Wollastonite)、白碳黑、滑石、粘土、硫酸鋇、雲母、氧化鎂等。這些填充材料可以單獨使用I種或者組合兩種以上使用。從所述密封壓縮板的加工性以及壓縮率的觀點出發，本發明的(E)填充材料在密封壓縮板中的含量為10 70重量％。其它成分本發明的密封壓縮板，除了含有上述(A) (E)之外，在不影響本發明的效果的範圍內，還可以含有加硫促進劑，例如噻唑類化合物、聚胺類化合物、亞磺醯胺類化合物、二硫代氨基甲酸鹽類化合物、胺醛類化合物、胍類化合物、硫脲類化合物、黃原酸鹽類化合物等。加硫促進劑的作用在於可使橡膠硫化速率加快而縮短加硫時間。
此外，還可以含有例如防老劑、表面活性劑、防焦劑、增塑劑、色料等其它成分。在不影響本發明的密封壓縮板的性能的範圍內，上述這些成分在密封壓縮板形成用組合物中的合計含量為0. I 5重量％。根據本發明的密封壓縮板的製造方法，其步驟(I):將以下成分(A) (E)分散在有機溶劑中，製備密封壓縮板形成用組合物⑷矽油；(B)非石棉類基材纖維，2 20重量％ ；(C)橡膠，10 40 重量 ％ ；(D)加硫劑，0. I 5重量％ ；(E)填充材料，10 70重量％，其中，所述(A)矽油和(C)橡膠的重量比率，(A)/(C) = I 44 4 44 ；步驟(2):將上述密封壓縮板形成用組合物置於由熱輥和冷輥構成的一對壓輥之間進行熱壓延，得到片狀物；以及步驟(3):將所述片狀物從熱輥側剝離，得到密封壓縮板。其中，步驟(I)中，首先使(C)橡膠溶解在例如甲苯等的橡膠用有機溶劑中，得到橡膠溶液；然後在該橡膠溶液中加入⑶加硫劑和(E)填充材料，接著加入(A)矽油，得到均勻的溶液或分散液；然後在該溶液或分散液中配合(B)非石棉類基材纖維，進行混煉，由此得到顆粒狀的密封壓縮板形成用組合物。在步驟(2)中，作為具備冷輥和熱輥的裝置，可以使用公知的裝置，例如sita公司生產的裝置。並且，所述熱輥的溫度範圍為120 160°C，所述冷輥的溫度範圍為20 50。。。由於在熱壓延過程中，所述密封壓縮板形成用組合物有時會有一部分附著在冷輥上。因此，為了防止這種粘附現象的產生，可以通過在冷輥和顆粒狀的密封壓縮板形成用組合物之間分布有機溶劑，或者，通過在顆粒狀的密封壓縮板形成用組合物的表面塗布有機溶劑，從而使冷輥表面浸潤有機溶劑。在步驟(3)中，將所述片狀物從熱輥側剝離，從而得到密封壓縮板。[實施例]以下通過實施例進一步對本發明進行詳細說明，但是本發明並不限於這些實施例。[實施例I]首先，按照表I所示組成，將成分(A) (E)分散在甲苯中，其中，甲苯的用量為相對於成分(A) (E)的合計量為1kg，甲苯的使用量為0. 4L，由此得到顆粒狀的密封壓縮板形成用組合物。隨後，將上述密封壓縮板形成用組合物進行熱壓延，其中，熱輥的溫度設置為130°C，冷輥的溫度設置為30°C，由此得到片狀物。接著，將所述片狀物從熱輥側剝離，從而得到實施例I的密封壓縮板。實施例2 4
按照表I所示組成，採用與實施例I同樣的方法分別製造實施例2 4的密封壓縮板。比較例I 2按照表I所示組成，採用與實施例I同樣的方法分別製造比較例I 2的密封壓縮板。將實施例I 4以及比較例I 2中得到的密封壓縮板製成I. 5mm厚的試驗片，如下進行壓縮率、拉伸強度、以及低緊固面壓下的密封性的測定。結果一併在表I中顯示。壓縮率 基於JIS R3453，測定壓縮率。柃伸強度基於JIS R3453，測定拉伸強度。低緊固面壓下的密封性將試驗片插入法蘭盤面間(JIS 10K)，並用扳手固定至lOMPa，在內容流通0. 7MPa的氮氣，用水上置換法收集從法蘭盤處洩漏的氮氣，並測定其容積。其中，容積越小代表密封性越好，反之，容積越大則代表密封性越差。表1(重量 ％)
權利要求
1.一種密封壓縮板，其特徵在於， 包含以下成分(A) (E) (A)矽油； (B)非石棉類基材纖維，2 20重量％； (C)橡膠，10 40重量％； (D)加硫劑，0.I 5重量％ ； (E)填充材料，10 70重量％， 其中，所述(A)矽油和(C)橡膠的重量比率，(A)/(C) = I : 44 4 : 44。
2.根據權利要求I所述的密封壓縮板，其特徵在於， 所述(A)矽油和(C)橡膠的重量比率，(A)/(C) = 2 : 44 4 : 44。
3.根據權利要求I所述的密封壓縮板，其特徵在於， 所述(A)娃油為選自二甲基娃油、甲基苯基娃油和甲基乙基娃油中的任意一種物質。
4.根據權利要求I所述的密封壓縮板，其特徵在於， 所述(B)非石棉類基材纖維為無機纖維和/或有機纖維。
5.根據權利要求4所述的密封壓縮板，其特徵在於， 所述無機纖維為選自玻璃纖維、礦物纖維、碳纖維、陶瓷纖維、鈦酸鉀纖維、矽灰石、和礦棉纖維中的一種以上的物質。
6.根據權利要求4所述的密封壓縮板，其特徵在於， 所述有機纖維為選自芳香族醯胺纖維、聚烯烴纖維、聚丙烯腈纖維、聚醯胺類纖維、聚酯類纖維、聚乙烯醚類纖維、聚氯乙烯類纖維、聚尿素類纖維、聚氨酯類纖維、多氟烴、酚類纖維、纖維素類纖維、和聚對亞苯基苯並雙噻唑纖維中的一種以上的物質。
7.根據權利要求I所述的密封壓縮板，其特徵在於， 所述(D)加硫劑為選自硫磺、氧化鋅、氧化鎂、過氧化物、和二亞硝基苯中的一種以上的物質。
8.—種如權利要求I 7中任意一項所述的密封壓縮板的製造方法，其特徵在於， 包括 步驟(I):將以下成分(A) (E)分散在有機溶劑中，製備密封壓縮板形成用組合物 (A)矽油； (B)非石棉類基材纖維，2 20重量％； (C)橡膠，10 40重量％； (D)加硫劑，0.I 5重量％ ； (E)填充材料，10 70重量％， 其中，所述(A)矽油和(C)橡膠的重量比率，(A)/(C) = I : 44 4 : 44; 步驟(2):將上述密封壓縮板形成用組合物置於由熱輥和冷輥構成的一對壓輥之間進行熱壓延，得到片狀物；以及 步驟(3):將所述片狀物從熱輥側剝離，得到密封壓縮板。
9.根據權利要求8所述的製造方法，其特徵在於， 所述熱輥的溫度範圍為120 160°C，所述冷輥的溫度範圍為20 50°C。
10.根據權利要求8所述的製造方法，其特徵在於，在所述步驟(2)中，進一步使冷輥表面浸潤有機溶劑。
11.根據權利要求8所述的製造方法，其特徵在於，所述有機溶劑為甲苯。
全文摘要
本發明提供一種壓縮率、拉伸強度以及低緊固面壓下的密封性均優異的密封壓縮板及其製造方法。根據本發明的密封壓縮板，其包含以下成分(A)～(E)(A)矽油；(B)非石棉類基材纖維，2～20重量％；(C)橡膠，10～40重量％；(D)加硫劑，0.1～5重量％；(E)填充材料，10～70重量％，其中，所述(A)矽油和(C)橡膠的重量比率，(A)/(C)＝1∶44～4∶44。
文檔編號C08L7/00GK102746535SQ20111010557
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月21日 優先權日2011年4月21日
發明者邵彬 申請人:華爾卡密封件製品(上海)有限公司