专利名称：非石棉的膨润型密封板及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及密封用的材料，更具体地说，关系到一种不含石棉的膨润型密封板。
目前，在汽车、船舶等的动力机械中仍大量地应用着主要由石棉、乳胶和诸种其它成分(统称为配合剂)组成的石棉乳胶板。在该乳胶板中，石棉的含量占总量的70-80％，乳胶占总量的10-14％，配合剂为余量。在石棉乳胶板制造过程中，石棉通常以加工成石棉绒的方式加入的。配合剂则为氧化锌、硫磺、促进剂、防老剂、稳定剂和分散剂等的各种化学物质。一般，由以上组分制成的乳胶板具有较佳的物理性能，例如显示出良好的挠性、压缩回弹力、较低的应力松驰性；良好的密封效果，特别对水、油、汽的使用条件或环境下可保持较长久的密封；有着较大的使用范围，即已可代替纸垫，软木垫用于发动机或内燃机等的润滑油静密封垫片。但是，由于上述现有技术的乳胶板含有石棉，在制造和使用中总是存在着对人体的危害作用，故一直阻碍着石棉的膨润型乳胶板在以上动力机械工业中的应用和发展。这是因为在生产石棉乳胶板时，绒毛状或粉尘状的石棉会飘荡在空气中和悬浮在水面上，影响环境并危害人体健康。
本发明的目的在于提供一种不含石棉、而性能上接近或有的甚至超过含石棉膨润型乳胶板的非石棉膨润型乳胶板或密封板。
为达到上述目的，本发明的非石棉膨润型密封板主要有乳胶、硅酸盐矿物填料、配合剂和纤维材料，其中，所述纤维材料为植物纤维，所述密封板的各组分的比例为如下乳胶 10-18wt％硅酸盐矿物填充料 25-50wt％
配合剂 5-8wt％植物纤维 25-50wt％其中，所述配合剂包括氧化锌、硫磺、促进剂、防老剂、稳定剂和分散剂，含量分别在0.5-1.2wt％以内。
所述植物纤维选自各种谷物茎杆、甘庶、竹、麻类或木质植物的纤维之中的一种或两种，而最好的植物纤维为木质植物纤维。
所述乳胶选自由丁腈乳胶、丁苯乳胶、氯丁乳胶和天然乳胶组成的化合物组之中的两种或两种以上，最好是两种以上同时使用，但决不排除在某些情况下可单独以一种方式应用。本发明的硅酸盐矿物填充料为常规成分的矿料。以上本发明的密封板的各组成分经过下面要详细介绍的制造工艺可得到能在150℃温度以内使用的，具有比石棉乳胶板的抗拉强度高一倍的非石棉的膨润型密封板。
另外，所述纤维材料也可选用天然和合成纤维来代替植物纤维，而构成另一种密封板，所述密封板(B)各组分的配比为如下天然和合成纤维 35-70wt％乳胶 7-15wt％硅酸盐矿物填充料 8-18wt％配合剂 4-5wt％这里，所述天然纤维为海泡石纤维和硅灰石纤维，它们在以上35-75wt％中各自实际的重量百分为海泡石纤维 15-30wt％硅灰石纤维 15-30wt％开发拉纤维(又名芳纶纤维) 5-10wt％在由天然和合成纤维替代木质纤维制成的非石棉的密封板中，所使用的乳胶也选自由丁腈、丁苯、氯丁和天然乳胶组成的四种化合物组之中的两种或两种以上，所使用的硅酸盐矿物填充料和配合剂也是常规用的品种并有着与木质纤维制成的非石棉的密封板中所用的填充料和配合剂一样的性质，只是在含量上稍有不同而已。这种由天然和合成纤维组成的非石棉的膨润型密封板可在350℃的温度以内使用，而其它的性能则都接近石棉的膨润型乳胶板的性能，为此可制作各种内燃机用的气缸垫片。
从以上非石棉的膨润型密封板的组成可以看到，在本发明的制品中不含有石棉、可完全克服生产和使用中石棉对人体健康的危害，另外，通过石棉代用品选用和工艺的保证，在不同的方面提高了产品的使用性能。
图1是本发明的一非石棉的膨润型密封板(A)的工艺流程图；图2是本发明的另一非石棉的膨润型密封板(B)的工艺流程图；以上两图中，各组成的代号以及各工艺步骤的名称号的基本情况如下乳胶为1，植物纤维2、硅酸盐矿物填充料3、配合剂4、天然和合成纤维5、硫酸铝6、碳黑或酞菁绿7。
工艺步骤的名称，11为改性处理、12混合搅拌、12a为轮碾、13是分选除杂、14打浆、15稳浆、16抄取、17剥离、18硫化、19检验和20出厂。
作为本发明的第一实施例的非石棉的膨润型密封板(A)具体组成比例(重量百分)为如下木质材料 32％硅酸盐矿物填充料 44％乳胶 17％配合剂 7％
密封板(A)采用的制造工艺为将32公斤的木质纤维材料放在水中浸泡8个小时，浸泡后将它在30转/分碾磨机中慢速轮碾，使木质纤维松散达到叩解度75-80度以上、浆液浓度在5-8％。然后，在木质纤维中加入42公斤的硅酸盐矿物填充料，经搅拌、分选和除杂作业，接着用1.0-5.0公斤的硫酸铝对上述混合物加以处理，在以上处理后，就可加17公斤乳胶到木质纤维和填充料(即上述组分与硫酸铝的比约为100∶1-5)的混合物中，其中乳胶选用丁腈、丁苯和天然乳胶，比例为1∶1.2∶0.8的混合物，将上述混合料包括乳胶经拌搅后再加入7公斤的配合剂并加以搅拌混合，该配合剂包括氧化锌、硫磺、促进剂、防老剂、稳定剂、分散剂等。此时，对于需要对产品着色或补强的密封板中可另外加上各组分总量3％-5％碳黑或酞菁绿(不计入原组成比例中)。在对以上组成充分轮碾搅拌混合成浆料后，在石棉造纸机中使浆料均匀分布平稳上网，形成湿纸，利用机械方法使湿纸脱水，同时使纸的表面平滑、细致、紧密、消除网痕，提高纸的强度，湿纸在成型辊上达到一定厚度时，将板坯从成型辊上剥离，板坯经检验厚度、长宽尺寸以及其中的含胶量后，进入干燥工序。通常干燥在75-95℃下进行，时间为2小时以上(也可在阳光下自然干燥，只是时间较长)。最后，对干燥的板坯进行硫化处理，将其放在温度120-150℃，压力为8-12MPa的平板硫化机上硫化10-15分钟，从而得到成品的非石棉的膨润型密封板。
由于采用上述工艺(慢碾速、制浆的高浓度、和慢碾快制浆和缓成坯)能使木质纤维和乳胶两类带阴离子的物质均匀混合，并在加入硫酸铝后得到变化和平衡，达到各组浆料能顺利地在石棉造纸机上的上网条件，而良性地变相斥为结合，最后产品的测试结果如表1所示。
表1非石棉的膨润型密封板(A)的物理性能
从上表可见，上述非石棉的膨润型密封板的抗拉强度达13.9MPa、比石棉的乳胶板抗张强度高达将近一倍。为此，在使用中具有变形小、拆装方便，此外，非石棉的膨润型密封板因不含石棉，其氯离子含量极低，故对应用本发明的密封板的内燃机、发动机等的金属腐蚀性可大幅度降低，密封板成本上却差不多接近或略低于石棉的膨润型乳胶板。
其它的实施例以A-D表示，列在表2之中。
本发明的第二实施例的非石棉的膨润型密封板(B)的组成比例(重量百分)为如下开发拉纤维 12％海泡石纤维 28％硅灰石纤维 25％乳胶15％
硅酸盐矿物填充料 15％配合剂 5％在本实施例中；密封板B的制造工艺除了其中浸泡轮碾的是开发拉纤维，经轮碾松解的开发拉纤维则再与海泡石和硅灰石纤维进行混合拌搅、松解和除杂、干燥温度在75-95℃，硫化温度在110-150℃、压力8.0-13.0MPa以外，其它工序和步骤与第一实施例一样。
从表中可见，第二实施例的非石棉的密封板在主要性能上基本与石棉的乳胶板相同或接近，但本发明的非石棉密封板耐热性较优于石棉的，可在350℃以内温度下工作，另外，还与第一实施例一样具有对金属的无腐蚀作用。
为了在加工中得到较好板坯，在上浆时可采用侧流上浆工艺，纵横抗张强度的比为1∶0.8以上。
其它的实施例以E-D表示，列在表2中。
表2 (单位wt％)
权利要求
1.一种非石棉的膨润型密封板，含有乳胶、硅酸盐矿物填充料、硫化助剂和纤维材料，其特征在于所述纤维材料为植物纤维，所述密封板各组份的配比为如下植物纤维 25-50wt％乳胶 10-18wt％硅酸盐矿物填充料 25-50wt％配合剂5-8wt％所述配合剂包括氧化锌、硫横、促进剂、防老剂、稳定剂和分散剂。它们各自含量在0.5-1.2wt％以内。
2.根据权利要求1所述的密封板，其特征在于所述植物纤维选自各种谷物、甘庶、竹、麻或木质植物的纤维之中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的密封板，其特征在于所述植物纤维为木质植物的纤维。
4.根据权利要求3所述的密封板，其特征在于所述的乳胶选自由丁腈乳胶、丁苯乳胶、氯丁乳胶和天然乳胶组成的组份中的两种或两种以上。
5.根据权利要求4所述的密封板，其特征在于所述的配合剂还包括碳黑和酞菁绿。
6.根据权利要求1所述的密封板，其特征在于所述的纤维材料为天然和合成纤维，所述密封板各组份的配比为如下天然和合成纤维 35-75wt％乳胶 8-15wt％硅酸盐矿物填充料 8-18wt％配合剂4-5wt％所述天然纤维为海泡石纤维和硅灰石纤维，所述合成纤维为开发拉纤维，它们在以上含量中各自的重量百分为海泡石纤维15-30wt％硅灰石纤维15-30wt％开发拉纤维5-10wt％
7.根据权利要求1所述的密封板的制造工艺，其特征在于包括浸泡轮碾纤维材料，将多种组分混合制浆，上网抄取、干燥、硫化。浸泡轮碾为将纤维材料浸在水中浸泡8个小时或8个小时以上，然后将经浸泡的纤维放在轮碾机中以小于30转/分钟的速度进行轮碾；混合制浆包括先将轮碾的纤维加到硅酸盐矿物填充料中充分搅拌混合且在把它们分选、除杂后，加入乳胶并搅拌，再加入配合剂并充分搅拌形成浆状浆料；上网抄取是将上述得到的浆状浆料在石棉造纸机的网上上浆并经成型辊使其达到一定尺寸、厚度和含胶量后剥离；干燥是在干燥炉中，温度75-95℃，时间为2小时-4小时；加压下硫化，硫化温度120-150℃，压力80-120公斤/厘米2时间8-15分钟；其中，所述的纤维材料为木质纤维材料。
8.根据权利要求7所述的密封板制造工艺，其特征在于在所述混合制浆中经分选、除杂的纤维和硅酸盐矿物填充料中加入1-5％的硫酸铝。
9.根据权利要求7所述的密封板制造工艺，其特征在于所述的纤维材料为天然和合成纤维；天然纤维主要是海泡石纤维和硅灰石纤维，合成纤维是开发拉纤维，其中，开发拉纤维进行浸泡轮碾，然后将它加到硅灰石和海泡石纤维中并进行搅拌混合，粉碎以及除杂，所述干燥温度在75-95℃，硫化温度在110-150℃，压力80-130公斤/cm2时间为10-20分钟。
10.根据权利要求8或9所述的密封板制造工艺，其特征在于所述上浆采用侧流上浆工艺，使纵横抗拉强度达1∶0.8左右，
全文摘要
一种非石棉的膨润型密封板及其制造工艺其密封板主要组成分子比例如下乳胶10-18wt％、硅酸盐矿物填充料25-50wt％、配合剂5-8wt％以及植物纤维25-50wt％配合剂为常规氧化锌、硫磺、促进剂等，纤维为木质纤维，乳胶由丁腈等混合乳胶，通过严格工艺得到能在150℃温度以内使用的，抗拉强度比石棉型的高一倍的密封板，而且由于产品中无石棉可完全克服生产和使用中石棉对人体健康的危害。
文档编号F16J15/10GK1141230SQ95107590
公开日1997年1月29日 申请日期1995年7月25日 优先权日1995年7月25日
发明者施中堂, 李道纯 申请人:舟山市海山密封材料有限公司