造紙法柔性石墨復合增強密封材料的研究與開發(fā).pdf

1、石棉纖維對人體健康有一定的危害性，而且石棉類密封材料存在品種和性能比較單一、彈性較差、密封能力有限等問題。因此，國內(nèi)外開始注重對無石棉密封材料的研究。在眾多無石棉密封材料中，柔性石墨(也叫膨脹石墨)密封材料具有耐高溫、耐腐蝕、壓縮回彈性好、熱導率高、不滲透性和自潤滑性好等眾多優(yōu)點，是無污染、可代替石棉的新型密封材料。然而，單純用柔性石墨壓制的密封板，存在強度較差，容易破碎，不便沖壓等缺點。因此，國內(nèi)外研究和開發(fā)出柔性石墨復合增強密封材料

2、。目前，柔性石墨復合增強密封材料的生產(chǎn)方法是混煉模壓法或壓縮成張法。這兩種生產(chǎn)方法存在生產(chǎn)效率不高、環(huán)境污染大等缺點，而且產(chǎn)品的強度仍需進一步提高，壓縮回彈性能也有待改善。本文研究了柔性石墨的膨化過程、形態(tài)結構和柔性石墨復合增強密封材料的造紙法制備工藝中漿料的各組分配比、濾水性能、化學助劑及板材性能等。研究結果表明：
　　 箱型電阻爐的膨化溫度在900℃、膨脹時間為40秒時，可膨脹石墨的膨化效果最好，膨脹容積為187ml·g-1

3、。在用微波爐膨化柔性石墨時，微波爐的功率為700W、膨化時間為20秒時膨化效果最好。與箱型電阻爐膨化方式相比，微波爐膨化法能達到同樣的膨化效果。
　　 通過掃描電鏡照片發(fā)現(xiàn)，柔性石墨的外觀極不規(guī)則，膨脹前后的石墨粒子形態(tài)差異很大。柔性石墨具有發(fā)達的孔隙結構，相互連接，呈網(wǎng)絡狀。柔性石墨的孔徑尺寸大小不一，大部分在幾微米到幾百微米之間。
　　 增強纖維可單獨選用芳綸漿粕，也可以將幾種纖維混合成混雜纖維使用，使各自性能互補。

4、其中，芳綸漿粕的使用量在10％時，板材的強度和柔軟性能均較好。丁苯膠乳的合適添加量為15％。表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的添加量為1.2％。芳綸纖維、海泡石纖維、針葉木、丁苯膠乳、碳酸鈣在柔性石墨復合增強密封材料漿料體系中均呈負電性。柔性石墨混合漿料的打漿度一般不超過20°SR，濾水效果很好。
　　 隨著纖維添加量的增大，柔性石墨復合增強密封板材的強度提高、壓縮率略有減小。造紙法制備工藝中，柔性石墨復合增強密封材料各組分的合理配比

5、為：柔性石墨48％，增強纖維(芳綸纖維、植物纖維、礦物纖維)17％，填料14％,膠乳15％，其它配合劑6％。
　　 造紙法制備的柔性石墨復合增強密封材料的密度為1.3g·cm-3，拉伸強度為10.3MPa，壓縮率為40.57％，回彈率為35.26％，應力松弛率為28.7％。經(jīng)纖維、膠乳等材料復合增強后，柔性石墨密封板的強度性能大大提高。柔性石墨的多孔特性使柔性石墨復合增強密封材料具有良好的壓縮回彈性能和柔軟性。與造紙法制備的石棉