[发明专利]一种生产密封材料的离心造粒方法及其产品与用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种密封材料的制备方法及其产品与用途，特别是一种基于滑石粉的密封材料的制备方法。

背景技术

现代行业中有很多器件需要密封件，密封件必须具备气密性好的特点。如在氧传感器(如图1所示)中，要求密封件必须具备气密性好、耐高温且兼具绝缘性好的特点。通过将预制成具有一定强度、一定厚度的环形固体小片在密封位置压溃，而非直接在密封位置加入粉体的方式进行密封，在满足形状、尺寸、压碎力等的同时，密封件在压碎时能否呈均匀、细小的颗粒对密封效果有非常重要的影响。所以需要研制一种气密性好又有很高填充性的新型密封材料，由于橡胶材料不能经受高温，金属材料的填充性又差，所以既耐高温又有很好的填充性的无机非金属材料使用很广泛，其中滑石粉是作为这种密封材料的主要原料。但是滑石粉的粉粒细小，在高温下又不易分解，由它制成的密封材料体积轻小、携带、使用方便、填充密封效果好，可经受较高的工作温度，体现了其合理性和先进性；而且滑石粉的价格十分便宜，所以用滑石粉作为新型密封件的原材料可以降低新型密封件的整体成本，体现了其经济性的一面。

将滑石粉制成满足性能要求的密封件的第一步也是最重要的一步就是粉体处理。粉体加工生产中制备的颗粒有纤维状、针状、纺锤状、多面体状、卵石状和球状等多种形态，其中球型颗粒的流动性好、堆积密度高、气孔分布均匀，从而在成型与烧结致密化过程中可以对颗粒的生长和气孔的排除与分布进行有效的控制，以获得显微结构均匀、性能优良、一致性的好产品。其次，较之其他形状的颗粒，球型颗粒填充到复合材料中不宜引起应力集中，还可改善复合材料的弹塑性变形能力，并使材料易加工，此外，球型颗粒由于是点接触，不易团聚，便于储存。所以要想获得理想的微球类型，造粒方法是关键。

粉体造粒技术作为粉粒体过程处理的一个最主要分支，目前在应用过程中出现的造粒方法主要搅拌造粒法、沸腾造粒法、喷雾干燥造粒法、压力成型造粒法、喷雾和分散弥雾法、热熔融成型法和离心造粒法等。

搅拌造粒法成型设备结构简单，单机产量大，所形成的颗粒易快速溶解、湿透性强，缺点是颗粒均匀性不好，所形成的颗粒强度较低；沸腾造粒法在几种方法中效率最高，但生产出的颗粒较为疏松，真球度及表面光洁度都很差，适于制造要求不高的颗粒或为其它制剂做前期加工；喷雾干燥造粒法生产出的颗粒带有水分蒸发时留下的空隙，同样比较疏松，虽然可以连续生产，但是产量较低，设备庞大，同时需要前期萃取、过滤、浓缩等一系列处理设备配套，适于制造速溶类食品或中药制剂；压力成型造粒法中模压法可制造较大的团块，所制成的物料也有相当的机械强度，缺点是设备的适用范围较小，对有的物料不易脱模；压力成型造粒法中挤压法上具有适应能力强、产量大、粒度均匀、颗粒强度好、成粒率高等优点；压力成型造粒法中挤出滚圆造粒法简单实用效率较高，颗粒密度大，颗粒真球度和表面光洁度取决于转盘的转速和滚圆的时间，稍有凸凹现象；喷雾和分散弥雾法优点在于物料的造粒过程和干燥过程同时进行，缺点是颗粒强度较低，粒度较小；热熔融成型法在我国粉体工业中的应用已较普遍，技术也较成熟。而离心造粒法制出的颗粒均匀致密、表面光洁度及真球度很高，能制造出高合格率、高质量的球型颗粒，是批量生产高密度、小直径颗粒的理想方法，离心造粒机自七十年代问世后，几经修改，已有多种型号面市，目前，国内该机型技术成熟，效果较好，造价不高，已为制药行业、微丸制造研究广泛采用。

离心造粒机主要由定子(圆筒体)、转盘(底圆盘)、上密封盖、热空气室、传动装置(无级调速)和产品排出机构等组成。

离心造粒的原理是：整个圆筒型腔体的外壁作为定子，底圆盘作为转子高速旋转，并能无级调速，定子与转子之间留有极小的环形间隙，热空气室产生的热空气由此喷入腔体，这样便在造粒机内部建立起喷动的旋转离心力场，使得自动加入此流场内的粉末颗粒，在离心力、重力和环缝气体射流的联合作用下，沿着筒体内壁的下部附近(约为筒体高度1/2)形成流态化环形粒子圈，此时的粉末颗粒不仅围绕主机转轴作绳索状的循环流动，而且还因为定子内壁摩擦作用而绕颗粒自身的轴线急速地旋转，离心造粒装置示意框图如附图2所示。粉末颗粒一方面被均匀喷洒的液滴所润湿，另一方面则在上述环流粒子圈中均匀地粘结新鲜粉末，最后形成球体，完成造粒操作。制得的颗粒真球度、致密度都很高，可以满足实验的要求。

环形固体小片在密封位置压溃，理想的压碎后分散状态在很大程度上是由离心造粒方法决定的。

发明内容