[发明专利]一种基于改性柔性石墨的复合橡胶密封材料制备方法

说明书

本发明涉及一种基于改性柔性石墨的复合橡胶密封材料制备方法。本发明首先将柔性石墨与水混合，加入氧化剂，充分反应一段时间后加入双氧水，然后洗涤干燥，制得改性柔性石墨。再将植物纤维、芳纶纤维、矿物纤维混合疏解，加入改性柔性石墨和其他填料，充分混合均匀，再依次加入硫酸铝、胶乳、硫磺分散体等。混合浆料分散均匀后再在纸机上抄造成型，最后经过压榨、干燥、硫化等步骤，制得改性柔性石墨复合橡胶密封材料。本发明制备方法简便，对柔性石墨表面进行有效氧化改性，使其表面增加亲水基团，从而增强其在水中分散性、增强与其他原料结合能力，最终制备出性能优良的密封材料。

技术领域

本发明属于橡胶工业与造纸工业的交叉领域，涉及一种基于改性柔性石墨的复合橡胶密封材料制备方法。

背景技术

密封材料是一种运用于各行各业的保障型材料，广泛用于建筑、航空、管道接头以及其他需要密封的连接处，它是一种能有效防止固体、液体和气体泄漏，起到水密性、气密性作用的材料。密封材料种类繁多，其中应用最为广泛的为橡胶密封材料。为了适应各行业和各应用领域的需求故多采用复合橡胶密封材料，其中石棉复合橡胶密封材料作为一种优异的密封材料在上世纪应用极为广泛。由于石棉纤维它是一种能引起石棉肺并引发癌症等多种疾病，故本世纪许多国家选择了全面禁止使用这种危险性物质，导致石棉复合橡胶密封材料逐渐被淘汰。

柔性石墨又称膨胀石墨，它是由天然鳞片石墨经氧化剂插层高温膨胀而来。柔性石墨本身是一种理想的密封材料，有“密封王”的称号。柔性石墨本身就可以制备成纯柔性石墨密封材料，它具有良好的防腐蚀性，耐高、低温，良好的压缩回弹性和高强度性，柔性石墨制成的密封垫片能适应各种各样的管道、阀门、压力容器等。所以柔性石墨能很好地取代石棉纤维。与石棉复合橡胶密封材料相比，柔性石墨复合密封材料具有以下明显的优越性：

一、良好的压缩回弹性能。因为柔性石墨本身具有疏松多孔的结构,所以制成的柔性石墨复合密封材料既具有一定的压缩性也有良好的回弹性。

二、无害无污染。柔性石墨不会对人体造成危害，不含有害物质，而石棉制品对人体却具有一定的危害，严重的会导致致癌，同样也会造成污染环境。

三、耐高温。柔性石墨本身就是经过高温制备而来，柔性石墨复合密封材料能耐1500℃以上的高温。因为石棉纤维在500℃时由于纤维内部结晶水分解而不耐高温，故制成的石棉复合密封也不耐高温。

四、适用范围广。能够在酸、碱、盐及有机溶剂下不被腐蚀。（除强酸强碱：如硝酸、浓硫酸，强氧化剂：如高锰酸钾）能试用于放射性化工介质，而石棉复合橡胶密封材料适应性差，不能用于放射性介质。

五、可塑性强。柔性石墨本身柔软多孔，在外力或机械的作用力下能方便制成想要的形状。

六、柔性石墨来源广泛，同样也有极强的自润性良好的导电性。相比于石棉复合橡胶密封材料，柔性石墨复合密封材料使用寿命长保证设备稳定运行。

模压混炼法制造柔性石墨复合密封材料能使柔性石墨与纤维、填料和其他助剂混合均匀，从而发挥出其优异的性能。而使用胶乳抄造法制造柔性石墨复合密封材料却不能很好地使柔性石墨与其他原料混合均匀，无法充分发挥出其优异的性能。原因是胶乳抄造法以水为介质，所有原料都需要在水中均匀分散，而柔性石墨因其结构疏松多孔、密度小，与其他原料混合后极易漂浮在水面上，从而导致制备出的柔性石墨复合密封材料均一性差。

针对使用胶乳抄造法生产柔性石墨复合密封材料过程中存在的以上不足之处，本发明对柔性石墨进行氧化改性，增强柔性石墨的亲水性，使抄造过程中氧化柔性石墨与其他原料在水中均匀分散，最终生产出柔性石墨复合橡胶密封材料的均一性得到改善。这种氧化柔性石墨复合橡胶密封材料制备方法简单，保留了柔性石墨原有结构和优良密封性能。

发明内容