一种长寿命齿板增强高强石墨垫片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长寿命齿板增强高强石墨垫片及其制备方法，包括环形石墨板和嵌于所述环形石墨板中部的金属冲齿板，所述环形石墨板是由如下按重量份计的各原料制成：柔性石墨粉100份、偶联剂3

【技术实现步骤摘要】
一种长寿命齿板增强高强石墨垫片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及石墨垫片
，尤其涉及一种长寿命齿板增强高强石墨垫片及其制备方法。

技术介绍

[0002]高强石墨垫片是由纯石墨板或中部嵌有金属（冲齿板、平板、网）进行增强的石墨板切割或冲压而成的环形密封垫片。由于其具有优异的耐腐蚀性，耐高低温，良好的压缩回弹性，较好的强度等特点，被广泛用于通讯、交通、航空、军用电子产品等领域。
[0003]齿板增强高强石墨垫片是一种常见的高强石墨垫片，其一般跟随法兰配套使用，表面柔软，避免了金属对金属的直接接触，且能可靠、紧密的结合，保护了金属法兰在极高的载荷不被损伤。齿板增强高强石墨垫片尤其适合于高温、高压，工况条件交变的场合；在热交换器、容器、反应釜的法兰连接处，是传统金属包覆垫片的理想替代品。然而，现有的齿板增强高强石墨垫片还或多或少存在制造工艺较复杂，价格较高，尤其是大规格垫片成材率较低，易与空气和接触的试剂发生氧化作用，使用寿命短，抗拉力度、抗压性以及光洁度较差，制造效率低。
[0004]为了解决上述问题，中国专利申请CN110330338A公开了一种长寿命齿板增强高强石墨垫片，包括石墨板及内嵌在所述石墨板中间的金属齿板，所述石墨板由以下重量份数的原料组成：石墨粉末100份、单宁酸3～7份、树脂3～12份、丙烯酸甲酯1.5～5份、偏铝酸钠0.5～3份和笼型倍半硅氧烷6～10份。该专利技术制备得到的石墨垫片，即保持了石墨垫片耐腐蚀、耐高低温、良好回弹性等优良特性，同时提高了石墨垫片的耐氧化性和力学性能，延长了其高温高压等恶劣工况下的使用寿命。然而，其耐老化性能和性能稳定性较差；机械强度有待进一步提高，使用寿命有待进一步延长。
[0005]因此，有必要寻求更为有效的方法，制备出长寿命齿板增强高强石墨垫片。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种长寿命齿板增强高强石墨垫片及其制备方法。该石墨垫片耐老化性能和性能稳定性好，强度大，耐氧化性、耐腐蚀、耐高低温性能佳，回弹性足，使用寿命长。
[0007]为达到以上目的，本专利技术提供一种长寿命齿板增强高强石墨垫片，其特征在于，包括环形石墨板和嵌于所述环形石墨板中部的金属冲齿板，所述环形石墨板是由如下按重量份计的各原料制成：柔性石墨粉100份、偶联剂3
‑
5份、氮化硼纤维3
‑
7份、纳米硼纤维5
‑
8份、氟化石墨烯3
‑
6份、磺化聚苯硫醚4
‑
6份、N
‑
(4
‑
氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/烯丙基三苯基溴化膦/甲基乙烯基硅芴/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物7
‑
12份、2,2
‑
双(3
‑
氨基
‑4‑
羟基苯基)六氟丙烷1
‑
3份、五氧化二磷1
‑
2份、多聚磷酸0.6
‑
1份。
[0008]优选的，所述N
‑
(4
‑
氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/烯丙基三苯基溴化膦/甲基乙烯基硅芴/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N
‑
(4
‑
氰基
‑
3
‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、烯丙基三苯基溴化膦、甲基乙烯基硅芴、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50
‑
65℃下搅拌反应4
‑
6小时，后在水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3
‑
6次，后置于真空干燥箱80
‑
90℃下干燥至恒重。
[0009]优选的，所述N
‑
(4
‑
氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、烯丙基三苯基溴化膦、甲基乙烯基硅芴、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(3
‑
5):(2
‑
3):(1
‑
2):1:(0.07
‑
0.11):(30
‑
50)。
[0010]优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
[0011]优选的，所述柔性石墨粉的粒径为40
‑
80目。
[0012]优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
[0013]优选的，所述氮化硼纤维的平均直径为3
‑
9μm，长径比为(10
‑
20):1；所述纳米硼纤维的平均直径为300
‑
500nm，长径比为(12
‑
16):1；所述氟化石墨烯的粒径为800
‑
1000目。
[0014]优选的，所述磺化聚苯硫醚的来源无特殊要求，在本专利技术的一个实施例中，所述磺化聚苯硫醚是按中国专利技术专利申请CN102775607A中实施例1的方法制成。
[0015]本专利技术的另一个目的，在于提供一种所述长寿命齿板增强高强石墨垫片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后加入粉碎机中进行粉碎，过200
‑
300目筛，得到混合物料；然后在模具中放置金属冲齿板，再将混合物料倒入所述金属冲齿板的两侧进行压片，再冲压成型，后在180
‑
200℃下处理2
‑
3小时，冷却至室温后，将其在50
‑
60℃的水中浸泡8
‑
10小时，取出后在85
‑
95℃的真空干燥箱中干燥至恒重，得到齿板增强高强石墨垫片。
[0016]优选的，所述金属冲齿板的材质为不锈钢316。
[0017]由于上述技术方案的运用，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术公开的长寿命齿板增强高强石墨垫片的制备方法，无需专用设备，耗能低，资金投入小，操作控制方便，制备效率和成品合格率高，适合连续规模化生产需求，具有较高的经济价值和社会价值。
[0018]（2）本专利技术公开的长寿命齿板增强高强石墨垫片，柔性石墨粉的添加能改善材料的柔性和弹性；氮化硼纤维和纳米硼纤维相互配合，能赋予材料较高的强度和耐磨性，使得抗氧化性、耐腐蚀性和机械力学性能更佳；氟化石墨烯的加入能改善材料的性能稳定性、耐腐蚀性和耐高温性能，提高其机械强度和耐磨性；偶联剂能改善各原料之间的相容性；磺化聚苯硫醚、N
‑
(4
‑
氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/烯丙基三苯基溴化膦/甲基乙烯基硅芴/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、2,2
‑
双(3
‑
氨基
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长寿命齿板增强高强石墨垫片，其特征在于，包括环形石墨板和嵌于所述环形石墨板中部的金属冲齿板，所述环形石墨板是由如下按重量份计的各原料制成：柔性石墨粉100份、偶联剂3
‑
5份、氮化硼纤维3
‑
7份、纳米硼纤维5
‑
8份、氟化石墨烯3
‑
6份、磺化聚苯硫醚4
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6份、N
‑
(4
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氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/烯丙基三苯基溴化膦/甲基乙烯基硅芴/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物7
‑
12份、2,2
‑
双(3
‑
氨基
‑4‑
羟基苯基)六氟丙烷1
‑
3份、五氧化二磷1
‑
2份、多聚磷酸0.6
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1份。2.一种根据权利要求1所述长寿命齿板增强高强石墨垫片，其特征在于，所述N
‑
(4
‑
氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/烯丙基三苯基溴化膦/甲基乙烯基硅芴/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N
‑
(4
‑
氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、烯丙基三苯基溴化膦、甲基乙烯基硅芴、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50
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65℃下搅拌反应4
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6小时，后在水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3
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6次，后置于真空干燥箱80
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90℃下干燥至恒重。3.一种根据权利要求2所述长寿命齿板增强高强石墨垫片，其特征在于，所述N
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(4
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氰基
‑3‑
三氟甲基苯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶奇为，卢利祥，
申请(专利权)人：慈溪埃弗龙密封件有限公司，
类型：发明
国别省市：