CN1724606A - 片状密封垫片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非石棉系片状密封垫片及其制造方法，该片状密封垫片通过抄制包含有机纤维、橡胶、填料和橡胶助剂的浆液，在对其进行干燥后，进行压延而获得，在片状密封垫片中，该有机纤维占30％以上，其具有优良的密封性，并且抗拉强度呈现与石棉片状密封垫片相同的性能。

Description

片状密封垫片及其制造方法

技术领域

本发明涉及石油化学厂设备、各种工业用机械装置、汽车、船舶、家电等的广泛领域所使用的非石棉系片状密封垫片(在下面也称为“NA片状密封垫片”)及其制造方法。

背景技术

接合片通过下述的方式制造，该方式为：在基材纤维、填充件、橡胶助剂中，通过高速搅拌机(Henschel Mixer)等充分地混合溶解于溶剂中的橡胶，制备混合材料组合物，接着，将该混合材料组合物投入到由加热到约150℃的热辊和保持在约20℃的冷辊形成的一对压延辊之间，在层叠于热辊侧的同时，进行溶剂的蒸发、硫化，将达到规定厚度的片从热辊剥离开。

以往，接合片中广泛采用了在基材纤维中使用了石棉的石棉接合片，该接合片利用石棉独特的形状，或优良的耐热性，作为水、油、空气、水蒸气等流动的管的接头或设备用的密封垫片，而被冲剪加工，然后被使用。石棉接合片包含虽是无机物可非常柔软且高度原纤化了的石棉65～85重量％，在接合片中，石棉纤维处于充分分散而缠绕的状态，所以即使在抗拉强度较大，并且柔软，在加热后，橡胶性能变差的情况下，由石棉彼此之间的缠绕，可呈现弹性，这样，即使在紧固应力降低的情况下，可长期稳定地保持密封性。另外，由于石棉为天然矿物，因为有资源枯竭的担心等原因，故在最近，完全不使用石棉，而使用称为无石棉接合片或非石棉接合片的NA接合片，他们使用石棉以外的无机纤维和有机纤维两种或其中任意一种。

在JP特开2001-262126号公报中，公开了一种接合片，其是通过将由组成物构成的混合材料投入到热辊和冷辊之间，将片状件层叠于热辊侧来获得的，该组合物由除了石棉以外的基材纤维、橡胶、填料和橡胶助剂形成，在该接合片中，包含40重量％以上的粒径在5～15μm范围内的填料。该接合片的抗拉强度、压缩率和柔软性良好。

在JP特开2001-1726116号文献中，公开了一种接合片，其是通过将由组成物构成的混合材料投入到热辊和冷辊之间，将片状件层叠于热辊侧来获得的，该组合物由除了石棉以外的基材纤维、橡胶、填料和橡胶助剂形成，在该接合片中，包含聚四氟乙烯树脂纤维。该接合片在Na接合片的制造工序中，不产生混合材料附着于冷辊面上的现象，即使在高温气氛下使用，仍具有可实现增强紧固性的柔软性。

但是，在过去的接合片中，所采用的基材纤维为石棉以外的无机纤维或有机纤维，与石棉相比较，纤维直径较粗，刚性较大，同样对于添加量，如石棉那样，添加到50～85重量％时，则在采用压延辊，将材料层叠于热辊侧的步骤，在材料的表面上产生凹凸，作用于材料上的荷载的平衡被破坏，所以无法从辊脱落，制成片状。于是，具有下述的问题，即，无法如石棉接合片那样，配合较大量的基材纤维，抗拉强度与石棉接合片相比大大降低。

发明内容

于是，本发明的目的在于解决上述过去的课题，提供一种NA片状密封垫片，该片状密封垫片具有优良的密封性，并且抗拉强度呈现与石棉接合片相同的性能。

针对上述的实际情况，本发明人进行了深入探讨的结果发现，抄制包含有机纤维、橡胶、填料和橡胶助剂的浆液，在对其进行干燥后，进行压延而获得的片状件，在片状密封垫片中，可配合大量的该有机纤维，并且呈现优良的密封性和与石棉接合片相同的抗拉强度等情况，由此，完成了本发明。

即，本发明提供一种片状密封垫片，该片状密封垫片为抄制包含有机纤维、橡胶、填料和橡胶助剂的浆液，在对其进行干燥后，进行压延而获得的片状件，其特征在于，在片状密封垫片中，包含30％以上的该有机纤维。

另外，本发明提供一种片状密封垫片的制造方法，其特征在于，抄制包含有机纤维、橡胶、填料和橡胶助剂的浆液，对其进行干燥后，进行压延，来获得片状件。

由于本发明片状密封垫片通过抄制而制造，故可配合大量的有机纤维。另外，即使对抄浆片进行干燥，将其在2个辊之间压延的情况下，仍不在材料的表面产生凹凸，可稳定地制作具有平滑的表面的片状件。由此，具有优良的密封性，并且呈现与石棉接合片相同的抗拉强度。

具体实施方式

本发明的片状密封垫片为通过抄制包含有机纤维、橡胶、填料和橡胶助剂的浆液，对其进行干燥后，进行压延而获得的密封垫片。在本发明的片状密封垫片中，有机纤维的配比在30％重量以上，最好在30～85重量％的范围内，特别是最好在35～50重量％的范围内。在本发明的片状密封垫片中，在构成基材纤维的有机纤维的配比小于30重量％的场合，难于获得抗拉强度良好的片状件。另外，即使在过多的情况下，橡胶、填料和橡胶助剂等其它有效成分的配比减少，故不好。

作为本发明片状密封垫片所采用的有机纤维没有特别限定，列举有比如，芳香族聚酰胺纤维、聚酰胺系纤维、聚苯撑苯并双噁唑(PBO纤维)、聚烯烃系纤维、聚酯系纤维、聚丙烯腈系纤维、聚乙烯醇系纤维、聚氯乙烯系纤维、聚硫脲系纤维、聚氨基甲酸酯系纤维、多氟碳系纤维、酚醛系纤维、纤维素系纤维等，其中，从耐热性较高的方面来说，最好采用芳香族聚酰胺纤维、聚苯撑苯双并噁唑(PBO纤维)。这些有机纤维可按照将1种或2种以上的成分组合的方式使用。另外，有机纤维可适当地与碳纤维、玻璃纤维、岩绵等的无机纤维中的1种或2种以上的成分组合使用。

作为本发明的片状密封垫片所采用的橡胶，列举有丙烯腈丁二烯橡胶、氢化(hydrogen)丙烯腈丁二烯橡胶、丙烯酸类橡胶、丙烯腈橡胶、乙丙橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氟化硅橡胶、氯磺化橡胶、乙烯乙酸乙烯橡胶、氯化聚乙烯、氯化丁基橡胶、环氧氯丙烷橡胶、丙烯腈-异戊二烯腈、天然橡胶、异戊二烯橡胶等，其中，从耐油性较高的方面来说，最好为丙烯腈丁二烯橡胶。可将1种或2种以上的这些橡胶组合使用。最好，在片状密封垫片中，橡胶的配比在10～40重量％的范围内。

作为本发明的片状密封垫片所采用的填料，列举有高龄土、滑石、硅石、硫酸钡、碳酸氢钠、云母、石墨、绢云母、硅灰石、白炭黑、煅烧粘土、氢氧化铝、氢氧化镁、玻璃珠等。在片状密封垫片中，填料的配比在5～30重量％的范围内。

本发明的片状密封垫片所采用的橡胶助剂可采用硫化剂、硫化促进剂、老化防止剂、早期硫化防止剂、塑性剂和着色剂等过去的橡胶中所配合的公知的橡胶助剂。作为硫化剂，列举有硫磺、氧化锌、氧化镁、过氧化物、二硝基苯等。作为硫化促进剂，列举有聚胺系化合物、醛胺系化合物、氨荒酰系化合物、二硫代氨基甲酸盐系化合物、亚磺酰氨系化合物、噻唑系化合物、胍系化合物、硫脲系化合物、黄原酸化合物等。

为了制造本发明的片状密封垫片，列举有抄制包含有机纤维、橡胶、填料和橡胶助剂的浆液，对其进行干燥，然后对其进行压延来获得片状件的方法。在制造该浆液时，作为原料的投入步骤，没有特别的限制，但是，从可在片状密封垫片中，能够均匀地混合大量的有机纤维的方面来说，首先，将有机纤维和水一起浇入匀浆机中，制作有机纤维均匀分散的第1浆液是优选的。接着，在第1浆液中，投入橡胶、填料和橡胶助剂，或凝固剂，获得浆状物。将该浆液浇入公知的抄浆机中，比如，形成厚度为3.0mm的抄浆片。另外，在采用有机纤维以外的纤维类，比如，无机纤维的场合，可独立于第1浆液，制作分散有无机纤维的浆液，将该无机纤维分散浆液与第1浆液混合。另外，在无机纤维分散浆液中，也可混合有填料。作为浆液抄浆机，没有特别限制，列举有圆网抄浆机、长网抄浆机等，但是，从合格率良好的方面来说，最好采用圆网抄浆机。

对抄浆片进行干燥，然后，对其进行压延。如果是压延后的片厚度为比如3.0mm的抄浆片，则压延到比如，1.5mm。压延方法不特别限制，列举有通过2个热辊之间的方法(加热压延方法)和采用压力机进行压延的方法，但是，其中，从呈现较高的生产性的方面来说，最好采用通过2个热辊之间的方法(加热压延方法)。作为加热压延方法的具体实例，列举有比如，使干燥抄浆片通过加热到100～120℃的热辊之间，按照规定的线压荷载进行压延的方法。另外，为了进行硫化处理，从热辊之间获得的片状件也可在高压釜中，进行2次硫化处理。

对于这样获得的片状密封垫片，在该片中，有机纤维均匀地缠绕而分散，并且在表面，未确认有凹凸。由此，即使在有机纤维与石棉相比较，纤维直径较粗且刚直的情况下，呈现优良的密封性，并且呈现与石棉接合片相同的抗拉强度。由此，可长期稳定地防止内部流体的密封泄漏。

作为本发明的片状密封垫片的物理性质，抗拉强度在20～50MPa的范围内，柔软性在10～15的范围内。另外，本发明的片状密封垫片作为在石油化学厂设备、各种工业用机械设备、汽车、船舶、家电等广泛领域内使用的密封垫片基材，通过膏涂敷，或非涂敷的方式安装于法兰上。

下面列举实施例，对本发明进行更加具体的描述，但是，其仅仅为示例性的，不构成对本发明的限制。

实施例1

将有机纤维与水一起浇到匀浆机中，制造有机纤维的分散良好的第1浆液。接着，在第1浆液中，投入剩余的橡胶、填料和橡胶助剂，获得浆液状的原料。然后，通过圆网抄浆机，制造厚度为3.0mm的抄浆片，接着，在100℃的温度下对其干燥1小时，然后，使干燥抄浆片通过100℃的热辊之间，用线压在100kgf/cm以上的荷载进行压延，获得厚度为1.5mm的片。通过在150℃的温度下，对该片进行硫化处理达30分钟，获得厚度为1.5mm的NA片状密封垫片。另外，浆液中的各原料的投入量使精加工NA片状密封垫片的组成在表1中给出的比例。在表1中，数值为重量％。对所获得的NA片状密封垫片的抗拉强度和密封性进行评价。另外，抗拉强度的测定按照JISR3453接合片的试验规格进行。另外，密封性在JIS10K25A的法兰上，紧固NA片状密封垫片，施加1.0MPa的氮气体的负荷，在放置10分钟后，放入水中，俘获所发生的气泡达10分钟，计算每分钟的泄漏量。表2表示其结果。

实施例2

除了按照表1所示的配合比使用表1所示的材料以外，按照与实施例1相同的方法进行。其结果在表2中给出。

比较例1

通过高速搅拌机，以低速旋转20分钟表1所述配合比的有机纤维、橡胶、橡胶助剂、填料来进行混合，调制成混合材料。将已获得的混合材料投入到加热至150℃的热辊和保持在20℃的冷辊之间，在层叠于热辊侧的同时，对其进行加压硫化成形，获得厚度为1.5mm的NA片状密封垫片。与实施例1相同，对已获得的NA片状密封垫片的抗拉强度和密封性进行评价。表2表示其结果。

比较例2

采用表1的比较例2的配比的材料，按照与比较例1相同的方法，制造厚度为1.5mm的NA片状密封垫片。表2表示其结果。

比较例3

采用表1的比较例3的配比的材料，按照与比较例1相同的方法，制造厚度为1.5mm的NA片状密封垫片。表2表示其结果。

表1

材料名单位：重量％		实施例		比较例
							1	2	1	2	3
		基材纤维	芳香族聚酰胺纤维石棉	30-	50-	30-						20-	-62
橡胶	NBR						30	30	30	10	15
		橡胶助剂		15	15	15						5	8
填料	高岭土						25	5	25	65	15
		合计		100	100	100						100	100

表2

	实施例		比较例
						1	2	1	2	3
	抗拉强度(MPa)	30	45	25	14						30
密封性(cm3/分)						0.01	0.01	1	0.01	0.01

根据表2可知，实施例1、2的NA片状密封垫片具有与采用石棉纤维的比较例3相同程度以上的抗拉强度，密封性也良好。另外，对于比较例1，抗拉强度虽良好，但是，由于在片表面具有凹凸，密封性变差。另外，对于比较例2，密封性虽良好，但是，抗拉强度为比较例3的一半以下。

Claims (5)

1.一种片状密封垫片，其特征在于，该片状密封垫片是通过抄制包含有机纤维、橡胶、填料和橡胶助剂的浆液，对其进行干燥后，进行压延而获得的片状件，在片状密封垫片中，包含30％以上的上述有机纤维。

2.根据权利要求1所述的片状密封垫片，其特征在于，上述有机纤维为芳香族聚酰胺纤维。

3.一种片状密封垫片的制造方法，其特征在于，抄制包含有机纤维、橡胶、填料和橡胶助剂的浆液，对其进行干燥后，进行压延，来获得片状件。

4.根据权利要求3所述的片状密封垫片的制造方法，其特征在于，上述浆液通过在由水和有机纤维构成的第1浆液中，投入橡胶、填料和橡胶助剂来制作。

5.根据权利要求3所述的片状密封垫片的制造方法，其特征在于，在片状密封垫片中，包含30％以上的上述有机纤维。