细鳞片石墨复合密封板成形制造技术

摘要

密封件是机电产品、石油、化工等中防止产生漏油、漏气、漏水以及防止外界环境介质和灰尘浸入的重要基础元件。现代工业对密封的可靠性提出了越来越高的要求，而传统各类密封材料各自存在一系列问题，无法满足现代工业要求。柔性石墨板是一种新型碳素材料，密封性能佳，但生产成本偏高、强度不足、不耐氧化，使其应用范围受到一定程度的限制。细鳞片石墨具有与柔性石墨相同的物理化学属性，且其储量丰富，成本极低，但其缺点是粒度小，流动性极差，成形工艺性不佳，目前主要作为石墨坩埚、润滑剂、石墨皿、涂料等低附加值的工业产品原材料，这极大地限制了其经济使用价值。如何改善细鳞片石墨成形工艺性，提高其附加值，开发高附加值的工业产品，一直是石墨行业亟待解决的技术难题。
　　针对传统各类密封材料存在的不足，开发了一种细鳞片石墨复合密封板灌浆成形制造工艺。在了解原材料的诸多属性基础上，研究了细鳞片石墨浆料的制备工艺、灌浆成形工艺、热风干燥工艺和热压固化成型工艺，获得了细鳞片石墨复合密封板灌浆成形制造技术。
　　开发细鳞片石墨复合密封板铺叠成形制造技术，缩短了干燥时间长，提高了干燥效率，控制了生产成本。通过多层细鳞片石墨半固化薄片与增强基材叠真空热压成型，可以对每一材料成分含量及厚度和叠层的层数、不同增强基材相互叠加、细鳞片石墨复合板密封材板厚等都能精确易控，从而提高细鳞片石墨复合密封板材的使用性能等其他要求。
　　研究结果表明：（1）随着细鳞片石墨含量的增加，细鳞片石墨复合密封板抗拉强度、压缩率和回弹率不断减小；（2）随着酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛之比增大，细鳞片石墨复合密封板的抗拉强度先增大后减小，压缩率、回弹率不断减小；（3）随着邻苯二甲酸二丁酯含量的增加，细鳞片石墨复合密封板抗拉强度略有降低，压缩率、回弹率先增大后减小；（4）随着热压成型压力的增加，细鳞片石墨复合密封板抗拉强度略有增加，压缩率略微下降，回弹率略有上升，总体影响不大；（5）细鳞片石墨复合密封板材抗拉强度、压缩率及回弹率分别为9.2MPa、8.8％、46%，均满足密封板材国家标准的要求。采用细鳞片石墨复合密封板铺叠成形工艺可以实现大批量、高效率、低成本制造细鳞片石墨复合密封板材。

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引言

1 绪论

1.1课题的科学意义和应用前景

1.2密封垫的发展现状

1.3密封板成形工艺

1.4研究内容

2细鳞片石墨复合密封板灌浆成形工艺

2.1原材料的种类及性质

2.2实验设备

2.3细鳞片石墨复合密封板灌浆成形工艺技术路线

2.4灌浆成型制造

2.5细鳞片石墨浆料的制备工艺

2.6细鳞片石墨浆料灌浆

2.7热风干燥工艺

2.8热压固化成型

2.9本章小结

3细鳞片石墨复合密封板铺叠成形工艺

3.1细鳞片石墨复合密封板铺叠成形工艺技术路线

3.2铺叠成型制造

3.3细鳞片石墨复合板半固化薄片的制备

3.4薄片分层铺叠叠加成形制造工艺

3.5本章小结

4细鳞片石墨复合密封板性能研究

4.1复合密封板的性能测试方法

4.2细鳞片石墨含量对细鳞片石墨复合密封板的影响

4.3酚醛树脂/聚乙烯醇缩丁醛质量比对细鳞片石墨复合密封板的影响

4.4邻苯二甲酸二丁酯含量对细鳞片石墨复合密封板的影响

4.5热压成型压力对细鳞片石墨复合密封板的影响

4.6本章小结

5结论和展望

参考文献

致谢

附录：攻读硕士学位期间发表的学术论文与研究成果