[发明专利]短碳纤维－玻璃短纤维混杂增强橡胶基密封复合材料及其制备工艺

说明书

所属技术领域

本发明涉及增强橡胶基密封复合材料及其制备工艺，尤其涉及短碳纤维-玻璃短纤维混杂增强橡胶基密封复合材料及其制备工艺。

背景技术

一百多年来，石棉橡胶板(CAF)因具有良好的弹性、耐热性、抗蠕变松弛特性、耐化学腐蚀性以及较高的机械强度而成为过程工业中应用最为广泛的密封垫片材料。然而，自上世纪70年代起，大量的研究表明石棉是一种强致癌物质，其制品在生产和使用时，直径小于3μm的石棉微纤容易悬浮在空中，被人体吸入，危害极大。出于人体健康和环境保护的目的，许多发达国家都已立法禁止生产和使用含石棉纤维的制品。如，早在上世纪90年代，包括德国、法国、新加坡等多数发达国家都相继禁止生产、销售与使用一切石棉制品。欧盟的EU法令规定，从2005年1月1日起，所有欧盟国家都禁止使用石棉制品。因此，世界各国特别是工业发达国家都将开发无石棉密封材料作为密封技术领域的主要研究方向之一。

从广义上说，凡是不含石棉的密封材料均可称为非石棉密封材料，包括橡胶、聚四氟乙烯(PTFE)和柔性石墨等。但橡胶耐热性差，密封压力小，应用范围窄；PTFE蠕变大、回弹性差、成本高并有冷流倾向；柔性石墨强度低、回弹小、对介质有一定污染，均难以在广泛的范围内替代CAF材料。而上世纪80年代发展起来的非石棉纤维增强橡胶基密封复合材料(NAFC)却具有很多优点：(1)生产过程简单，工艺较成熟；(2)产品具有较好的可设计性，品种多，性能好，可以在广泛的范围内满足使用要求；(3)原材料来源广泛，成本低，性能价格比高等。因此，世界各工业发达国家都把发展非石棉密封材料的重点放在NAFC材料的研制与开发上。

进入20世纪90年代后，工业发达国家出于环境保护的目的，对密封材料提出了更加严格的要求，包括颁布“空气净化法”(Clean Air Act)法规、要求“零逸出”(Zero Emission)等，从而进一步推动了无石棉密封材料特别是NAFC材料的研制、开发及其性能研究，使之成为了密封材料领域二十年来最活跃、最突出的创新技术和研究热点之一。为此，国际上一些著名密封板材生产企业，如美国的Garlock公司，奥地利的Klinger公司，英国的Flextallic公司，德国的Kempchen公司，日本的Valqua、Pillar等公司，相继投入大量的人力、物力，研究开发了多种非石棉纤维增强的NAFC材料板材，并与一些相关的国际组织及研究机构(如美国压力容器研究委员会PVRC、美国化学工业材料技术学会MTI以及加拿大ECOLE工业技术大学、德国MPA、法国CETIM等)合作，对这些新材料进行了大量的试验和应用研究，并获得了大量研究成果，从而为正确评定和推广应用这些新型材料奠定了一定的理论和实践基础。