[发明专利]一种石墨密封材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨密封材料及其制备方法。所述石墨密封材料按照质量份数包括：石墨50～80份、粘结剂10～30份、二氧化硅5～15份、氧化硼1～5份、三氧化二铝1～5份和长石组合物0.3～15份。本发明的石墨密封材料通过加入钾长石、钠长石和硅灰石，有效降低石墨密封材料的气孔率；通过加入二氧化硅和三氧化二铝，提高了石墨密封材料的机械强度及其耐磨性能，其产品均一性好，体积密度1.70～1.90g/cm³、抗折强度40～60MPa、开口气孔率低于5％，适用于中低压、高速机械密封。

技术领域

本发明涉及密封材料技术领域，具体涉及一种石墨密封材料及其制备方法。

背景技术

石墨的层状结构使其具备较好的润滑性能，同时石墨还具有良好的化学稳定性和一定的机械强度，因此通常被用作密封材料。传统的石墨材料生产一般使用焦炭或石墨为骨料、沥青或树脂为粘结剂，经混捏、磨粉、成型、炭化或石墨化制得石墨基材。因为炭化过程中会产生大量气孔，因此石墨材料作为密封材料使用时一般都需要进行浸渍封孔处理，常见的浸渍剂有酚醛树脂、环氧树脂、铜、银、巴氏合金、玻璃等，树脂类浸渍剂在浸渍时通常都会产生一定的环境污染，而金属和非金属类浸渍剂则对设备的要求较高，此外，采用浸渍的方法很难保证材料的均一性。

公开号为CN106350006A的中国专利文献公开了一种石墨密封材料及其制备方法，该密封材料的原料质量份数为一阶段料4.8～6.6份，人造石墨粉0.4～2.0份，煤沥青2.7～3.2份，经热混、轧片、磨粉、压制、焙烧、反复浸渍煤沥青、石墨化、加工、反复浸渍酚醛树脂、固化等工艺步骤制的石墨密封材料，材料的抗折强度55～75MPa，开口气孔率＜1％，体积密度≥1.9g/cm³，具备高强度、耐腐蚀、抗氧化、耐磨、自润滑性能。这种方法中大量的使用了浸渍的方法进行材料增强，工序较长，成本较高。

公开号为CN101050347A的中国专利文献公开了一种炭/炭密封材料的制造方法，采用针刺工艺制取准三维结构预制体，将预制体置于预压定向流气相沉积炉内，采用等温化学气相渗透致密工艺，形成热解炭基体，在真空压力浸渍罐内浸渍糠酮树脂或酚醛树脂，经固化处理和炭化处理；再在真空-压力浸渍罐浸渍沥青，并在热等静压机中炭化处理；经过高温热处理和树脂浸渍封孔，形成炭/炭密封材料。制得的炭/炭密封材料具有高的力学性能、良好的密封性和可靠性，克服了石墨密封材料的脆性、裂纹敏感性。这种方法中使用的针刺准三维预制体成本高昂，碳致密化过程需要采用的气相沉积炉，对设备要求高，同时也需要通过树脂浸渍封孔才能使材料具备密封性能。

发明内容

本发明的目地在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、成本较低的石墨密封材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种石墨密封材料。具体地，所述石墨密封材料按照质量份数包括：石墨50～80份、粘结剂10～30份、二氧化硅5～15份、氧化硼1～5份、三氧化二铝1～5份和长石组合物0.1～15份。

优选地，所述石墨密封材料按照质量份数包括：石墨60～70份、粘结剂15～25份、二氧化硅8～12份、氧化硼2～4份、三氧化二铝2～4份和长石组合物1～10份。

优选地，所述石墨密封材料按照质量份数包括：石墨65份、粘结剂20份、二氧化硅10份、氧化硼3份、三氧化二铝3份和长石组合物6份。

优选地，所述石墨为天然石墨、人造石墨或天然石墨和人造石墨的混合物，平均粒径为5～20μm；所述的粘结剂为煤沥青或酚醛树脂；所述长石组合物为钾长石、钠长石或硅灰石中的一种或多种。

优选地，所述钾长石：钠长石：硅灰石的质量份数比为1：1：1。

本发明第二方面提供了一种石墨密封材料的制备方法。具体的，所述的制备方法包括以下步骤：

(1)按质量份称取石墨、粘结剂、二氧化硅、氧化硼、三氧化二铝和长石组合物；