本發(fā)明涉及一種密封材料，尤其是涉及一種柔性石墨編織填料的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

柔性石墨具有類似金屬材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能、還具有像有機(jī)塑料一樣的可塑性，并且還有特殊的熱性能，化學(xué)穩(wěn)定性，具有良好的潤(rùn)滑功能，能塑形后覆蓋在關(guān)鍵材料的特定位置表面，形成特別的效果。因此，柔性石墨在現(xiàn)代電子，通信，航空及國(guó)防軍工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN104015468A，于2014年9月3日公開了“石墨膜的生產(chǎn)方法”， 它包括如下步驟：1)卷繞工序；2)低溫碳化；3)高溫石墨化；4)開卷收料，將人工石墨膜半成品和柔性石墨紙分別收卷；5)壓延處理，將人工石墨膜半成品壓附在離型膜或保護(hù)膜上；6)收卷包裝。其中所述卷繞工序包括如下步驟：a.將高分子膜每隔0.2－5米采用虛線刀進(jìn)行半斷式模切形成切割虛線；b.在石墨筒芯纏繞耐高溫彈性材料；c.將帶有切割虛線的高分子膜和柔性石墨紙貼合，并在步驟b的基礎(chǔ)上接著纏繞在石墨筒芯上；d.當(dāng)步驟c纏繞的高分子膜和柔性石墨紙達(dá)到既定的厚度后，用碳繩緊固。但是這種柔性石墨在生產(chǎn)時(shí)會(huì)造成粘接強(qiáng)度低，成品儲(chǔ)存時(shí)間短，使得膠水含量控制困難，蠕蟲石墨層之間粘接性差，在卷制、擰合和編織過程中會(huì)掉下許多石墨磷片，并且編織填料中會(huì)出現(xiàn)氣泡以及有害氣體含量較多，導(dǎo)致最終的成品質(zhì)量不穩(wěn)定，材料特性受到影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有柔性石墨編織填料的生產(chǎn)方式不佳，難以制備品質(zhì)優(yōu)良、緊實(shí)致密而不含氣泡的柔性石墨，從而提供一種柔性石墨編織填料的生產(chǎn)方法，可以制備出強(qiáng)度高、密度均勻、緊實(shí)致密而不含氣泡的優(yōu)質(zhì)柔性石墨編織填料。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種柔性石墨編織填料的生產(chǎn)方法，依次包括如下步驟：

a.將蠕蟲石墨放置在循環(huán)的傳送帶上，并以對(duì)壓輥進(jìn)行初步對(duì)壓成型，再將初步成型的石墨帶材在次壓輥中壓薄；

b.增強(qiáng)材料經(jīng)過在膠池內(nèi)充分浸潤(rùn)，進(jìn)行掛膠；所述增強(qiáng)材料材質(zhì)選自棉麻纖維、金屬絲、合成纖維或無機(jī)纖維中的一種或多種組合，形狀為線狀和/或編織網(wǎng)狀和/或片狀；

c.掛膠后的增強(qiáng)材料的下側(cè)面與從步驟a中次壓輥中壓薄而成的石墨帶材的上側(cè)面進(jìn)行復(fù)合，然后在干燥器中完成烘干；烘干溫度為80~380℃；

d.在增強(qiáng)材料的上側(cè)面，通過排氣壓輥二次壓制上一層蠕蟲石墨，得復(fù)合層帶；

e.在復(fù)合層帶表面添加緩蝕劑；

f.通過破帶裝置將步驟e所得產(chǎn)品裁切成條狀，卷制并擰合成石墨線；

g.在石墨線外部包裹一層金屬絲網(wǎng)；

h.對(duì)包有金屬絲網(wǎng)的石墨線進(jìn)行加熱去雜處理；

i.使用多軌高速精密編織設(shè)備，通過交叉內(nèi)鎖編織方式，經(jīng)過步驟h處理后的石墨線編織成柔性石墨編織填料。

在本技術(shù)方案中，采用了兩次復(fù)合的方法，每次復(fù)合僅復(fù)合增強(qiáng)材料的一面。這樣做，石墨帶材和蠕蟲石墨對(duì)增強(qiáng)材質(zhì)的結(jié)合更緊密，復(fù)合效果更好，制得的成品更致密。在增強(qiáng)材料的兩側(cè)面試上都復(fù)合了石墨后，本方法采用了壓輥進(jìn)行壓制，將石墨、膠水、石墨與膠水間的空氣排出，有利于最終產(chǎn)品的致密。膠水可以選用在初次復(fù)合之后，還要通過干燥器進(jìn)行烘干，烘干可以使石墨帶材更好的附著在增強(qiáng)材料上。緩蝕劑是一種較為活潑的金屬粉體，在表面添加此類金屬粉體有利于改善此種石墨編織填料材料在使用過程中電化學(xué)腐蝕的程度，保護(hù)密封接觸界面。在石墨線外部包裹一層金屬絲網(wǎng)，既有利于提高石墨線的韌性，又能保護(hù)石墨線，防止石墨料脫落。對(duì)包有金屬絲網(wǎng)的石墨線進(jìn)行加熱去雜處理，是將石墨線置于一定高度的溫度下進(jìn)行加熱，通過這種加熱可以燒毀去除石墨線中的膠水和棉線類，這樣有利于提高柔性石墨編織填料的石墨含量，同時(shí)有利于在高溫工況下形變減小、失重減少，有助于產(chǎn)品的最終品質(zhì)。最后將石墨線使用多軌高速精密編織設(shè)備進(jìn)行編織，可以采用中國(guó)專利文獻(xiàn)CN200520116305.5中公開的現(xiàn)有技術(shù)高速盤根編織機(jī)進(jìn)行編織。

作為優(yōu)選，步驟a中對(duì)壓輥還與從動(dòng)輪間以對(duì)壓輥預(yù)壓帶連接，對(duì)壓輥預(yù)壓帶與傳送帶之間的夾角為10~30°。這樣的設(shè)計(jì)可以使蓬松的石墨在被對(duì)壓輥對(duì)壓成型前，由對(duì)壓輥預(yù)壓帶進(jìn)行預(yù)壓制，為保證對(duì)壓質(zhì)量提供了保障。而且根據(jù)生產(chǎn)不同厚度的產(chǎn)品的要求，該夾角可調(diào)。

作為優(yōu)選，步驟b中增強(qiáng)材料掛膠所用膠液為丙烯酸脂水溶性聚合物。由于最終制備的成品需要應(yīng)用在保溫高腐蝕性環(huán)境下，因此掛膠所用的膠液為低鹵素膠，優(yōu)選使用丙烯酸脂水溶性聚合物。丙烯酸脂水溶性聚合物具有低有害元素，耐候變性、粘接持久的特性。

作為優(yōu)選，步驟a中使用的次壓輥的上輥表面為粗糙面，該粗糙面的粗糙度Ra的范圍值是50~100。使用較粗糙的上輥表面，使經(jīng)過輥壓制成的石墨帶的表面具有更大的粗糙度，與完成過膠的增強(qiáng)材料復(fù)合的效果更好。

作為優(yōu)選，步驟a中使用的次壓輥的上輥沿輥壁內(nèi)側(cè)設(shè)有夾層，夾層內(nèi)設(shè)有重物滾珠。本方案在次壓輥的上輥沿輥壁內(nèi)側(cè)設(shè)有夾層，夾層內(nèi)設(shè)有重物滾珠。當(dāng)上輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，夾層內(nèi)的重物滾珠就會(huì)因重力不規(guī)則的從側(cè)壁上向下掉落，掉落的時(shí)候撞擊在上輥的輥壁上，間接的對(duì)該位置的石墨起到進(jìn)一步壓緊的作用。同時(shí)，由于這種掉落產(chǎn)生的撞擊是隨機(jī)的，對(duì)石墨形成的壓緊作用也是隨機(jī)分散的，這樣的石墨表層復(fù)合增強(qiáng)材料效果更好。重物滾珠可以是金屬塊、混凝土塊、鵝卵石等，形狀可以是球形、橄欖型、多曲面合圍的立體形狀等，以圓形的鐵球?yàn)榧选?/p>

作為優(yōu)選，所述的次壓輥上輥的夾層內(nèi)有沿軸向設(shè)有1道以上的擋條。擋條可以使重物滾珠掉落下來的位置更接近輥面與石墨接觸的位置，形成更好的敲擊效果，同時(shí)也能進(jìn)一步形成重物滾球的不規(guī)則下落。

作為優(yōu)選，步驟c的復(fù)合工藝中使用了對(duì)壓輥。此處使用對(duì)壓輥，可以進(jìn)一步擠出膠水、石墨中的空氣，提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

作為優(yōu)選，步驟a和d中使用了閘門板，所述閘門板設(shè)于傳送帶上方和增強(qiáng)材料上方，通過調(diào)節(jié)閘門板的升降位置來控制通過閘門板下方空間的蠕蟲石墨的厚度。閘門板為板狀，橫置在傳動(dòng)帶和增強(qiáng)材料的上方。閘門板的高度可調(diào)，即閘門板下方的空間的高度可調(diào)。通過調(diào)節(jié)閘門板，可以按照所要制備的柔性石墨編織填料的要求來設(shè)定石墨蠕蟲的厚度，也就是石墨蠕蟲的用量，可形成不同厚度的最終產(chǎn)品，以適應(yīng)不用的使用環(huán)境和使用要求。閘門板還可以在一定程度上將蠕蟲石墨刮平，有利于后面的輥壓。

作為優(yōu)選，步驟g中使用的金屬絲網(wǎng)的材質(zhì)為鎳鉻合金絲。鎳鉻合金絲表面抗氧化性好，溫度級(jí)別高，并且在高溫下有較高的強(qiáng)度，有良好的加工性能及可焊性。

作為優(yōu)選，步驟h中加熱的溫度為250℃~350℃，時(shí)間為50s~70s。高溫快速燒灼，可以高效去除雜質(zhì)，有利于提高柔性石墨編織填料的石墨含量，同時(shí)有利于在高溫工況下形變減小、失重減少，有助于產(chǎn)品的最終品質(zhì)

綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：可以制備出強(qiáng)度高、密度均勻、緊實(shí)致密而不含氣泡的優(yōu)質(zhì)柔性石墨編織填料。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖，

圖2是次壓輥上輥的截面示意圖。

其中：1第一料斗，2蠕蟲石墨，3傳送帶，4對(duì)壓輥，5石墨帶，6次壓輥，7增強(qiáng)材料，8海綿輥，9膠池，10干燥器，11第二料斗，12排氣壓輥，13破帶裝置，14收卷裝置，15閘門板，16重物滾珠，17擋條，18緩蝕劑添加設(shè)備。箭頭所示為重物滾珠從上方擋條跌落的軌跡方向。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

如圖1所示，一種柔性石墨編織填料的生產(chǎn)方法，依次包括以下步驟：

a.第一料斗1內(nèi)盛放有蠕蟲石墨2，蠕蟲石墨2依重力攤在循環(huán)的傳送帶3上；傳送帶的上方設(shè)有閘門板15，閘門板的高度可調(diào)整，并通過調(diào)整閘門板的高度來調(diào)節(jié)通過閘門板下方的蠕蟲石墨的厚度；通過閘門板下方的蠕蟲石墨被初步刮平后，隨傳送帶達(dá)到對(duì)壓輥4，進(jìn)行初步對(duì)壓成型。對(duì)壓輥與從動(dòng)輪間以對(duì)壓輥預(yù)壓帶連接，對(duì)壓輥預(yù)壓帶與傳送帶3之間設(shè)有20°的夾角，使蓬松的石墨先受到對(duì)壓輥預(yù)壓帶的預(yù)壓制，再由對(duì)壓輥進(jìn)行初步對(duì)壓成型。經(jīng)過初步對(duì)壓成型的石墨帶5在次壓輥6中壓薄；蠕蟲石墨中可以摻有一定比例的固體粉末粘合膠，本例中的蠕蟲石墨中摻有有機(jī)硅樹脂，其重量份占比為3%~6%；本例中次壓輥的上輥表面為粗糙面，該粗糙面的粗糙度Ra為50；如圖2所示，次壓輥的上輥沿輥壁內(nèi)側(cè)設(shè)有夾層，夾層內(nèi)設(shè)有重物滾珠16，本例的重物滾珠選用的是圓形的鐵球；次壓輥上輥的夾層內(nèi)還有沿軸向設(shè)有4道擋條17，當(dāng)次壓輥的上輥滾動(dòng)時(shí)，圓形的鐵球因重力不斷的從側(cè)壁的擋條外掉落，不規(guī)則的敲擊在上輥的內(nèi)側(cè)壁上；

b.將增強(qiáng)材料7通過數(shù)個(gè)海綿輥8，在膠池9內(nèi)充分浸潤(rùn)，進(jìn)行掛膠；所述增強(qiáng)材料材質(zhì)選自棉麻纖維、金屬絲、合成纖維或無機(jī)纖維中的一種或多種組合，形狀為線狀和/或編織網(wǎng)狀和/或片狀；本例中增強(qiáng)材料選用的是網(wǎng)狀的麻纖維；膠水為低鹵耐高溫膠，本例選用的是丙烯酸脂水溶性聚合物；

c.掛膠后的增強(qiáng)材料的下側(cè)面與從步驟a中次壓輥中壓薄而成的石墨帶的上側(cè)面進(jìn)行復(fù)合，復(fù)合過程中通過了一對(duì)對(duì)壓輥的輥壓，然后在干燥器10中完成烘干；烘干溫度為80~380℃，本例選200℃；

d.經(jīng)過復(fù)合和加熱烘干的增強(qiáng)材料的上側(cè)面上方，還設(shè)有第二料斗11第二料斗內(nèi)同樣盛滿蠕蟲石墨，這些蠕蟲石墨也依重力鋪設(shè)在增強(qiáng)材料的上側(cè)面，同樣經(jīng)過閘門板對(duì)蠕蟲石墨進(jìn)行厚度控制和初步刮平，然后增強(qiáng)材料攜帶著上方的蠕蟲石墨一起通過排氣壓輥12，二次壓制上一層蠕蟲石墨，得復(fù)合層帶；

e.使用緩蝕劑添加設(shè)備18在復(fù)合層帶表面添加緩蝕劑；本例中緩蝕劑采用的是鋅粉；

f.通過破帶裝置13將步驟e所得產(chǎn)品裁切成條狀，卷制并擰合成石墨線，并用收卷裝置14進(jìn)行收卷；

g.在石墨線外部包裹一層金屬絲網(wǎng)；本例中的金屬絲采用的是鎳鉻合金絲材質(zhì)；

h.對(duì)包有金屬絲網(wǎng)的石墨線進(jìn)行加熱去雜處理；此處要求的加熱溫度為250℃~350℃，時(shí)間為3~5分鐘；本例選用的是300℃，時(shí)間為4分鐘；

i.使用多軌高速精密編織設(shè)備，通過交叉內(nèi)鎖編織方式，經(jīng)過步驟h處理后的石墨線編織成柔性石墨編織填料。本例使用的是如中國(guó)專利文獻(xiàn)CN200520116305.5中公開的現(xiàn)有技術(shù)高速盤根編織機(jī)進(jìn)行編織。