СЛОИСТЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
MULTI-LAYER SEALING MATERIAL

Заявляемое изобретение относится к плоскопараллельным слоистым уплотнительным материалам (паронитам) и различным прокладкам из них, предназначенным для эксплуатации в уплотнительных узлах с плоскими уплотняемыми поверхностями, в процессе эксплуатации которых материал подвергается переменным термическим и механическим нагрузкам - периодическим сжатиям, нагревам и др.
Аналогом заявляемого изобретения является слоистый уплотнительный материал, содержащий несколько плоских параллельных слоев из полимерного композита, включающего матрицу из вулканизата каучука, внутри которой размещены частицы (волокна) наполнителей (см. Шанин Н.И. и др. Производство асбестовых технических изделий. Л.: Химия, 1983, с. 185-194). Существенные признаки аналога «слоистый уплотнительный материал, состоящий из нескольких внутренних полимерных слоев, включающих матрицу из вулканизата каучука, внутри которой размещены частицы (волокна) наполнителей», совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком аналога являются снижение уплотнительных свойств материала в результате недостаточной способности прокладки «заполнять» неровности уплотняемых поверхностей, что может привести к снижению герметичности уплотняемых поверхностей.
Прототипом заявляемого изобретения является слоистый уплотнительный материал, содержащий плоскопараллельные поверхностные и несколько внутренних слоев из полимерного материала, включающего матрицу из вулканизата каучука, внутри которой размещены частицы и волокна наполнителей (см. патент РФ №100952, МПК В32В 33/00, 2010 г.). Существенные признаки прототипа «слоистый уплотнительный материал, состоящий из нескольких внутренних полимерных слоев, включающих матрицу из вулканизата каучука, внутри которой размещены частицы и волокна наполнителей» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком прототипа является снижение уплотнительных свойств материала в результате недостаточной способности к восстанавливаемости после сжатия поверхностных слоев.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение уплотнительной способности материала (прокладки) за счет увеличения восстанавливаемости после сжатия поверхностных слоев, или одного из поверхностных слоев относительно внутренних слоев путем уменьшения содержания асбестовых или полиарамидных волокон в поверхностном слое.
Для достижения указанного технического результата слоистый плоскопараллельный уплотнительный материал, содержащий несколько плоских параллельных слоев из полимерного композита, включающего матрицу из вулканизата каучука, внутри которой размещены частицы волокна асбеста или полиарамидные волокна, изготавливается таким образом, что поверхностные слои или один из слоев материала выполнены с восстанавливаемостью после сжатия больше, чем у внутренних слоев за счет полного отсутствия или частичного уменьшения содержания асбестовых или полиарамидных волокон, что придает прокладкам, изготовленным из этого материала, свойства наиболее качественно заполнять неровности и шероховатости уплотняемых поверхностей, что значительно улучшает уплотнительные свойства материала.
Существенные признаки заявляемого изобретения «поверхностные слои или один из слоев материала выполнены с восстанавливаемостью после сжатия больше, чем у внутренних слоев за счет полного отсутствия или частичного уменьшения содержания асбестовых или полиарамидных волокон», являются отличительными от признаков прототипа.
Изготовление слоистого материала, у которого поверхностные слои или один из слоев выполнены с восстанавливаемостью после сжатия больше, чем у внутренних слоев, позволяет улучшить уплотняющие свойства путем обеспечения оптимальной способности прокладки «заполнять» неровности уплотняемых поверхностей за счет полного отсутствия или частичного уменьшения содержания асбестовых или полиарамидных волокон в поверхностном слое прокладочного материала.
Слоистый плоскопараллельный уплотнительный материал содержит несколько плоских параллельных слоев из полимерного композита, включающего матрицу из вулканизата каучука, внутри которой размещены частицы волокна асбеста или полиарамидные волокна и наполнители (глинозем, каолин, технический углерод, барит). Для процесса вулканизации каучука используются компоненты вулканизующей группы, такие как сера, каптакс, тиурам. При этом для изготовления внутренних и поверхностных слоев используются смеси с различным составом.
Конкретным примером заявляемого изобретения может служить слоистый плоскопараллельный уплотнительный материал (паронит), состоящий из 30 слоев (наслоек) с толщиной каждой наслойки 0,33-0,41 мкм.
Материал может изготавливаться с одним поверхностным либо двумя поверхностными слоями:
Пример 1 (с уменьшением содержания асбеста в поверхностных слоях):
Состав исходной смеси для внутренних слоев, %:
каучук БНКС-40 АН:
15,00
вулканизующая группа:
0,68
наполнители:
16,09
асбест:
68,23
Состав исходной смеси для поверхностных слоев, %:
каучук БНКС-4Й АН:
15,00
наполнители:
26,24
асбест:
58,76
Восстанавливаемость после сжатия внутренних слоев данного материала составляет - 38,1%, а восстанавливаемость после сжатия поверхностных слоев составляет - 41,0%.
Пример 2 (с отсутствием асбеста в поверхностных слоях):
Состав исходной смеси для внутренних слоев, %:
каучук БНКС-40 АН:
14,00
вулканизующая группа:
0,68
наполнители:
47,09
асбест:
38,23
Состав исходной смеси для поверхностных слоев, %:
каучук БНКС-40 АН:
12,00
вулканизующая группа:
0,42
наполнители:
87,58
Восстанавливаемость после сжатия внутренних слоев данного материала составляет - 38,1%, а восстанавливаемость после сжатия поверхностных слоев составляет - 41,0%.
Пример 3 (с уменьшением содержания полиарамидного волокна в поверхностных слоях):
Состав исходной смеси для внутренних слоев, %:
каучук БНКС-40 АН:
14,00
вулканизующая группа:
1,60
каолин:
41,70
наполнители:
35,70
полиарамидное волокно:
7,00
Состав исходной смеси для поверхностных слоев, %:
каучук БНКС-40 АН:
12,74
вулканизующая группа:
0,60
каолин:
46,95
наполнители:
33,71
полиарамидное волокно:
6,00
Восстанавливаемость после сжатия внутренних слоев данного материала составляет - 39,2%, а восстанавливаемость после сжатия поверхностных слоев составляет - 43,1%.
Пример 4 (с отсутствием полиарамидного волокна в поверхностных слоях):
Состав исходной смеси для внутренних слоев, %:
каучук БНКС-40 АН:
16,00
вулканизующая группа:
0,64
каолин:
22,56
наполнители:
55,80
полиарамидное волокно:
5,00
Состав исходной смеси для поверхностных слоев, %:
каучук БНКС-40 АН:
11,00
каолин:
0,15
наполнители:
88,85
Восстанавливаемость после сжатия внутренних слоев данного материала составляет - 35,6%, а восстанавливаемость после сжатия поверхностных слоев составляет - 40,2%.
Изготавливаться заявляемый слоистый уплотнительный материал может на паронитовых вальцах по известной паронитовой технологии с подбором режимов термообработки, обеспечивающих разную степень вулканизации слоев материала, или за счет различного содержания вулканизующей группы и асбестовых или полиарамидных волокон в поверхностных слоях.