СЛОИСТЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ

Заявляемая полезная модель 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 заявляемой полезной модели 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 заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является снижение уплотнительных свойств материала в результате недостаточной способности прокладки «заполнять» неровности уплотняемых поверхностей, что может привести к снижению герметичности уплотняемых поверхностей.
Прототипом заявляемой полезной модели 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 заявляемой полезной модели.
Недостатком прототипа является снижение уплотнительных свойств материала в результате недостаточной способности к восстанавливаемости после сжатия поверхностных слоев.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение уплотнительной способности материала (прокладки) за счет увеличения восстанавливаемости после сжатия поверхностных слоев относительно внутренних слоев путем уменьшения содержания полиарамидных волокон в поверхностных слоях.
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 дисперсные наполнители и полиарамидные волокна, изготавливается таким образом, что два поверхностных слоя материала выполнены с восстанавливаемостью после сжатия больше, чем у внутренних слоев, за счет уменьшения содержания полиарамидных волокон в поверхностных слоях не менее чем на 10% относительно содержания полиарамидных волокон во внутренних слоях уплотнительного материала, что придает прокладкам, изготовленным из этого материала, свойства наиболее качественно заполнять неровности и шероховатости уплотняемых поверхностей, что значительно улучшает уплотнительные свойства материала.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «два поверхностных слоя материала выполнены с восстанавливаемостью после сжатия больше, чем у внутренних слоев, за счет уменьшения содержания полиарамидных волокон в поверхностных слоях не менее чем на 10% относительно содержания полиарамидных волокон во внутренних слоях уплотнительного материала» являются отличительными от признаков прототипа.
Слоистый уплотнительный материал содержит два поверхностных слоя и внутренние слои из полимерного композита, включающего матрицу из вулканизата каучука, внутри которой размещены дисперсные наполнители и волокнистый наполнитель. В качестве дисперсных наполнителей могут использоваться глинозем, каолин, целлюлоза и др. или их смеси. В качестве волокнистого может использоваться пульпа из различных синтетических волокон, например полиарамидных. Материал изготавливается из смеси предназначенной для поверхностных слоев, являющихся «рубашечными», и смеси для внутренних (основных), при этом содержание полиарамидных волокон в смеси для «рубашечных» слоев меньше, чем в смеси для внутренних (основных). Вначале вальцуется одна или несколько наслоек паронита из смеси для «рубашечных» слоев, образующие один из поверхностных слоев. Затем проводится вальцевание до заданной толщины остальных слоев, являющимися внутренними (основными), и в завершении проводится закатка одним или несколькими наслойками из смеси для «рубашечных» слоев, образующими второй поверхностный слой. В результате, за счет уменьшения содержания полиарамидных волокон в поверхностных слоях, обеспечивается увеличение восстанавливаемости после сжатия этих слоев. При этом в результате более высокой восстанавливаемости после сжатия поверхностных слоев, являющихся «рубашечными», и сохранения структуры внутренних слоев при установке прокладки во фланцевое соединение происходит герметизация (перекрытие) проходных полых пространств в материале за счет лучшей восстанавливаемости поверхностных слоев.
Конкретным примером заявляемой полезной модели может служить слоистый уплотнительный материал (паронит), состоящий из 30 наслоек с толщиной каждой наслойки 0,33-0,41 мкм, которые изготовлены из полимерного композита следующего состава, мас. %:
матрица на основе каучука
10-35
дисперсные наполнители
20-69
полиарамидные волокна
1-20
Материал изготавливается на паронитовых вальцах по паронитовой технологии с двумя поверхностными слоями, каждый из которых образован двумя наслойками из смеси для «рубашечных» слоев, и внутренними слоями образованными 26-ю наслойками из смеси для внутренних слоев.
Состав смеси для внутренних слоев, %:
каучук БНКС-40 АН
18,17
дисперсные наполнители
64,00
полиарамидное волокно
17,83
Состав смеси для поверхностных (рубашечных) слоев, %:
каучук БНКС-40 АН
15,64
дисперсные наполнители
68,60
полиарамидное волокно
15,76
Уменьшение содержания полиарамидных волокон в поверхностных слоях относительно содержания полиарамидных волокон во внутренних слоях составляет 11,60%, а восстанавливаемость после сжатия внутренних слоев материала составляет ~ 41,10% и восстанавливаемость после сжатия, каждого из поверхностных слоев материала составляет ~ 43,60%.