一種陶瓷纖維密封襯墊及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種陶瓷纖維密封襯墊及其制備方法，屬于機動車尾氣后處理技術領 域。
【背景技術】
[0002] 汽車三元催化器、柴油機氧化催化轉化裝置、柴油機選擇性催化還原裝置和柴油 機顆粒過濾器等污染控制裝置被廣泛應用于機動車尾氣后處理領域，對內燃機排出的廢氣 進行處理，使之達到合格的排放標準，以控制大氣污染。這些裝置一般都包括一個或多個污 染控制單元，每個單元中包含陶瓷載體、金屬殼體、密封襯墊。
[0003] 由于陶瓷載體的熱膨脹系數比作為其容器的金屬殼體低10倍左右，高溫下兩者 間隙增大。密封襯墊在常溫與高溫下均具有足夠的膨脹性能，足以補償載體與殼體之間的 擴大間隙，在整個工作溫度區間內起到固定、減震、密封、隔熱、消音的作用。陶瓷載體具有 硬、脆、易碎裂的特點，若載體碎裂則污染控制單元即失效。密封襯墊不能提供均勻的膨脹 力是導致載體碎裂的重要原因之一，因此對襯墊中膨脹性材料的分散性、密封襯墊整體的 均勻性提出了要求。由于機動車需要在運行與熄火兩種工況交替運行，污染控制單元的溫 度也隨之在常溫與高溫之間交替，載體與殼體之間的間隙也隨之擴大與縮小，對密封襯墊 的機械耐久性提出了要求。密封襯墊的邊緣暴露在高溫尾氣氣流中，對密封襯墊的耐吹蝕 性能提出了要求。
[0004]

【發明內容】

[0005] 本發明為了上述解決問題，進而提供了一種陶瓷纖維密封襯墊及其制備方法。
[0006] 本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：方案一：一種陶瓷纖維密封襯 墊，其特征在于：所述襯墊由硅烷偶聯劑處理后的陶瓷纖維，未經化學處理的陶瓷纖維，膨 脹材料，粘合劑、填料和添加劑制成，其中硅烷偶聯劑處理后的陶瓷纖維的重量份數為〇~ 99,未經化學處理的陶瓷纖維的重量份數為0~99,膨脹材料的重量份數為0~60,粘合劑 的重量份數為1~15,填料的重量份數為0~5,添加劑的重量份數為0~5 ;
[0007] 方案二：所述方法包括如下步驟：步驟一、配漿：將定量的化學處理后的陶瓷纖 維、未經化學處理的陶瓷纖維、膨脹材料、填料加入水中，加入分散劑，配成纖維濃度為3~ 6%的混合物，再加入消泡劑后，施加高速攪拌對漿料中的固體加以分散使其分布均勻，分 散時間為2~30分鐘，然后依次添加粘合劑和表面活性劑，在持續的低速攪拌下加入絮凝 劑，使漿料中的纖維絮凝成團，膨脹材料與填料被包裹在纖維絮團中。膨脹材料和填料也可 以在纖維絮凝之后再加入；
[0008] 步驟二、抄網成型：將配好的漿料注入放置在真空箱內滲透性絲網之上的成型模 具中，靜置1-20秒，使漿料中各個纖維絮團之間充分交織，真空度為0. 05~0.IMPa，使用壓 輥壓制襯墊濕坯，除去模具，使用抄板將襯墊濕坯從滲透性絲網上取下；
[0009] 步驟三、干燥：干燥方法為對流干燥或微波干燥或兩者的結合；當僅使用對流干 燥時，熱干空氣溫度控制在60~120°C，干燥時間為1~12小時；當僅使用微波干燥時，微 波頻率在2450兆赫干燥時間為0. 5~2小時；當對流干燥和微波干燥結合使用時，先利用 對流干燥除去密封襯墊中的水分，再使用微波干燥重點對襯墊中心進行加熱干燥，除去剩 余的水分；
[0010] 步驟四、切割成型：將干燥后的密封襯墊半成品進一步，按照實際要求的加工圖 紙，使用激光切割、沖壓成型的加工方式制成成品。
[0011] 本發明的有益效果是：本發明中的陶瓷纖維密封襯墊，使用化學處理后的陶瓷纖 維與未經化學處理的陶瓷纖維的混合物作為密封襯墊的骨架材料，與同類產品相比具有更 強的機械耐久性能和耐吹蝕性能，且具有原材料成本低的優點。使用新型濕法抄網工藝步 驟，不僅使膨脹材料更均勻的分布在無機纖維骨架中，也提高了密封襯墊整體成型的均勻 度。
【具體實施方式】
[0012]
【具體實施方式】一：本實施方式以下結合具體實施例對本發明做進一步描述和說 明。
[0013] 所述襯墊由硅烷偶聯劑處理后的陶瓷纖維，未經化學處理的陶瓷纖維，膨脹材料， 粘合劑、填料和添加劑制成，其中硅烷偶聯劑處理后的陶瓷纖維的重量份數為O~99,未經 化學處理的陶瓷纖維的重量份數為O~99,膨脹材料的重量份數為O~60,粘合劑的重量 份數為1~15,填料的重量份數為0~5,添加劑的重量份數為0~5。
[0014]膨脹材料包括未膨脹蛭石、可膨脹石墨或上述二者的混合物。
[0015]粘合劑包括有機粘合劑和無機粘合劑，其中有機粘合劑包括改性淀粉、羧甲基纖 維素鈉、乙酸乙酯膠乳、丙烯酸膠乳、天然橡膠膠乳、丁苯膠乳和甲基丙烯酸酯膠乳，無機粘 合劑包括硅酸鈉、鈉基膨潤土、鈣基膨潤土、硅溶膠、鋁溶膠、黏土或上述一種或多種成分的 組合。
[0016]填料包括空心玻璃微珠、膨脹后蛭石、云母、珍珠巖或上述一種或多種成分的組 合。
[0017]添加劑包括表面活性劑、消泡劑、絮凝劑、分散劑或上述一種或多種成分的組合。
[0018]【具體實施方式】二、硅烷偶聯劑處理后的陶瓷纖維按如下步驟制成：步驟一、將硅烷 偶聯劑配成0. 5~1%濃度的稀溶液；步驟二將待處理的陶瓷纖維浸漬在步驟一中的稀溶 液中，時間為5~30分鐘；步驟三、取出后在80~150°C下烘干備用。
[0019]【具體實施方式】三、所述方法包括如下步驟：步驟一、配漿：將定量的化學處理后的 陶瓷纖維、未經化學處理的陶瓷纖維、膨脹材料、填料加入水中，加入分散劑，配成纖維濃度 為3~6%的混合物，再加入消泡劑后，施加高速攪拌對漿料中的固體加以分散使其分布均 勻，分散時間為2~30分鐘，然后依次添加粘合劑和表面活性劑，在持續的低速攪拌下加入 絮凝劑，使漿料中的纖維絮凝成團，膨脹材料與填料被包裹在纖維絮團中。膨脹材料和填料 也可以在纖維絮凝之后再加入；
[0020] 步驟二、抄網成型：將配好的漿料注入放置在真空箱內滲透性絲網之上的成型模 具中，靜置1-20秒，使漿料中各個纖維絮團之間充分交織，真空度為0. 05~0.IMPa，使用壓 輥壓制襯墊濕坯，除去模具，使用抄板將襯墊濕坯從滲透性絲網上取下；
[0021] 步驟三、干燥：干燥方法為對流干燥或微波干燥或兩者的結合；當僅使用對流干 燥時，熱干空氣溫度控制在60~120°C，干燥時間為1~12小時；當僅使用微波干燥時，微 波頻率在2450兆赫干燥時間為0. 5~2小時；當對流干燥和微波干燥結合使用時，先利用 對流干燥除去密封襯墊中的水分，再使用微波干燥重點對襯墊中心進行加熱干燥，除去剩 余的水分；
[0022] 步驟四、切割成型：將干燥后的密封襯墊半成品進一步，按照實際要求的加工圖 紙，使用激光切割、沖壓成型的加工方式制成成品。
[0023]【具體實施方式】四、化學處理陶瓷纖維的步驟如下：稱取100g陶瓷纖維，其中含量Al2O3為55%，SiO2和Al203含量為"％，纖維直徑為5~ 8ym，纖維長度為1~2〇mm，使用 除渣工藝除去陶瓷纖維中的渣球，至渣球含量低于5%質量分數。
[0024]在2000ml水中加入50g氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550)溶液，攪拌水解10分鐘。 將上述陶瓷纖維全部進入硅烷偶聯劑的水解液中，浸漬10分鐘后取出，過濾，在80°C烘箱 中烘干備用。
[0025]制備襯墊的方法如下：步驟一、配漿：稱量經過化學處理的陶瓷纖維1830g、未改 性的未膨脹蛭石2030g，一同加入80升水中，加入50ml濃硫酸（98%