本發明涉及一種石棉膠乳抄取板及其制備方法，屬于造紙技術領域。
背景技術：
密封制品質量的好壞會直接影響各種密封裝置的使用性能，石棉膠乳抄取板作為重要的密封材料之一，主要用于汽車、飛機、摩托車發動機以及各種管道連接
的密封等。其傳統名稱為石棉膠板，主要生產方法為混煉模壓法，由于能耗大、污染大、效率低，在有些國家此法已基本被淘汰，轉用造紙法生產，即先把石
棉纖維在水中分散、打漿、加填、加膠及各種輔料，最后在紙機上抄造成形，并壓制、干燥制得成品。
造紙法又可分為間歇式和連續式兩種。所謂間歇法，一般是用圓網紙機，每次上漿約50g/m2，濕紙成形后，在一個冷缸上層層疊加卷取，到達規定的定量后（如1500g/m2），從冷缸上把濕紙幅取下，干燥，壓光，裁切，得到產品。所謂連續法，一般是用斜網或長網紙機，一次上漿到規定的定量，濕紙成形后，連續地從成型部傳遞到壓榨部、干燥部，壓光，卷取，得到產品。采用造紙法抄取時，纖維長度過長，纖維之間易產生絮聚，不易松解分絲，這將會影響石棉纖維與膠乳之間的結合，降低抄取板的抗張強度；若纖維長度太短，原料中的細小纖維含量增多，這也會使得抄取板的抗張強度下降，由于抗張強度下降，則密封材料易被介質壓力擊破，造成泄漏，甚至會造成嚴重的事故。
因此，對于石棉膠乳抄取板抗張強度性能的研究顯得尤為重要。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題：針對現有的石棉膠乳抄取板抗張強度低，在作為密封材料時易被壓力擊破，造成嚴重事故的問題，提供了一種石棉膠乳抄取板及其制備方法。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：
一種石棉膠乳抄取板，其特征在于：是由以下重量份數的原料組成：300～320份石棉纖維，100～120份橡膠膠乳，20～30份改性碳纖維，3～5份硫磺，3～5份硫化促進劑，4～6份納米氧化鋅，0.8～1.5份防老劑；
所述的石棉膠乳抄取板具體制備步驟如下：
（1）將碳纖維與質量濃度為2g/l多巴胺溶液按質量比為1:80～1:100混合浸泡10～20min，再將浸泡后的碳纖維取出，瀝干水分，得預處理碳纖維，按重量份數計，依次取20～40份預處理碳纖維，100～150份質量分數為60%乙醇溶液，恒溫攪拌混合20～30min后，再加入預處理碳纖維質量0.3～0.5倍的正硅酸乙酯，待正硅酸乙酯加入結束，繼續恒溫攪拌反應45～60min，再經過濾、洗滌和干燥，得改性碳纖維；
（2）將硫磺、硫化促進劑、納米氧化鋅和防老劑與硫磺質量18～20倍的水混合后，超聲分散，得助劑懸浮液；
（3）將石棉纖維與水按質量比為1：4～1：6混合，再于打漿轉速為1800～2000r/min條件下，進行打漿，得石棉纖維懸浮液；
（4）在混料機中，依次加入石棉纖維懸浮液、橡膠膠乳、助劑懸浮液和改性碳纖維，攪拌混合均勻，再于造紙機中抄造成型，隨后經壓延、硫化和切割，即得石棉膠乳抄取板。
所述的石棉纖維還可以是預處理石棉纖維，具體預處理方法如下：將石棉纖維配制成質量分數為4～8%的石棉纖維漿，再將石棉纖維漿轉入動態濾水儀，在轉速為600～800r/min條件下，對石棉纖維漿進行篩分，得篩余物，即為預處理石棉纖維。
所述的石棉纖維為蛇紋石石棉纖維、陽起石石棉纖維、角閃石石棉纖維或直閃石石棉纖維中的任意一種。
所述的橡膠膠乳固含量為20～30%；所述的橡膠膠乳為氯丁橡膠膠乳、丁苯橡膠膠乳、丁腈橡膠膠乳或天然橡膠膠乳中的任意一種。
所述的碳纖維為瀝青基碳纖維、聚丙烯腈基碳纖維或酚醛基碳纖維中的任意一種。
所述的硫化促進劑為硫化促進劑tmtd、硫化促進劑tt、硫化促進劑d或硫化促進劑m中的任意一種。
所述的防老劑為防老劑rd、防老劑aw、防老劑264或防老劑4010中的任意一種。
步驟（4）所述的硫化條件為：硫化溫度為145～150℃，硫化壓力為5～7mpa，硫化時間為30～40min。
本發明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發明首先利用多巴胺溶液對碳纖維進行預處理，利用多巴胺在碳纖維表面形成吸附層，從而提高碳纖維的吸附能力，并以此預處理碳纖維為載體，吸附正硅酸乙酯水解產生的超細納米二氧化硅，從而提高碳纖維表面的粗糙度，得到改性碳纖維，再以此改性碳纖維為補強填料，加入至體系中后，線性的橡膠分子鏈可纏繞在改性碳纖維表面的納米二氧化硅結構上，在硫化過程中，這些線性橡膠分子交聯形成三維網絡結構，把改性碳纖維固定于三維網絡結構中間，橡膠分子鏈無規則的掛靠于納米二氧化硅結構上，當受到外力作用時，橡膠分子鏈通過碳纖維表面的納米結構，一方面將承受的外力傳遞給其他橡膠分子鏈，共同分擔外力，使應力分散，另一方面，即使有小部分網絡結構斷裂，其它分子鏈及碳纖維仍然可共同起到補強作用，而不至于危及整個聚合物網絡，達到提高產品抗張強度的效果，同時，改性碳纖維的加入可有效限制橡膠體在外力作用下的大尺寸形變，從而提高產品的抗變形能力；
（2）本發明中對石棉纖維的預處理，篩分去除其中的細小纖維，可起到以下有益效果：石棉纖維中本身含大量細小纖維，在打漿過程中，長纖維受壓力等作用還會產生少量細小纖維，細小纖維是負電性的，若體系中細小纖維含量過高，會迅速與后續加入的橡膠膠乳等迅速結合，形成絮凝體，干擾橡膠膠乳與體系中長石棉纖維的結合，影響產品性能，而經過預處理后的石棉纖維，細小纖維數量大幅減少，有利于長纖維與橡膠膠乳、輔料和填料等充分結合，從而進一步提高產品的抗張強度。
具體實施方式
將碳纖維與質量濃度為2g/l多巴胺溶液按質量比為1：80～1：100混合浸泡10～20min，再將浸泡后的碳纖維取出，瀝干水分，得預處理碳纖維，再按重量份數計，在反應釜中依次加入20～40份預處理碳纖維，100～150份質量分數為60%乙醇溶液，于溫度為45～55℃，轉速為200～400r/min條件下，恒溫攪拌混合20～30min，再于恒溫攪拌狀態下，向反應釜中加入預處理碳纖維質量0.3～0.5倍的正硅酸乙酯，待正硅酸乙酯加入結束，繼續恒溫攪拌反應45～60min，再將反應釜中物料過濾，得濾餅，并用去離子水洗滌濾餅3～5次，再將洗滌后的濾餅轉入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得改性碳纖維；將石棉纖維與去離子水配制成質量分數為4～8%的石棉纖維漿，再將石棉纖維漿轉入動態濾水儀，于轉速為600～800r/min條件下，對石棉纖維漿進行篩分，得篩余物，即為預處理石棉纖維；再按重量份數計，依次取300～320份預處理石棉纖維，100～120份橡膠膠乳，20～30份改性碳纖維，3～5份硫磺，3～5份硫化促進劑，4～6份納米氧化鋅，0.8～1.5份防老劑，將硫磺、硫化促進劑、納米氧化鋅和防老劑與硫磺質量18～20倍的水混合后，于超聲頻率為40～50khz條件下超聲分散30～45min，得助劑懸浮液，再將石棉纖維與水按質量比為1：4～1：6混合，于打漿轉速為1800～2000r/min條件下，進行打漿處理20～30min，得石棉纖維懸浮液；隨后在混料機中，于攪拌轉速為300～500r/min條件下，依次加入石棉纖維懸浮液，橡膠膠乳，助劑懸浮液和改性碳纖維，攪拌混合45～60min后，將混料機中物料轉入造紙機中，抄造成型后送至壓延機壓延，再于溫度為145～150℃，壓力為5～7mpa條件下，硫化處理30～40min，再經切割后，包裝入庫，即得石棉膠乳抄取板。所述的石棉纖維為蛇紋石石棉纖維、陽起石石棉纖維、角閃石石棉纖維或直閃石石棉纖維中的任意一種。所述的橡膠膠乳固含量為20～30%；所述的橡膠膠乳為氯丁橡膠膠乳、丁苯橡膠膠乳、丁腈橡膠膠乳或天然橡膠膠乳中的任意一種。所述的碳纖維為瀝青基碳纖維、聚丙烯腈基碳纖維或酚醛基碳纖維中的任意一種。所述的硫化促進劑為硫化促進劑tmtd、硫化促進劑tt、硫化促進劑d或硫化促進劑m中的任意一種。所述的防老劑為防老劑rd、防老劑aw、防老劑264或防老劑4010中的任意一種。
實例1
將瀝青基碳纖維與質量濃度為2g/l多巴胺溶液按質量比為1:100混合浸泡20min，再將浸泡后的瀝青基碳纖維取出，瀝干水分，得預處理瀝青基碳纖維，再按重量份數計，在反應釜中依次加入40份預處理瀝青基碳纖維，150份質量分數為60%乙醇溶液，于溫度為55℃，轉速為400r/min條件下，恒溫攪拌混合30min，再于恒溫攪拌狀態下，向反應釜中加入預處理瀝青基碳纖維質量0.5倍的正硅酸乙酯，待正硅酸乙酯加入結束，繼續恒溫攪拌反應60min，再將反應釜中物料過濾，得濾餅，并用去離子水洗滌濾餅5次，再將洗滌后的濾餅轉入烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，得改性瀝青基碳纖維；將蛇紋石石棉纖維與去離子水配制成質量分數為8%的蛇紋石石棉纖維漿，再將蛇紋石石棉纖維漿轉入動態濾水儀，于轉速為800r/min條件下，對蛇紋石石棉纖維漿進行篩分，得篩余物，即為預處理蛇紋石石棉纖維；再按重量份數計，依次取320份預處理蛇紋石石棉纖維，120份固含量為30%氯丁橡膠膠乳，30份改性碳纖維，5份硫磺，5份硫化促進劑tmtd，6份納米氧化鋅，1.5份防老劑rd，將硫磺、硫化促進劑tmtd、納米氧化鋅和防老劑rd與硫磺質量20倍的水混合后，于超聲頻率為50khz條件下超聲分散45min，得助劑懸浮液，再將蛇紋石石棉纖維與水按質量比為1：5混合，于打漿轉速為2000r/min條件下，進行打漿處理30min，得蛇紋石石棉懸浮液；隨后在混料機中，于攪拌轉速為500r/min條件下，依次加入蛇紋石石棉纖維懸浮液，固含量為30%氯丁橡膠膠乳，助劑懸浮液和改性碳纖維，攪拌混合60min后，將混料機中物料轉入造紙機中，抄造成型后送至壓延機壓延，再于溫度為150℃，壓力為7mpa條件下，硫化處理40min，再經切割后，包裝入庫，即得石棉膠乳抄取板。
實例2
將瀝青基碳纖維與質量濃度為2g/l多巴胺溶液按質量比為1:100混合浸泡20min，再將浸泡后的瀝青基碳纖維取出，瀝干水分，得預處理瀝青基碳纖維，再按重量份數計，在反應釜中依次加入40份預處理瀝青基碳纖維，150份質量分數為60%乙醇溶液，于溫度為55℃，轉速為400r/min條件下，恒溫攪拌混合30min，再于恒溫攪拌狀態下，向反應釜中加入預處理瀝青基碳纖維質量0.5倍的正硅酸乙酯，待正硅酸乙酯加入結束，繼續恒溫攪拌反應60min，再將反應釜中物料過濾，得濾餅，并用去離子水洗滌濾餅5次，再將洗滌后的濾餅轉入烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，得改性瀝青基碳纖維；按重量份數計，依次取320份蛇紋石石棉纖維，120份固含量為30%氯丁橡膠膠乳，30份改性碳纖維，5份硫磺，5份硫化促進劑tmtd，6份納米氧化鋅，1.5份防老劑rd，將硫磺、硫化促進劑tmtd、納米氧化鋅和防老劑rd與硫磺質量20倍的水混合后，于超聲頻率為50khz條件下超聲分散45min，得助劑懸浮液，再將蛇紋石石棉纖維與水按質量比為1：5混合，于打漿轉速為2000r/min條件下，進行打漿處理30min，得蛇紋石石棉纖維懸浮液；隨后在混料機中，于攪拌轉速為500r/min條件下，依次加入蛇紋石石棉懸浮液，固含量為30%氯丁橡膠膠乳，助劑懸浮液和改性碳纖維，攪拌混合60min后，將混料機中物料轉入造紙機中，抄造成型后送至壓延機壓延，再于溫度為150℃，壓力為7mpa條件下，硫化處理40min，再經切割后，包裝入庫，即得石棉膠乳抄取板。
實例3
將蛇紋石石棉纖維與去離子水配制成質量分數為8%的蛇紋石石棉纖維漿，再將蛇紋石石棉纖維漿轉入動態濾水儀，于轉速為800r/min條件下，對蛇紋石石棉纖維漿進行篩分，得篩余物，即為預處理蛇紋石石棉纖維；再按重量份數計，依次取320份預處理蛇紋石石棉纖維，120份固含量為30%氯丁橡膠膠乳，30份瀝青基碳纖維，5份硫磺，5份硫化促進劑tmtd，6份納米氧化鋅，1.5份防老劑rd，將硫磺、硫化促進劑tmtd、納米氧化鋅和防老劑rd與硫磺質量20倍的水混合后，于超聲頻率為50khz條件下超聲分散45min，得助劑懸浮液，再將蛇紋石石棉纖維與水按質量比為1：5混合，于打漿轉速為2000r/min條件下，進行打漿處理30min，得蛇紋石石棉纖維懸浮液；隨后在混料機中，于攪拌轉速為500r/min條件下，依次加入蛇紋石石棉纖維懸浮液，固含量為30%氯丁橡膠膠乳，助劑懸浮液和瀝青基碳纖維，攪拌混合60min后，將混料機中物料轉入造紙機中，抄造成型后送至壓延機壓延，再于溫度為150℃，壓力為7mpa條件下，硫化處理40min，再經切割后，包裝入庫，即得石棉膠乳抄取板。
將實例1至3所得的石棉膠乳抄取板分別裁剪成寬度為15mm的樣品，進行多次性能檢測，具體檢測方法如下：
抗張強度的測定：根據國家標準gb/t453-2002檢測石棉膠乳抄取板的抗張強度，實驗采用瑞典高性能抗張檢測儀檢測樣品抗張強度，計算出抗張指數，其計算公式如下：
式中：y為抗張指數，單位為n·m·g-1；g為試樣的定量，單位為g/m2；f為平均抗張力，單位為n；lw為試樣的寬度，單位為mm。
具體檢測結果如表1。
表1
由表1可知，本發明制備的石棉膠乳抄取板抗張指數大，具有較高的抗張強度。