專利名稱：粘接型聚硫密封劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙組份液體聚硫橡膠密封劑。
背景技術(shù)：
經(jīng)硫化形成彈性體的液體聚硫橡膠組合物在飛機(jī)、建筑及石油化工等行業(yè)被廣泛用作密封劑。已知的聚硫橡膠密封劑，是以液體聚硫橡膠為主劑，添加適量填料和助劑，經(jīng)機(jī)械混合而成的雙組份密封材料。在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，特別是高速列車和汽車的生產(chǎn)中，要求密封劑具有密封和粘接雙重功能，同時要求密封劑具有阻燃、抗老化、透氣性和撓曲性良好等性能。飛機(jī)用聚硫密封劑雖然性能指標(biāo)較好，但生產(chǎn)成本高，使用環(huán)境要求苛刻，從而限制了在磁懸浮高速列車和汽車上應(yīng)用；其它聚硫密封劑雖然施工方便，成本也低，但不具備阻燃作用，且性能指標(biāo)達(dá)不到磁懸浮高速列車車體密封鉚接及汽車車體粘接密封要求。
已知的汽車用密封劑大多采用單組份聚氨酯類，施工簡便，具有良好的綜合性能，但聚氨酯類密封劑，耐烴類溶劑、耐大氣老化性能較差，且不具備阻燃作用，從而限制了其在磁懸浮高速列車上的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于公開一種具有粘接和阻燃作用的聚硫類密封劑及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的粘接型聚硫密封劑是一種以金屬氧化物二氧化錳為硫化劑的雙組分聚硫橡膠密封劑，包含基膏(A組分)、硫化膏(B組分)以及底涂三部分。
A組分的組成和優(yōu)選(以重量百分比計)主劑40～50％，填料40～45％，增塑劑8～10％，助劑1～2％。
其中主劑為液體聚硫橡膠大分子(平均分子量為7500)和低分子(平均分子量為2500)的混合物，是密封劑的主粘劑，其重量比根據(jù)密封劑硫化后的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率進(jìn)行調(diào)整，最好為2∶1。
填料可以為活性輕質(zhì)碳酸鈣、活性重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、白碳黑等，最好是活性輕質(zhì)碳酸鈣、活性重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣的混合物?；钚暂p質(zhì)碳酸鈣和活性重質(zhì)碳酸鈣是聚硫型密封劑的主要填料和補強(qiáng)劑，其質(zhì)量主要取決于活化處理的程度，一般要求其PH值在10左右。
增塑劑可以為丁芐酯。
助劑包含白碳黑(二氧化硅)，防流淌劑和補強(qiáng)劑；硬脂酸鈣，穩(wěn)定劑；環(huán)氧基偶聯(lián)劑(KH-570)，增粘劑；鈦酸酯(Ti-105)，乳化劑；鈦白粉，增白劑；間苯二甲胺，環(huán)氧樹脂固化劑。
本發(fā)明區(qū)別于其它聚硫類密封劑的特點是在配比中添加了KH-570環(huán)氧基偶聯(lián)劑和Ti-105鈦酸酯。KH-570環(huán)氧基偶聯(lián)劑對于改善聚硫橡膠端基活性、增加交聯(lián)程度具有良好作用，是聚硫橡膠良好的增粘劑。Ti-105鈦酸酯對固體粉料具有良好的乳化作用，能改善液體組分與固體組分的融合程度，使粉料充分潤濕、乳化，改善密封劑的外觀質(zhì)量。
B組分組成和優(yōu)選如下(以重量百分比計)硫化劑30～40％，阻燃劑45～50％，促進(jìn)劑0.5～1.5％，阻聚劑0.3～1％，增韌劑10～15％，主劑小分子處理劑0.5～0.8％，著色劑1～2％。
其中硫化劑可以為金屬氧化物二氧化錳、二氧化鉛、過氧化鈣、過氧化鋅及硼酸鹽過硼酸鈉，最好是二氧化錳。二氧化錳可以實現(xiàn)聚硫橡膠室溫硫化可能，耐熱性優(yōu)于二氧化鉛，是聚硫橡膠主要的硫化劑，其PH值應(yīng)在6.0～8.0之間，呈弱酸性。新生產(chǎn)的二氧化錳往往活性較大，需要放置一段時間再用。
阻燃劑選用氯化石蠟，是本發(fā)明區(qū)別于其它聚硫類密封劑的主要特點。氯化石蠟對聚硫橡膠類密封劑具有增塑作用，同時具有阻燃作用。氯化石蠟價格低廉，能有效降低聚硫密封劑的成本，但添加過多，往往出現(xiàn)“出油”現(xiàn)象。
促進(jìn)劑選用二苯胍。二苯胍能激活液體聚硫橡膠的端巰基，加快聚合過程，是液體聚硫橡膠通用的促進(jìn)劑。
阻聚劑選用鄰苯二甲酸酐，是本發(fā)明區(qū)別于其它聚硫類密封劑的特點之一。已知的聚硫類密封劑均不添加阻聚劑。鄰苯二甲酸酐能鈍化液體聚硫橡膠的端巰基，減緩聚合過程，增大大分子鏈長度，因此對密封劑具有增粘作用，提高密封劑的抗剝強(qiáng)度和斷裂伸長率。同時，鄰苯二甲酸酐對聚硫類密封劑還具有增亮效果，因此也是聚硫類密封劑的增亮劑。
促進(jìn)劑和抑制劑的作用正好相反，合理調(diào)整二者在密封劑中的比例，可以使密封劑適宜于在不同季節(jié)、不同環(huán)境溫度中使用。
增韌劑可以為環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂和酚醛樹脂，最好是環(huán)氧樹脂。已知的飛機(jī)用聚硫類密封劑采用641、6101環(huán)氧樹脂，而其它聚硫類密封劑不添加增韌劑。641、6101環(huán)氧樹脂是多種塑料、聚硫橡膠常用的增強(qiáng)增韌劑，兩種環(huán)氧樹脂對聚硫橡膠都有良好的增韌增強(qiáng)作用，但由于641環(huán)氧樹脂成本相對較高，本發(fā)明未予采用。
主劑小分子處理劑選用硫磺，是本發(fā)明區(qū)別于其它聚硫類密封劑的特點之一。硫磺能夠消除聚硫橡膠中的硫醇鹽，降低密封劑的揮發(fā)份含量，提高拉伸強(qiáng)度。
著色劑選用碳黑。碳黑是聚硫類密封劑通用的著色劑，碳黑的添加量應(yīng)控制在一個合理的水平，否則會出現(xiàn)掉色現(xiàn)象。
底涂組成及作用如下(以重量百分比計)偶聯(lián)劑5～10％，稀釋劑90～95％。
偶聯(lián)劑選用與聚硫橡膠及金屬材料(如鋼、鋁合金等)均有良好親和力的KH-550環(huán)氧基偶聯(lián)劑。KH-550環(huán)氧基偶聯(lián)劑能有效改善聚硫橡膠與金屬材料的粘接性能，提高密封劑的剝離強(qiáng)度。
稀釋劑選用丙酮。KH-550環(huán)氧基偶聯(lián)劑與丙酮共容性好，易于在丙酮中分散，通過刷涂可以均勻地存在于待膠接物表面，從而普遍提高密封劑與待膠接物之間的粘接強(qiáng)度。丙酮易于揮發(fā)，刷涂后通過晾置殘留量少，不會增加密封劑揮發(fā)份含量，也不致影響密封劑的粘接性能。
聚硫密封劑配套底涂材料，是本發(fā)明區(qū)別于其它聚硫密封劑的主要特點。
本發(fā)明的粘接型聚硫密封劑的制備方法，可采用普通開煉機(jī)或密煉機(jī)進(jìn)行機(jī)械混合，調(diào)配工藝簡單，便于大批量生產(chǎn)。制成的粘接型聚硫密封劑具有阻燃作用，能對多種金屬、非金屬材料等介質(zhì)實施粘接及密封，既適用于高速磁懸浮列車車體密封鉚接，也適用于汽車車體粘接密封；通過組分微調(diào)，適于在不同季節(jié)、不同環(huán)境條件下使用。
本發(fā)明的粘接型聚硫密封劑的制備方法如下(不僅限于此方法)1、粗混物的配制1.1準(zhǔn)備工作a、材料準(zhǔn)備(包括原材料的采購、驗收等)。
b、生產(chǎn)現(xiàn)場準(zhǔn)備(包括環(huán)境衛(wèi)生清潔、勞動防護(hù)用品配戴、工具準(zhǔn)備等)。
c、設(shè)備、計量器具準(zhǔn)備(包括設(shè)備試車、計量器具校驗等)。
d、通風(fēng)設(shè)施準(zhǔn)備。
1.2基膏配制a、按配方先后順序及比例，準(zhǔn)確稱量各種原材料。
b、將稱取的物料倒入預(yù)混槽中。
c、用平鏟將預(yù)混槽內(nèi)的物料混合均勻，散開。
1.3硫化膏的配制同1.2。
2、混煉2.1基膏混煉a.三棍研磨機(jī)準(zhǔn)備，開機(jī)并調(diào)節(jié)至正常運轉(zhuǎn)。
b.用平鏟將混料槽中的預(yù)混料加到三輥研磨機(jī)的加料斗中。
c.加料時不允許超過擋膠板，防止設(shè)備超負(fù)荷運轉(zhuǎn)和物料外流。
d.將混合料下到出料槽中。
e.按b～d反復(fù)研磨2～3遍，直至得到均勻白色膏狀物。
f.清洗三輥研磨機(jī)。
2.2硫化膏混煉同2.1。
3、包裝按基膏(A組分)∶硫化膏(B組分)＝10∶1重量比稱取，裝入專用包裝桶內(nèi)。
本發(fā)明的粘接型聚硫密封劑在制備時，應(yīng)注意如下事項(1)配制時，應(yīng)先稱取固體粉料，再稱取液體料，否則易于引起液體料損失。
(2)KH-570等小份額組分，應(yīng)先加入液體料(如丁芐酯等)中混合均勻，再加入固體粉料中混勻。
(3)硫磺應(yīng)加入硫化膏(B組分)中，加入基膏(A組分)中易與原膠反應(yīng)而產(chǎn)生臭味。
(4)硫化膏配制時，應(yīng)先將二氧化錳與鄰苯二甲酸酐混勻，再將硫磺和二苯胍加入氯化石蠟中混勻，最后將所有物料混合均勻。硫磺和二苯胍直接加入二氧化錳中易于起火，應(yīng)嚴(yán)格禁止。
本發(fā)明提供使用本發(fā)明粘接型聚硫密封劑的使用方法(使用說明書)。
1、本發(fā)明的粘接型聚硫密封劑適用于陽極化的鋁合金、氧化處理的鎂合金、鍍鋅的鈍化鋼及玻璃等的表面，具有良好的粘合力。可廣泛用于磁懸浮高速列車密封鉚接、汽車車體粘接或密封，以及電器或防水電纜接頭的密封。在-55°～120℃溫度下可長期使用，也可在130℃以上短期使用。該密封劑可以雙組份混配使用，也可以雙組份混配后與底涂配套使用。
2、使用該密封劑操作間環(huán)境條件應(yīng)符合以下要求a.溫度10～30℃；b.相對濕度不大于85％；c.現(xiàn)場應(yīng)清潔無塵，通風(fēng)良好。
3、密封劑配制A組分(基膏)∶B組分(硫化膏)＝10∶0.8～10∶1.2。
4、涂敷密封劑4.1)待密封面的清潔a.工作環(huán)境清理清潔。
b.清除待密封面的灰塵及油污。
c.用干凈細(xì)白布包裹蘸有汽油的脫脂棉擦拭待密封面，并立即用干凈細(xì)白布擦干，不允許自然晾干。
d.用干凈細(xì)白布包裹蘸有丙酮的脫脂棉沿同一方向拭待密封面三次，并立即用干凈細(xì)白布擦干，不允許自然晾干。
注1)、清洗面應(yīng)大于待密封面。
2)、待密封面溫度如低于10℃，則不能進(jìn)行涂膠工作。
4.2)刷涂底涂根據(jù)需要，在需要粘接的金屬材料表面，可用毛刷刷涂DT-2底涂材料。沿待粘接面同一方向均勻刷涂，自然晾干。
4.3)注膠槍注膠a.將配制好的密封劑裝入注膠槍內(nèi)，排除氣泡。
b.沿同一方向?qū)⒚芊鈩鹤⒃诖芊饷嫔稀?br> 適用于結(jié)構(gòu)件邊緣、溝槽、蒙皮對縫及螺栓密封均可采用。
4.4)刮膠方法a.將配制好的密封劑掛在刮刀上。
b.沿同一方向?qū)⒚芊鈩┕瓮吭诖芊饷嫔稀?br> 5、密封缺陷排除密封劑涂敷好后，如表面出現(xiàn)鼓泡類缺陷，允許用金屬片或針挑破鼓泡，然后掛膠刮平。如表面出現(xiàn)凹陷類缺陷，允許補膠后刮平。
6、密封劑的硫化室溫23±5℃下硫化，硫化10～18天。
加溫50℃下硫化，硫化48小時；加溫70℃下硫化硫化24小時。
注加溫硫化必須在密封劑表干4小時后進(jìn)行。
密封鉚接應(yīng)在密封劑施工期內(nèi)完成；密封鉚接密封缺陷的排除，應(yīng)在密封劑涂敷活性期內(nèi)完成。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
采用表1的4種配方，按照本發(fā)明規(guī)定的制備方法制備本發(fā)明的粘接型聚硫密封劑。
1.基膏(A組份)與硫化膏(B組份)分別配制、混(密)煉。
2.基膏原材料稱量時，先稱量固體料，再稱量液體料；小劑量液體料稱量后混入大劑量液體料，再與固體料混勻，充分潤濕。
3.硫化膏配制時，先稱量二氧化錳，鄰苯二甲酸酐，其次稱量氯化石蠟混勻，再稱量其他組份混勻，充分潤濕。
4.二氧化錳，二苯胍，鄰苯二甲酸酐組份量可根據(jù)不同使用環(huán)境條件、季節(jié)，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。
所有原材料充分潤濕，充分?jǐn)嚢?，?jīng)混煉(或密煉)制成粘接型聚硫密封劑，按組分及比例分別裝入密閉的容器中，密封保存于陰涼干燥處。
表1 實施例8～11配方

表2 實施例8～11配方試驗結(jié)果(全性能測試)


由表2可見，通過4個配比的改進(jìn)試驗和全性能測試，各試驗配比的各項性能指標(biāo)基本滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，其中配比11效果最佳。
本發(fā)明的液體聚硫橡膠具有相對較高的粘接強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度，可同時實現(xiàn)粘接和密封功能，并具有阻燃作用。能滿足磁懸浮高速列車和汽車生產(chǎn)中對密封劑的耐油、耐溶劑、耐稀酸堿、耐紫外線及高能輻射、低透氣性、良好的低溫?fù)锨?、電絕緣性、和對金屬非金屬良好的膠接性能的要求，達(dá)到規(guī)定技術(shù)指標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種以金屬氧化物二氧化錳為硫化劑的雙組分聚硫橡膠密封劑，包含A組份和B組份，其中A組份的主劑是液體聚硫橡膠，B組份的主劑是硫化劑，其特征在于A組份中含有環(huán)氧基偶聯(lián)劑，B組份中含有環(huán)氧樹脂、氯化石蠟、鄰苯二甲酸酐。
2.如權(quán)利要求1所述的密封劑，其特征在于所述的環(huán)氧基偶聯(lián)劑選用KH-570，環(huán)氧樹脂選用6101。
3.如權(quán)利要求1所述的密封劑，其特征在于所述的A組份中還添加了鈦酸酯作為乳化劑。
4.如權(quán)利要求1所述的密封劑，其特征在于所述的B組份中還添加了硫磺作為液體聚硫橡膠的小分子處理劑。
5.如權(quán)利要求2或3或4所述的密封劑，其特征在于與上述A組份、B組份配套使用的還有一種底涂材料，該底涂材料的主要成分是偶聯(lián)劑和稀釋劑。
6.如權(quán)利要求5所述的密封劑，其特征在于所述的底涂材料的偶聯(lián)劑選用KH-550環(huán)氧基偶聯(lián)劑，稀釋劑選用丙酮。
7.一種以金屬氧化物二氧化錳為硫化劑的A、B雙組分聚硫橡膠密封劑，其特征在于A、B組分的組成如下A組份40～50％主劑、40～45％填料、8～10％增塑劑、1～2％助劑；其中主劑是液體聚硫橡膠LP-31與LP-23的混合物，混合比例為2∶1，填料是活性輕質(zhì)碳酸鈣、活性重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣的混合物，增塑劑是丁芐酯；助劑是白碳黑(二氧化硅)、硬脂酸鈣、環(huán)氧基偶聯(lián)劑(KH-570)、鈦酸酯(Ti-105)、鈦白粉、間苯二甲胺的混合物；B組分30～40％硫化劑、45～50％阻燃劑、0.5～1.5％促進(jìn)劑、0.3～1％阻聚劑、10～15％增韌劑、0.5～0.8％主劑小分子處理劑、1～2％著色劑；其中硫化劑是金屬氧化物二氧化錳，阻燃劑是氯化石蠟，促進(jìn)劑是二苯胍，阻聚劑是鄰苯二甲酸酐，增韌劑是6101環(huán)氧樹脂，主劑小分子處理劑是硫磺，著色劑是碳黑。
8.如權(quán)利要求7所述的聚硫橡膠密封劑，其特征在于還有一種底涂材料與該密封劑配套使用，該底涂材料的主要成分是5～10％的偶聯(lián)劑和90～95％的稀釋劑，其中偶聯(lián)劑選用KH-550環(huán)氧基偶聯(lián)劑，稀釋劑是丙酮。
9.一種如權(quán)利要求8所述的聚硫橡膠密封劑的制備方法，其特征在于將A、B組份分別按配方成分和比例，混煉成均勻膏狀物；A、B組份的混配的比例為A∶B＝10∶0.8～1.2。
10.一種如權(quán)利要求7或8或9所述的聚硫橡膠密封劑的使用方法，其特征在于a)用丙酮清潔待密封面，b)用底涂材料刷涂待密封面并自然晾干，c)將A、B組份基膏按10∶0.8～1.2的比例混合均勻制成密封膠，d)將密封膠在活性期內(nèi)均勻的涂覆在密封面上。
全文摘要
一種以金屬氧化物二氧化錳為硫化劑的雙組分聚硫橡膠密封劑，同時具有粘接、密封功能及阻燃作用。它是通過環(huán)氧類樹脂對液體聚硫橡膠進(jìn)行改進(jìn)改性，提高聚硫類密封劑的粘接強(qiáng)度、斷裂伸長率和剝離強(qiáng)度；添加阻燃成分具有阻燃作用，實現(xiàn)磁懸浮高速列車車體密封鉚接及汽車車體粘接密封的要求。
文檔編號C08L81/04GK1958709SQ20061015000
公開日2007年5月9日 申請日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日
發(fā)明者靳耿栓 申請人:西安飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司