室温至200℃使用真空袋密封胶条及其制备方法_2

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学惰性,因而赋予丁基橡胶优良的性能。丁基橡胶分子式为:
[0037] 室温至200°C使用压敏真空袋密封胶条主体材料选取不饱和度为1-3% mol,门尼粘度为(ML1+8, 100°C) 40-60的丁基橡胶,可选燕山石化国产丁基橡胶 IIR1751F,IIR1742,IIR1758;美国Exxon公司 265,365;加拿大?〇178&1公司301,402; 日本JSR公司268等。
[0038] 2、增粘剂聚异丁烯。聚异丁烯(简称PIB)是一种无毒的液状或半液状物质,具有 极好的初粘性、持粘性和极好的耐热性。小分子聚异丁烯被用作为增粘剂或增塑剂。中分 子量聚异丁烯用来提高密封胶条的内聚力及气密性,它也是一种良好的增粘剂,中分子量 聚异丁烯是真空袋密封胶条良好的增粘剂。中分子量聚异丁烯,分子量1-10万,双键含量 1-3 %mol。丁基橡胶是非极性的,聚异丁烯与丁基橡胶具有极好的相容性,这能够保证丁基 橡胶密封胶条在使用过程中增粘剂不会迀移至表面。
[0039] 中分子量聚异丁烯根据催化剂不同,可分为铝系聚异丁烯和硼系聚异丁烯, BASF公司,吉林石化公司,山东鸿瑞公司等都有生产。催化剂以及异丁烯的纯度都决定着 PIB(聚异丁烯)的性能和类型。由于原料来源和生产工艺的差异,各厂商产品具有不同的 粘度、闪点和相对分子质量,而不同粘度等级范围的产品用途也不相同,不同厂家的PIB 不能直接互换使用。
[0040] 密封胶条夹在二个铝合金试片之间制成拉剪强度测试试样。主体材料及填料的用 量分别为1〇〇质量份和质量60份,密封胶条配方见表1,仅改变增粘剂用量,增粘剂聚异丁 烯对密封胶条拉剪强度的影响见图1。密封胶条铝合金拉剪强度试样随着增粘剂用量的增 加而减小。因为增粘剂虽然增加了密封胶条的表面粘性,但是却使密封胶条的本体强度下 降。当增粘剂的用量大于100质量份时,明显有增粘剂迀移至密封胶条的表面,继续增大增 粘剂的用量,表面粘性将不再增加,且会减小胶条的本体强度。当增粘剂用量小于或等于60 质量份时,由于表面粘性小,几乎不能使用。在填料用量为60质量份时,为了提高胶条表面 粘性以利于使用,增粘剂用量为80-120质量份。
[0041] 3、酚醛硫化树脂。对橡胶进行硫化,能够大大地提高密封胶条的物理机械性能,也 能提其耐热性。丁基橡胶分子链中含有少量的异戊二烯链节,这是丁基橡胶能够硫化的基 础。硫磺硫化体系的耐热性相对较差。醌肟硫化体系使用温度可以达到150°C。酚醛树脂 硫化体系,耐温可以达200°C,且抗返原性好及热稳定性好,酚醛树脂硫化体系由硫化剂及 活化剂组成。酚醛硫化树脂的邻位羟甲基含量要大于6% (质量),分子量不超过700,否则 酚醛树脂将缺乏交联能力,不能进行正常的硫化。
[0042] 硫化酚醛树脂为对甲基酚醛树脂,对叔丁基酚醛树脂,对辛基酚醛树脂,对苯基酚 醛树脂,对苄基酚醛树脂,对二甲卞基酚醛树脂,对环己基酚醛树脂,溴化羟甲基对-特辛 基酚醛树脂,溴化羟甲基对-特丁基酚醛树脂,对氯酚醛树脂。
[0043] 树脂硫化体系的活化剂主要有金属氯化物及含卤聚合物。
[0044] 4、活化剂金属氯化物为二水合氯化亚锡,氯化亚锡,氯化锡,氯化铁等;含氯聚合 物为氯丁橡胶,氯磺化聚乙烯,溴化丁基橡胶,氯化丁基橡胶等。
[0045] 硫化体系的加入能够使橡胶形成立体网状结构,从而可以提高耐热性。
[0046] 5、填料。填料为盐类和氧化物。盐类为活性碳酸钙,沉淀法碳酸钙,滑石粉,高岭 土,膨润土等;氧化物为二氧化钛,气相二氧化硅,沉淀法二氧化硅,表面改性二氧化硅等; 炭黑为槽法炭黑,高耐磨炭黑,热裂解炭黑,炉法炭黑(炉法炭黑有超耐磨炉黑,高耐磨炉 黑,快压出炉黑几种)。填料的作用很多,除了提高密封胶条物理机械性能,还能使密封胶条 具有特殊功能,同时大大降低成本。
[0047] 白炭有沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。在白炭黑的表面,存在着活性硅羟基以及 吸附水,使得白炭黑呈现亲水性。可以对白炭黑进行改性,使表面羟基发生化学反应,在表 面引进有机基团。
[0048] 陶土的主要成分是硅酸盐,随着产地的不同组分会有不同。填充剂碳酸钙的填充 量很大,碳酸钙资源广、无毒、混炼特性好。碳酸钙有重质碳酸钙、轻质碳酸钙和活性碳酸 钙。重质碳酸钙以及轻质碳酸钙都有缺点,就是与丁基橡胶的相容性不好及由于碳酸钙和 丁基橡胶表面间无吸引而几乎没有补强作用。活性碳酸钙,它是用脂肪酸、树脂酸、阳离子 活性剂等进行表面改性后的碳酸钙,一般粒径很小,改性后克服了碳酸钙本身表面亲水疏 油,与丁基橡胶相容性好,填充量及工艺性都有了很大的改善。活性碳酸钙对橡胶的补强性 大大超过重质碳酸钙和轻质碳酸钙,价格也便宜。
[0049] 填料能够显著的改善密封胶条的力学性能。活性碳酸钙的用量主要会影响密封胶 条的物理机械性能及密封性能,密封胶条配方见表1,仅改变活性碳酸钙用量,拉剪强度随 填料活性碳酸钙用量变化见图2。
[0050] 表1密封胶条配方
[0051]
[0052] 密封胶条铝合金拉剪强度试样的室温温拉剪强度随着填料的用量的增加而呈增 加趋势,这是由于拉伸剪切强度与密封胶条的本体强度与界面粘接强度都有关,而破坏类 型为本体破坏,虽然填料用量的增加不利于密封胶条的粘接,但是较为明显地加大了密封 胶条的本体强度。
[0053] 若需要较高本体强度的密封胶条,可以适当提高填料的用量,并能大幅度的减小 成本,但是当填料的用量达到80质量份时,由于胶条本身表面干燥,粘性下降,密封胶条不 具有压敏性。综合考虑,选定填料用量为40-80质量份。
[0054] 6、偶联剂。氧化物和盐类无机填料具有极性,丁基橡胶为非极性,二者混溶性差, 用偶联剂对氧化物和盐类无机填料进行处理,在有机和无机之间架起桥梁,增加填料和丁 基橡胶的混洛性和粘接性。硅烷偶联剂为甲基二甲氧基硅烷,甲基二乙氧基硅烷,环氧丙氧 基丙基三甲氧基硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,氨基丙氧基丙基三甲氧 基硅烷,巯基丙氧基丙基三甲氧基硅烷等;钛酸酯偶联剂为钛酸正丁酯,钛酸正乙酯等。
[0055] 7、颜料。200°C使用压敏型丁基橡胶真空袋密封胶条,使用的颜料为任何有色化合 物,例如氧化铁,氧化镉,三氧化二锑,五氧化二锑;柠檬黄,耐晒黄;炭黑等。
[0056] 二、密封胶带制备工艺流程
[0057] 密封胶条制备工艺流程分为以下4步,见图3
[0058] (1)把丁基橡胶放在两辊炼胶机中,辊距调制1mm左右,素炼5-15min,加入一半的 填料,混炼均匀;
[0059] (2)将上述混炼料加入温度为90_100°C的捏合机中,加入预混合好的硫化体系及 另外一半填料,捏合均匀;加入聚异丁烯,捏合均匀,出料;
[0060] (3)停放 15_30h;
[0061] (4)将挤出机加热到60-80°C,挤出,包装。
[0062] 当偶联剂的配比不为0时,在步骤(1)前增加步骤,将偶联剂配成溶液与填料混合 均匀,粉碎、干燥。
[0063] 混炼工艺直接决定了密封胶条的各组分混合均匀程度,因而大大影响密封胶条性 能。密封胶条各组分在橡胶中较好的分散是最基本的要求。
[0064] 各组分按工艺流程步骤(2)添加,添加顺序成为胶条质量的重要的因素,添加顺 序的不当会造成配合剂的分散不均匀,还有可能导致焦烧,使得混炼胶的质量下降。
[0065] 将捏合机温度设置为90_100°C,将丁基橡胶及各组分按工艺流程步骤(2)顺序加 入捏合机,间隔时间为1. 5-3.Omin,当所有原料均已加完后,混炼3. 5min,目视无碎块及表 面平滑无小孔。
[0066] 填料及硫化体系必须在增粘剂之前加入。这是因为先投入增粘剂后,会大大降低 胶料粘度,大大的减小了剪切力,另一方面增粘剂附着在橡胶表面,当接下来放入填料等粉 体时,粉体首先形成聚集块,由于增粘剂的存在而紧密的团聚在一起,受到较大的机械力仍 然难以分散开,使得在制好的密封胶条表面存在较多大小不均的细小颗粒,表面干燥,影响 密封胶条的使用性能。最后加入增粘剂有利于各组分混合均匀。
[0067] 硫化剂及促进剂先投入,混炼时间长,混炼过程不断产生热量,容易使胶料过早硫 化。所以,尽量减少硫化剂及促进剂的混炼时间。硫化剂及促进剂在加入聚异丁烯之前加 入。采用填料分2次
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