一种可回收型浸渗密封材料及其制备方法与流程

本发明属于浸渗密封材料制备领域，涉及一种浸渗密封材料的制备方法，具体为制备一类能够在常温下发生厌氧固化并且由水中分离回收后能够保持原有厌氧反应活性的可回收型浸渗密封材料。

背景技术：

1、丙烯酸酯浸渗密封胶的典型用途是封堵金属、陶瓷、石墨等材质制成的零部件中存在的微孔缺陷，恢复零部件的气密性或承压性。典型的传统丙烯酸酯浸渗密封胶使用方式为：将需要密封的零部件于真空腔中抽真空，去除微孔隙内部存有的空气，随后将零部件整体浸没浸入液态的丙烯酸酯浸渗密封胶中，使胶液渗透进入微孔隙中；随后需将零部件取出，用水清洗去除型腔、螺纹孔、加工面上辅助的多余浸渗密封胶，将外表面清洁后，置于90℃以上热水浴中加温，使微孔隙中存留的浸渗密封胶转变为固态。

2、此种典型的传统丙烯酸酯浸渗密封胶于生产线上施用时，有两点明显缺陷：1、为促使微孔隙内存留的密封胶固化，需要将零部件整体在90℃以上热水浴中加热，能耗较高的同时，还易对金属零部件表面造成高腐蚀与氧化，影响后续表面处理。2、清洗零部件外表面多余浸渗密封胶这一工序环节是必须的，但会不可避免地造成大量含有高浓度丙烯酸酯的废水，处理成本较高，环境污染较严重；同时清洗废水中含有的丙烯酸酯无法正常利用，造成原材料的浪费。

3、当前工业生产中，对于此明显缺陷，应对的办法不一。对于第一点缺陷，在工业上通常采用使用去离子水、添加缓蚀剂的方式应对高温腐蚀与氧化问题，但工艺调整困难，局限性大；更有优势的方案为将传统丙烯酸酯浸渗密封胶的热水浴固化方式转变为能够在常温下进行的厌氧固化方式；对于第二点缺陷，较有优势的方案为循环回收技术，即调整浸渗密封胶中丙烯酸酯单体的组分、表面活性剂种类，实现含有丙烯酸酯的清洗水在特殊的回收装置中可自动分离回收，清洗水与丙烯酸酯材料循环使用的有益效果。

4、当前无论是厌氧型浸渗密封胶还是可循环回收的浸渗密封胶，均有一定程度的商业化应用，但尚无兼具二者优势的，可在常温下发生厌氧固化的，可循环回收复用并保持性能不变的浸渗密封胶。其主要原因为：1、当前常用于促进丙烯酸酯单体发生厌氧固化的促进剂组分，为有机过氧化物，典型如过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢等，其极性较强，在清洗后进入水中后易与亲水性单体混合，并与水之间形成氢键，很难于水中分离，造成浸渗密封胶由水中回收后促进剂组分大量损失，导致其失去固化能力或固化时间严重延长，无法正常使用。2、促进剂组分清洗入水后与亲水性单体混合，难于回收，长期于水中滞留的情况下隔绝了氧气，还可能引起清洗水中分布的丙烯酸酯单体发生意外的厌氧固化，导致水中出现絮状或团块状的丙烯酸酯低聚物，污染清洗水并堵塞管路。

5、上述缺陷严重限制了厌氧型浸渗密封剂的循环回收效果，限制了厌氧型浸渗密封胶与可循环回收型浸渗密封胶的使用范围。当前市场上尚无成熟技术方案解决此问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种技术方案，其主要反应机理推测为博-卡烷基化反应，对相应有机过氧化物进行改性，使极性较低、与水和极性单体相容性较差的含苯环侧基，接枝到特定的有机过氧化物支链上，削弱过氧化物的极性,显著增强其非极性，实现制备一类与水和极性单体相容性很差，在非极性单体中相容性较好的改性混合物。采用此类经过非极性化改性的改性混合物作为促进剂组分，可有效减少其在清洗水中的滞留时间，明显削弱其与水分子间形成的氢键，加速促进剂分离和回收的速率，实现促进剂组分与其他丙烯酸酯单体同步回收，避免回收后浸渗密封胶反应活性下降与清洗水中发生丙烯酸酯聚合；添加少量磺酰氯混合物加入厌氧固化型丙烯酸酯浸渗密封胶，通过对粘结间隙间物件表面的轻微腐蚀来达到粗化处理，加快密封胶的固化速度；同时，磺酰氯混合物难溶于水，合成密封胶后大幅降低密封胶的整体水溶性，与改性混合物协同降低密封胶的分离成本。具体的制备步骤如下：

2、s1、开启反应釜制冷，控制料温在-3-3℃，将15-30份组分2有机过氧化物加入反应釜中，并加入不超过反应釜体积1/2的水，以hbr溶液调节ph至3.5，并加入3-8份的路易斯酸催化剂，控制转速为200-400r/min，充分搅拌反应1-4h，搅拌反应期间补充hbr溶液控制其ph值在3.5；随后加入15-30份的组分1含苯环侧基，控制转速为400-800r/min，充分搅拌反应6-24h，期间温度维持在-3-3℃；完成反应后将反应釜抽真空至-0.098mpa，升温至10-13℃进行减压蒸馏；减压蒸馏完成后过滤出料，即得到以非极性化处理的过氧化物为有效成分的改性混合物；尽管副反应导致该混合物无法提纯，但通过化学领域常规知识推测其主要反应方程式如下：

3、

4、组分1含苯环侧基为结构通式如上式，r1官能团为c1-20的烷基或单纯的氢原子的纯有机化合物或混合物，包括但不限于甲苯、乙苯等；组分2有机过氧化物为结构通式如式示，r2官能团为c1-10的烷基的纯有机化合物或混合物，包括但不限于异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢等；组分3为s1获得的非极性化处理的过氧化物；在反应中起催化作用的路易斯酸为金属卤化物，包括alcl3、fecl3、albr3的一种或几种；不可避免的副产物有助于稳定低极性改性混合物的稳定结构；采用博-卡烷基化反应的方式，对相应有机过氧化物进行改性，使极性较低、与水和极性单体相容性较差的含苯环侧基，接枝到特定的有机过氧化物支链上，削弱过氧化物的极性，显著增强其非极性，实现制备一类与水和极性单体相容性很差，在非极性单体中相容性较好的低极性改性混合物，更易从水中分离回收并保持原有反应活性；

5、s2、在500ml圆底烧瓶中加入30-50份2-溴-1,1-二乙氧基乙烷，50-70份亚硫酸钠，120-180份socl2，加热回流6h；减压蒸馏5h以除去大部分多余的socl2，用滴液管添加10-30份乙酸乙酯，加热70-90℃蒸发除去痕量socl2，得到磺酰氯混合物；不可避免的副产物有助于稳定混合物的稳定结构；磺酰氯对大多数金属具有轻微腐蚀作用，添加磺酰氯混合物加入厌氧固化型丙烯酸酯浸渗密封胶，通过对粘结间隙间物件表面的轻微腐蚀来达到粗化处理，加快密封胶的固化速度；同时，磺酰氯混合物难溶于水，合成密封胶后大幅降低密封胶的整体水溶性，与s1制备的改性混合物协同降低密封胶的分离难度，降低分离成本，减少废水污染；

6、s3、配制厌氧固化型丙烯酸酯浸渗密封胶：将20-24份单官能度丙烯酸酯、1-5份多官能度丙烯酸酯、1-3份乳化剂、0.01-0.06份阻聚剂、0.05-0.25份s1制备的改性混合物、0.03-0.08份s2制备的磺酰氯混合物加入反应釜中，控制转速为300-500r/min充分搅拌30-60min后出料，即得从水中分离回收并保持原有厌氧反应活性的厌氧固化型丙烯酸酯浸渗密封胶。上述所指单官能度丙烯酸酯，为选自丙烯酸的碳数10至18的烷基酯，如丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸十八醇酯、甲基丙烯酸十八醇酯、丙烯酸十三醇酯、甲基丙烯酸十三醇酯的一种或几种；上述所指多官能度丙烯酸酯，为二丙烯酸多缩乙二醇酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯中的一种或几种；乳化剂为聚乙二醇单辛基苯基醚op-10、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯tw-80、蓖麻油聚氧乙烯醚el-40中的一种或几种；阻聚剂为4-甲氧基苯酚、对苯二酚中的一种或几种；改性混合物为s1制成的改性混合物；采用制备得到的低极性改性混合物和磺酰氯混合物，与丙烯酸月桂酯、1，6己二醇二丙烯酸酯、反应型乳化剂、阻聚剂等组分混合制成的厌氧型丙烯酸酯浸渗密封胶，能够在具有常温固化的厌氧反应活性的同时，实现促进剂组分与其他丙烯酸酯单体同步回收，避免回收后浸渗密封胶反应性下降。

7、规定本技术方案中使用的固体材料一份为1g，液体材料一份为1ml。

8、优选地：所述步骤s1中组分1为乙苯，组分2有机过氧化物为叔丁基过氧化氢，路易斯酸为alcl3。

9、优选地：所述步骤s1中将23.7g叔丁基过氧化氢加入反应釜中。

10、优选地：所述步骤s1中加入5.37g的alcl3。

11、优选地：所述步骤s1中加入20.7ml的乙苯。

12、优选地：所述步骤s2中40g 2-溴-1,1-二乙氧基乙烷，60g亚硫酸钠，160mlsocl2。

13、优选地：所述步骤s3中单官能度丙烯酸酯选定为丙烯酸十八醇酯，多官能度丙烯酸酯选定为1，6己二醇二丙烯酸酯，乳化剂选定为op-10，阻聚剂选定为对苯二酚。

14、优选地：所述步骤s3中将22.3ml丙烯酸十八醇酯、3.54ml1，6己二醇二丙烯酸酯、1.41mlop-10、0.0172ml对苯二酚、0.214mls1制备的改性混合物、0.05mls2制备的磺酰氯混合物加入反应釜中。

15、优选地：所述步骤s3中控制转速为400r/min，充分搅拌45min后出料。

16、本发明的有益效果在于：

17、1、采用博-卡烷基化反应的方式，对相应有机过氧化物进行改性，使极性较低、与水和极性单体相容性较差的含苯环侧基，接枝到特定的有机过氧化物支链上，削弱过氧化物的极性，显著增强其非极性，实现制备一类与水和极性单体相容性很差，在非极性单体中相容性较好的低极性改性混合物。

18、2、制备得到的磺酰氯混合物对大多数金属具有轻微腐蚀作用，添加少量磺酰氯混合物加入厌氧固化型丙烯酸酯浸渗密封胶，通过对粘结间隙间物件表面的轻微腐蚀来达到粗化处理，加快密封胶的固化速度；

19、3、采用制备得到的低极性改性混合物和磺酰氯混合物，与丙烯酸月桂酯、1，6己二醇二丙烯酸酯、乳化剂、阻聚剂等组分混合，制成能够在常温下发生厌氧固化与经水清洗后可循环回收复用的厌氧型丙烯酸酯浸渗密封胶。