高剝離強度聚硫密封膠及密封方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子材料密封膠【技術領域】，涉及一種高剝離強度聚硫密封膠及使用該密封膠進行密封的方法。本發(fā)明密封膠由組分A基膏和組分B硫化膏組成，組分A由填料、增塑劑、丙烯酸類封端改性聚硫橡膠、偶聯(lián)劑和液體聚硫橡膠組成；組分B由二氧化錳、鄰苯二甲酸二丁酯和促進劑D組成。本發(fā)明提出了一種高剝離強度的聚硫密封膠及其密封方法，提高了密封膠的粘接性能，并且不增加密封膠的粘度。
【專利說明】高剝離強度聚硫密封膠及密封方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料密封膠【技術領域】，涉及一種高剝離強度聚硫密封膠及使用該密封膠進行密封的方法。
【背景技術】
[0002]聚硫密封膠是指由數(shù)均分子量不大于6000的液體聚硫橡膠為基體材料，摻入各種粉體材料得到可在室溫條件下或者加溫條件下通過化學交聯(lián)成為對金屬或者其他材料表面具有良好粘接力的彈性密封材料。上述所指的液體聚硫橡膠主要是阿克蘇諾貝爾硫膠公司生產的G系列產品，或日本東麗公司生產的LP系列產品或者遼寧錦西化工研究院生產的JLY系列產品。由于聚硫密封劑具有良好的耐燃油性能、耐水性能以及耐候性能，已被廣泛應用于飛機整體油箱密封、水密艙密封、橋梁防腐蝕密封、中空玻璃密封等等。在這些應用中，保證密封膠與底材之間的具有高的粘接強度，即剝離強度是密封可靠的重要條件。由于液體聚硫分子中含有大量O和S元素，所以其本身對金屬等基體材料具有一定的粘接性能，但是其剝離強度并不是很高。為了提高剝離強度，一般會通過加入增粘樹脂來達到提高剝離強度的目的。比如靳耿栓在中國專利(ZL200610150004.3)中公開了用雙酚A型環(huán)氧樹脂和偶聯(lián)劑對聚硫密封膠進行改性，得到了 100%內聚破壞的聚硫密封膠，但是加入環(huán)氧樹脂后會使密封膠粘度上升，使用工藝性能下降。在中國專利(ZL201010275582.6)中公開了用聚乙烯醇縮丁醛作為增粘劑提高聚硫密封膠的粘接性能，通過粘接試驗發(fā)現(xiàn)內聚破壞率為100%，但是未對剝離強度的提高作出說明。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提出 一種高剝離強度的聚硫密封膠及其密封方法，以提高密封膠的粘接性能，并且不會增加密封膠的粘度。
[0004]本發(fā)明的技術方案是:高剝離強度聚硫密封膠，其特征在于:它由組分A基膏和組分B硫化膏組成，組分A為基膏，組分B為硫化膏；
[0005]組分A由填料、增塑劑、丙烯酸類封端改性聚硫橡膠、偶聯(lián)劑和液體聚硫橡膠組成；填料占組分A重量的百分比為20%~60% ;增塑劑占組分A重量的百分比為5%~10% ；丙烯酸類封端改性聚硫橡膠占組分A重量的百分比為0.5%~5% ;偶聯(lián)劑占組分A重量的百分比為0%~5% ;余量為液體聚硫橡膠；所述的液體聚硫橡膠的分子量為1000~7000，交聯(lián)度為0%~2% ;所述的填料為重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化鈦、滑石粉、高嶺土或炭黑其中之一或者幾種物質的混合物；所述的增塑劑為鄰苯二甲酸類物質、氯化石蠟或磷酸三丁酯其中之一或者幾種物質的混合物；所述的偶聯(lián)劑是硅烷類偶聯(lián)劑；所述的丙烯酸類封端改性聚硫橡膠是由液體聚硫橡膠與丙烯酸類化合物使用自由基引發(fā)劑在70°C~80°C溫度下反應4h~6h得到產物，其中丙烯酸類化合物具有如下結構 A1CH=CR2COOR3,其中=R1 和 R2 是 H、CH3、CH2CH3 或 CH2CH2CH3 的其中之一 ；R3 是 H 或(CH2)nCH3中的其中之一，n=0~5;液體聚硫橡膠為數(shù)均分子量在1000~5000、交聯(lián)度在0%~2%的巰基封端的化合物；
[0006]組分B由二氧化錳、鄰苯二甲酸二丁酯和促進劑D組成；二氧化錳填料占組分B重量的百分比為30%~60% ;促進劑D:占組分B重量的百分比為0.5%~5%;余量為鄰苯二甲
酸二丁酯；[0007]組分A和組分B分開保存。
[0008]如上面所述的高剝離強度聚硫密封膠中丙烯酸類封端改性聚硫橡膠的制備方法，其特征在于:所述的丙烯酸類封端改性聚硫橡膠是由液體聚硫橡膠與丙烯酸類化合物使用自由基引發(fā)劑偶氮二異丁腈在70°C~80°C溫度下反應4~6小時得到，其中丙烯酸類化合物具有如下結構=R1 CH=CR2COOR3，其中:其中=R1和R2是H、CH3> CH2CH3或CH2CH2CH3的其中之一 ；R3是H或(CH2)IiCH3中的其中之一，n=0~5;液體聚硫橡膠為數(shù)均分子量在1000~5000、交聯(lián)度在0%~2%的巰基封端的化合物。
[0009]使用上面所述的高剝離強度聚硫密封膠進行密封的方法，其特征在于:使用前將組分A和組分B混合，組分A和組分B的重量份比例為100:8~12，將組分A和組分B采用手工混合方式混合3~5分鐘；然后在3小時之內進行密封操作，向被密封處涂覆高剝離強度聚硫S封I父，涂覆厚度為2~IOmm ;最后室溫硫化，硫化時間為3~7天。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點是:提出了一種高剝離強度的聚硫密封膠及其密封方法，提高了密封膠的粘接性能，并且不增加密封膠的粘度。具體是:
[0011]1、丙烯酸類封端改性聚硫橡膠主鏈式聚硫分子，與聚硫橡膠完全相容，因此不存在相分離狀況，而且不會參與聚硫橡膠的交聯(lián)反應所以不會像加入多官能團環(huán)氧樹脂一樣使得聚硫密封膠最終交聯(lián)過大變得太硬；
[0012]2、丙烯酸類封端改性聚硫橡膠粘度較低，不像其他增粘樹脂一樣會增大密封膠的粘度，其加入起到一定的增塑作用，增加了聚硫橡膠分子鏈的活動性，提高鏈的柔性，提高分子鏈之間的內聚能，提高了密封膠的剝離強度；
[0013]3、丙烯酸類封端改性聚硫橡膠以丙烯酸類封端，丙烯酸類與填料和基材都具有較好的粘接性能，所以可以提高密封膠的粘接性能。
【具體實施方式】
[0014]高剝離強度聚硫密封膠，其特征在于:它由組分A基膏和組分B硫化膏組成，組分A為基膏，組分B為硫化膏；
[0015]組分A由填料、增塑劑、丙烯酸類封端改性聚硫橡膠、偶聯(lián)劑和液體聚硫橡膠組成；填料占組分A重量的百分比為20%~60% ;增塑劑占組分A重量的百分比為5%~10% ；丙烯酸類封端改性聚硫橡膠占組分A重量的百分比為0.5%~5% ;偶聯(lián)劑占組分A重量的百分比為0%~5% ;余量為液體聚硫橡膠；所述的液體聚硫橡膠的分子量為1000~7000，交聯(lián)度為0%~2%，為了密封膠具有較好的綜合性能，其中優(yōu)選的分子量為1000~3000 ;所述的填料為重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化鈦、滑石粉、高嶺土或炭黑其中之一或者幾種物質的混合物；所述的增塑劑為鄰苯二甲酸類物質、氯化石蠟或磷酸三丁酯其中之一或者幾種物質的混合物；所述的偶聯(lián)劑是硅烷類偶聯(lián)劑；所述的丙烯酸類封端改性聚硫橡膠是由液體聚硫橡膠與丙烯酸類化合物使用自由基引發(fā)劑在70 V~80°C溫度下反應4h~6h得到產物，其中丙烯酸類化合物具有如下結構=R1 CH=CR2COOR3，其中:?和R2是H、CH3、CH2CH3或CH2CH2CH3的其中之一 ；R3是H或(CH2)nCH3中的其中之一，n=0~5;液體聚硫橡膠為數(shù)均分子量在1000~5000、交聯(lián)度在0%~2%的巰基封端的化合物；
[0016]組分B由二氧化錳、鄰苯二甲酸二丁酯和促進劑D組成；二氧化錳填料占組分B重量的百分比為30%~60% ;促進劑D:占組分B重量的百分比為0.5%~5%;余量為鄰苯二甲
酸二丁酯；
[0017]組分A和組分B的制備都采用三輥研磨機混合，按配比稱量各個組分后粗混然后使用三輥研磨機混合3遍即可使用；
[0018]組分A和組分B分開保存。 [0019]如上面所述的高剝離強度聚硫密封膠中丙烯酸類封端改性聚硫橡膠的制備方法，其特征在于:所述的丙烯酸類封端改性聚硫橡膠是由液體聚硫橡膠與丙烯酸類化合物使用自由基引發(fā)劑在70°C~80°C溫度下反應4~6小時得到，其中丙烯酸類化合物具有如下結構=R1CH=CR2COOR3,其中=R1和R2是H、CH3> CH2CH3或CH2CH2CH3的其中之一，考慮到反應的活性，RJPR2優(yōu)選為H ;R3是H或(CH2)nCH3中的其中之一，n=0~5，優(yōu)選為H或者CH3;液體聚硫橡膠為數(shù)均分子量在1000~5000、交聯(lián)度在0%~2%的巰基封端的化合物，其中優(yōu)選分子量在1000~2000、交聯(lián)度在0.5%~1%的化合物，比如阿克蘇諾貝爾硫膠公司生產的G44，或者日本東麗公司生產的LP-33。上述反應所用的自由基引發(fā)劑可以是偶氮類化合物，如偶氮二異丁腈，也可以是過氧化物，如過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酸叔丁酯，同時這個反應也可以在紫外光條件下引發(fā)反應。上述反應在50°C~120°C之間反應2~24小時，其中優(yōu)選在70°C~80°C反應4~6小時。因為此反應為加成反應，反應產率接近100%，所以液體聚硫橡膠的兩端巰基基本反應完全，反應產物直接加入到密封膠基膏中使用。
[0020]使用上面所述的高剝離強度聚硫密封膠進行密封的方法，其特征在于:使用前將組分A和組分B混合，組分A和組分B的重量份比例為100:8~12，將組分A和組分B采用手工混合方式混合3~5分鐘；然后在3小時之內進行密封操作，向被密封處涂覆高剝離強度聚硫S封I父，涂覆厚度為2~IOmm ;最后室溫硫化，硫化時間為3~7天。
[0021]實施例1:密封劑I是一種用于油箱密封的密封膠，由組分A基膏和組分B硫化膏組成，組分A為基膏，組分B為硫化膏，其組成配方如表1所示:
[0022]表1密封膠I的配方組成
[0023]
【權利要求】
1.高剝離強度聚硫密封膠，其特征在于:它由組分A基膏和組分B硫化膏組成，組分A為基膏，組分B為硫化膏； 組分A由填料、增塑劑、丙烯酸類封端改性聚硫橡膠、偶聯(lián)劑和液體聚硫橡膠組成；填料占組分A重量的百分比為20%~60% ;增塑劑占組分A重量的百分比為5%~10% ;丙烯酸類封端改性聚硫橡膠占組分A重量的百分比為0.5%~5% ;偶聯(lián)劑占組分A重量的百分比為0%~5% ;余量為液體聚硫橡膠；所述的液體聚硫橡膠的分子量為1000~7000，交聯(lián)度為0%~2% ;所述的填料為重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化鈦、滑石粉、高嶺土或炭黑其中之一或者幾種物質的混合物；所述的增塑劑為鄰苯二甲酸類物質、氯化石蠟或磷酸三丁酯其中之一或者幾種物質的混合物；所述的偶聯(lián)劑是硅烷類偶聯(lián)劑；所述的丙烯酸類封端改性聚硫橡膠是由液體聚硫橡膠與丙烯酸類化合物使用自由基引發(fā)劑在70°C~80°C溫度下反應4h~6h得到產物，其中丙烯酸類化合物具有如下結構:R1CH=CR2COOR3,其中=R1 和 R2 是 H、CH3> CH2CH3 或 CH2CH2CH3 的其中之一 ；R3 是 H 或(CH2)nCH3中的其中之一，n=0~5;液體聚硫橡膠為數(shù)均分子量在1000~5000、交聯(lián)度在0%~2%的巰基封端的化合物； 組分B由二氧化錳、鄰苯二甲酸二丁酯和促進劑D組成；二氧化錳填料占組分B重量的百分比為30%~60% ;促進劑D:占組分B重量的百分比為0.5%~5%;余量為鄰苯二甲酸二丁酯； 組分A和組分B分開保存。
2.如權利要求1所述的高剝離強度聚硫密封膠，其特征在于:丙烯酸類化合物中，Rl和R2為H，R3為H或者CH3，作為丙烯酸類封端改性聚硫橡膠制備原料的液體聚硫橡膠為數(shù)均分子量在1000~2000、交聯(lián)度在0.5%~1%的化合物。
3.如權利要求1或2所述的高剝離強度聚硫密封膠，其特征在于:作為組分A原料的液體聚硫橡膠的分子量為1000~3000 ;增塑劑中的鄰苯二甲酸類物質是鄰苯二甲酸二丁酯；所述的硅烷類偶聯(lián)劑是Y-疏丙基二乙氧基硅烷。
4.如權利要求1所述的高剝離強度聚硫密封膠中丙烯酸類封端改性聚硫橡膠的制備方法，其特征在于:所述的丙烯酸類封端改性聚硫橡膠是由液體聚硫橡膠與丙烯酸類化合物使用自由基引發(fā)劑偶氮二異丁腈在70 V~80°C溫度下反應4~6小時得到，其中丙烯酸類化合物具有如下結構=R1CH=CR2COOR3,其中:其中=R1和R2是H、CH3、CH2CH3或CH2CH2CH3的其中之一 ；R3是!1或(CH2)nCH3中的其中之一，n=0~5;液體聚硫橡膠為數(shù)均分子量在1000~5000、交聯(lián)度在0%~2%的巰基封端的化合物。
5.使用如權利要求1所述的高剝離強度聚硫密封膠進行密封的方法，其特征在于:使用前將組分A和組分B混合，組分A和組分B的重量份比例為100:8~12，將組分A和組分B采用手工混合方式混合3~5分鐘；然后在3小時之內進行密封操作，向被密封處涂覆聞剝尚強度聚硫S封I父，涂覆厚度為2~IOmm ;最后室溫硫化，硫化時間為3~7天。
【文檔編號】C09J11/04GK103555264SQ201310472739
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權日:2013年10月11日
【發(fā)明者】章諫正, 吳松華, 劉剛, 秦蓬波 申請人:中國航空工業(yè)集團公司北京航空材料研究院