耐油液態(tài)密封膠的研制

龐文武，陳炳耀，姚榮茂，溫海軍，何冬梅

（1.廣東三和化工科技有限公司，廣東 中山 528429；2.廣東順德三和化工有限公司，廣東 佛山 528325）

液態(tài)密封膠亦稱液態(tài)墊圈、液態(tài)墊等，是常溫下呈現(xiàn)液態(tài)狀的新型高分子靜密封材料。涂敷在金屬設(shè)備接合面上時(shí)，隨著膠液流動(dòng)逐漸充滿接合面之間凹陷和縫隙，干燥后達(dá)到密封、防泄漏的效果。液態(tài)密封膠的特殊之處在于施工過(guò)程中必須在涂膠表面施加一定的緊固力，才能形成一層均勻連續(xù)穩(wěn)定的彈性薄膜發(fā)揮其密封作用，能防止水、氣、油、酸和堿等介質(zhì)的腐蝕。

氣候因子包括空氣濕度、光照強(qiáng)度和溫度，它們是影響造林成活率的最基本因子。過(guò)高或過(guò)低的溫度都會(huì)對(duì)樹木幼苗的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。過(guò)高的溫度會(huì)使植物失去生長(zhǎng)和燃燒所必需的水分，而高溫通常伴隨著較高的濕度，這為病蟲害的繁殖提供了有利的條件。低溫使植物遭受凍害和凍傷。光照是植物光合作用的必要條件，光照不足也會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。

丁腈橡膠（NBR）是生產(chǎn)液態(tài)密封膠主材料，液態(tài)密封膠的耐油性、耐熱性和硬度等性能好壞，完全取決于丁腈橡膠（NBR）中丙烯腈的含量。本研究?jī)?yōu)選LG化學(xué)公司高丙烯腈含量丁腈橡膠（LG3250）與具有良好耐介質(zhì)性能的酚醛樹脂形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，優(yōu)選穩(wěn)定性良好的滑石粉與白炭黑混合填料，制備了一款具備優(yōu)異性能的耐油型丁腈液態(tài)密封膠。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

丁腈橡膠（LG3250）、丁腈橡膠（LG6250），韓國(guó)LG化學(xué)公司；丁腈橡膠（N41），蘭州石化公司；萜烯樹脂，濮陽(yáng)市凱瑞德石油樹脂有限公司；石油樹脂，淄博齊巍化工有限公司；聚丙烯酸樹脂（PA A），廣東佳景科技股份有限公司；酚醛樹脂（PF），深州市天承石墨制品有限公司；滑石粉（TD），青島凱威爾粉體工程科技有限公司；高嶺土，宜都市楚雄高嶺土有限責(zé)任公司；陶土，寧波嘉和新材料科技有限公司；納米碳酸鈣，恩平燕怡新材料有限公司；白炭黑，山東東岳化工有限公司；二甲苯，佛山市政輝化工科技有限公司；丙酮，湖南穩(wěn)誠(chéng)貿(mào)易有限公司。以上原料全部為工業(yè)級(jí)。

4.3 硫酸鹽含量在17.66%～26.39%范圍內(nèi)和溶液酸堿度存在線性關(guān)系，控制溶液的pH值可以控制硫酸鹽的含量。但考慮到此次樣本量比較小，樣品的含量及pH比較集中，未涉及藥典規(guī)定的邊緣pH值，后期將進(jìn)行更加嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)及論證，對(duì)擬合方程進(jìn)行進(jìn)一步的確認(rèn)和優(yōu)化，以求在符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求、確保準(zhǔn)確度的前提下，簡(jiǎn)化檢驗(yàn)操作的流程步驟。

1.2 儀器與設(shè)備

（3）耐壓性：按照J(rèn)B/T 4254—2016《液態(tài)密封膠》標(biāo)準(zhǔn)5.4方法，采用標(biāo)準(zhǔn)法蘭制備試驗(yàn)樣，在25 ℃條件用SYB-2型手動(dòng)油泵測(cè)試耐壓能力。

1.3 液態(tài)密封膠的制備

從2.1實(shí)驗(yàn)中知道，無(wú)論采用3種丁腈橡膠中的任何一款，都難以達(dá)到JB/T 4254—1999標(biāo)準(zhǔn)中耐介質(zhì)性能的要求。為此，選用PF、PAA、萜烯樹脂和石油樹脂等與丁腈橡膠相容性較好的材料進(jìn)行研制。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中其余原料的型號(hào)、配比均保持不變，分別采用不同樹脂制備出不同試樣，檢測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示。

1.4 性能測(cè)試

在其余原材料型號(hào)與配比不變的情況下，通過(guò)增減PF用量，考查液態(tài)密封膠耐介質(zhì)性的變化過(guò)程，詳見圖1所示。由圖1可知：PF用量越高，液態(tài)密封膠的耐機(jī)油性和耐汽油性都明顯下降。當(dāng)PF用量等于2.5%時(shí)，耐機(jī)油性和耐汽油性均達(dá)到JB/T 4254—1999標(biāo)準(zhǔn)中耐介質(zhì)性要求（-5～5）的相對(duì)最佳值，綜合考慮，PF用量為2.5%較適宜。

（2）相對(duì)密度：按照GB/T 13354—1992《液態(tài)膠粘劑密度的測(cè)定方法-重量杯法》標(biāo)準(zhǔn)，采用37.00 mL質(zhì)量杯裝樣品，在樣品溫度在（23±1）℃條件下進(jìn)行測(cè)試。

NDJ-8S型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，江蘇江東精密儀器有限公司；SYB-2型手動(dòng)油泵，德州華立液壓機(jī)具有限公司；XK-360型煉膠機(jī)，青島亞華機(jī)械有限公司。

寶清縣農(nóng)業(yè)用水井3 631眼，均為淺水井；工業(yè)用水井75眼，其中淺水井57眼，深水井 18眼；城鎮(zhèn)生活用水井30眼，其中深水井19眼，淺水井11眼；農(nóng)村生活飲用水井295眼，其中深水井194眼，淺水井101眼。淺水井井深50～70 m，取水層位為第四系孔隙水；深水井井深70～150 m，取水層位為第三系和白堊系孔隙裂隙水。2001—2010年供水量見圖1，各業(yè)用水量見圖2?？梢钥闯?，地下水主要供水層位為第四系淺層水，農(nóng)業(yè)灌溉用水為主要用水。

第三，醫(yī)療旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨周邊國(guó)家和地區(qū)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。海南醫(yī)療旅游產(chǎn)業(yè)剛剛起步，而臨近的泰國(guó)、印度、新加坡以及我國(guó)臺(tái)灣等醫(yī)療旅游目的地經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)成為具有較高國(guó)際聲譽(yù)的醫(yī)療旅游目的地。

在自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中，與其說(shuō)是學(xué)生在讀書，不如說(shuō)學(xué)生在與作者進(jìn)行心靈對(duì)話；與其說(shuō)學(xué)生是在批注，不如說(shuō)是學(xué)生憑著自己的知識(shí)、情感、智慧、靈性，在感悟文本的意義與內(nèi)涵，在對(duì)作品的藝術(shù)再創(chuàng)造，帶有濃厚的閱讀主體的個(gè)性色彩。在這充足的時(shí)間、寬松的空間里，學(xué)生凝神深思，認(rèn)真地讀著想著，用心徜徉在文章的人文情感中，用筆耕耘在文章的字里行間，猶如一只只勤勞執(zhí)著的小蜜蜂，在語(yǔ)言的百花叢中采集語(yǔ)言營(yíng)養(yǎng)，醞釀心靈中的“蜜”。此時(shí)，教師雖基本保持沉默，卻要密切關(guān)注學(xué)生的思維，并做簡(jiǎn)要的觀察記錄，做到心中有數(shù)，為引導(dǎo)點(diǎn)撥做充分的準(zhǔn)備。

2 結(jié)果及討論

2.1 丁腈橡膠種類對(duì)液態(tài)密封膠性能的影響

由表2可知，引入樹脂后，液態(tài)密封膠的耐介質(zhì)性能有了較大改善，密封膠的黏度、耐壓性也同樣受益。4種樹脂中，PF對(duì)液態(tài)密封膠耐介質(zhì)性改善效果較為明顯有效。因?yàn)镻F與丁腈橡膠材料混合反應(yīng)后，具有明顯的補(bǔ)強(qiáng)增硬作用，有效地增強(qiáng)了橡膠的耐化學(xué)腐蝕性能。

表1 不同丁腈橡膠對(duì)液態(tài)密封膠性能的影響Tab.1 Effect of different nitrile rubbers on properties of liquid sealant

由表1可知，隨著丁腈橡膠中丙烯腈含量的增高，液態(tài)密封膠的黏度和耐壓性能隨之增大。同時(shí)，丙烯腈含量還影響到液態(tài)密封膠的耐介質(zhì)性能，丙烯腈含量增加，耐機(jī)油性和耐汽油性都逐漸變小，但均無(wú)法達(dá)到JB/T 4254—1999標(biāo)準(zhǔn)中耐介質(zhì)性能的要求，需要探索其他材料進(jìn)行改善。

2.2 增粘樹脂的影響

將大塊橡膠投入到煉膠機(jī)中，加入少量二甲苯或丙酮混合煉膠。經(jīng)過(guò)煉膠機(jī)出來(lái)的膠片成薄膜，再用切刀切成小塊形狀待用。按照工藝配方先加入二甲苯、丙酮到實(shí)驗(yàn)容器中，然后在攪拌過(guò)程中緩慢加入小塊膠片薄膜、填料及增粘樹脂等液態(tài)密封膠原料。開啟高速攪拌模式，攪拌3 h以上直至膠片完全溶解，停機(jī)冷卻至25 ℃左右取出備用。

表2 不同增粘樹脂對(duì)密封膠性能的影響Tab.2 Effect of different tackifying resins on performance of sealant

丁腈橡膠是液態(tài)密封膠的主要原料，實(shí)驗(yàn)中固定橡膠用量為20%（配方總量），采用相同類型同一用量的填料、溶劑和樹脂，分別采用LG6250、LG3250和N4l型3種丁腈橡膠，制備了3組實(shí)驗(yàn)樣品。3種型號(hào)的丁腈橡膠丙烯腈含量各不相同，所制備的液態(tài)密封膠性能也相差較大，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

（1）黏度：按照GB/T 2794—2013《膠黏劑黏度的測(cè)定-單圓筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法》標(biāo)準(zhǔn)，采用燒杯容器取樣，在樣品溫度（23±1）℃條件下用NDJ-8S型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)進(jìn)行測(cè)試。

（4）耐介質(zhì)性：按照J(rèn)B/T 4254—2016《液態(tài)密封膠》標(biāo)準(zhǔn)制備鋁片試樣，分別放入盛有蒸餾水（95 ℃）、32號(hào)液壓油（95℃）、92號(hào)無(wú)鉛汽油（25 ℃）中各浸泡24 h，最后取出稱量并計(jì)算質(zhì)量變化率。

圖1 PF用量對(duì)密封膠性能的影響Fig.1 Effect of phenolic resin content on performance of sealant

2.3 填料的種類和配比對(duì)密封膠性能的影響

為了驗(yàn)證不同填料種類和配比對(duì)密封膠性能的影響，實(shí)驗(yàn)中固定填料用量為20%（配方總量），分別選用了滑石粉（TD）、陶土、高嶺土、白炭黑（SiO2）和納米碳酸鈣等不同填料制備出5個(gè)試樣，并進(jìn)行性能檢測(cè)，結(jié)果如表3所示。

表3 不同填料對(duì)密封膠性能的影響Tab.3 Effect of different fillers on performance of sealant

填料的選擇不僅決定了密封膠的硬度，也影響到密封膠的黏度和貯存穩(wěn)定性。通過(guò)表3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，陶土和高嶺土制備出的密封膠穩(wěn)定性較差，容易在長(zhǎng)期貯存過(guò)程中產(chǎn)生分層或浮色問題，不適合選做密封膠填料。

單從密封膠耐壓性方面考慮白炭黑是相對(duì)最好的選擇，其次是納米鈣、滑石粉，且白炭黑和納米碳酸鈣的貯存過(guò)程也比較穩(wěn)定。但是納米碳酸鈣填料制備的密封膠黏度明顯過(guò)高，不利于密封膠后期施工使用。綜上考慮，選擇白炭黑和滑石粉混合搭配使用。白炭黑與滑石粉的搭配比例對(duì)液態(tài)密封膠性能的影響如圖2所示。

圖2 滑石粉/白炭黑質(zhì)量比對(duì)密封膠性能的影響Fig.2 Effect of talc/silica ratio on performance of sealant

由圖2可知，隨著滑石粉量逐漸減少、白炭黑量不斷增加，密封膠耐壓性曲線呈先增后降趨勢(shì)，當(dāng)滑石粉/白炭黑質(zhì)量比為7/3時(shí)，耐壓性能達(dá)到相對(duì)最佳。與此同時(shí)，白炭黑比例逐漸上升時(shí)，液態(tài)密封膠的黏度也隨之上升，過(guò)高黏度不利于液態(tài)密封膠后期施工。綜上考慮，選擇滑石粉/白炭黑質(zhì)量比為7/3較適宜。

3 結(jié)語(yǔ)

耐油性液態(tài)密封膠主劑材料必須選擇丙烯腈含量較高的丁腈橡膠，制備的密封膠才會(huì)有良好的耐壓性。為了改善液態(tài)密封膠的耐介質(zhì)性能，還需加入2.5%的PF。此外，要兼顧液態(tài)密封膠的硬度和黏度，可加入滑石粉、白炭黑等填料配搭使用，在滑石粉/白炭黑質(zhì)量比為7/3時(shí)，所制備的液態(tài)密封膠黏度適中，耐壓性效果也最好。