低強(qiáng)度厭氧膠的研究

韋遠(yuǎn)怡，陳炳耀，彭小琴，楊育其，李志林

（廣東三和控股有限公司,廣東 中山,528429）

前 言

厭氧膠，是一種隔絕氧氣才能固化的膠粘劑。在室溫隔絕氧氣的情況下，加之材料表面金屬離子的催化作用，在一定時(shí)間內(nèi)即可固化[1]。與瞬干膠不同的是，厭氧膠是由帶有類似結(jié)構(gòu)的不同化合物構(gòu)成，該特點(diǎn)使得厭氧膠的品種繁多，性能差異明顯。改革開放以來，現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)快速發(fā)展，膠粘劑被廣泛地運(yùn)用到各行各業(yè)中，如家電[2]，汽車[3]，石化[4，5]，醫(yī)療、航空[6]等領(lǐng)域，為中國人均國內(nèi)生產(chǎn)總值作出了一定的貢獻(xiàn)[7]。厭氧膠在其中也占據(jù)著不可或缺的一部分，它具有許多優(yōu)點(diǎn)，如日常使用方便、在室溫下有較快的固化速度、耐高溫性能好，通常被用于螺紋鎖閉、法蘭零件的密封、配合部位的固定、平面粘結(jié)等[8]。在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，人們對厭氧膠的強(qiáng)度有不同的需求，為了滿足厭氧膠易拆這一需求，本文選擇不同的增塑劑自制了幾種低強(qiáng)度厭氧膠，并對其強(qiáng)度進(jìn)行了對比研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

表1 實(shí)驗(yàn)材料Table 1 The experimental materials

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

懸臂式攪拌機(jī)，GZ-120，江陰保利科研有限公司；溫度計(jì)；旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，NDJ-8S，上海力辰科技有限公司；扭力扳手，煙臺市綠林工具有限公司；電熱恒溫水浴鍋，HWS-24型，上海力辰邦西儀器科技有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，101-1A型，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.3 低強(qiáng)度厭氧膠的制備

將丙烯酸酯樹脂、單體甲基丙烯酸羥丙酯、氣相二氧化硅、乙二胺四乙酸二鈉鹽混合均勻，設(shè)置水浴鍋溫度在45~60℃，用懸臂式攪拌機(jī)攪拌4h，關(guān)閉加熱，加入促進(jìn)劑、助促進(jìn)劑和引發(fā)劑繼續(xù)攪拌1~3h，即可制得厭氧膠成品[9]。低強(qiáng)度厭氧膠粘劑基本配方如下表2所示。

表2 厭氧膠基本配方Table 2 The basic formula of anaerobic adhesive

1.4 性能測試

（1）表面處理：根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7311—2008《工程機(jī)械厭氧膠、硅橡膠及干膜預(yù)涂膠應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行測試，先將鋼制M10標(biāo)準(zhǔn)螺栓螺母進(jìn)行表面處理，確保零件表面無毛刺以及磕碰劃痕傷后，用丙酮清洗并干燥以去除表面油污或雜質(zhì)。

（2）定位時(shí)間：定位時(shí)間即厭氧膠初步固化時(shí)間，在對螺栓進(jìn)行表面處理后，在螺栓上涂足量的厭氧螺紋鎖固膠樣品，擰上螺母，上下反復(fù)擰幾次，使螺紋間充滿厭氧膠液，保證在嚙合部位不缺膠，放置于25℃條件下固化，測試其手?jǐn)Q不動(dòng)的時(shí)間（min）。每一厭氧膠樣品共設(shè)5個(gè)平行對照組，重復(fù)測定3次，取平均值。

（3）破壞扭矩、平均拆卸扭矩：按照GB/T18747.1-2002《厭氧膠粘劑扭矩強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度的測定》進(jìn)行測試，將螺栓頭固定好在螺栓夾具上，使用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的扭力扳手以5r/min的恒定速度旋松螺母，測定其破壞扭矩和平均拆卸扭矩（N·m）。每一厭氧膠樣品共設(shè)5個(gè)平行對照組，重復(fù)測定3次，取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同增塑劑對厭氧膠性能的影響

為了解不同增塑劑對厭氧膠強(qiáng)度的影響和尋求出最佳的增塑劑，通過控制變量，在所有原料及增塑劑添加量不變的情況下，僅改變增塑劑的種類，制備出4個(gè)厭氧膠樣品。且實(shí)驗(yàn)配方操作一致的情況下，對樣品進(jìn)行相關(guān)性能測試，結(jié)果見表3

表3 不同種類增塑劑對厭氧膠定位時(shí)間和扭矩的影響Table 3 The influence of different kinds of plasticizers on the positioning time and torque of the anaerobic adhesive

由表3可知，不同種類的增塑劑對厭氧膠性能有不同影響。在增塑劑添加量一樣時(shí)，厭氧膠A的定位時(shí)間最長，B次之，而C及D則同為10min；厭氧膠C和D的破壞扭矩在四種樣品中較大，A和B的破壞扭矩較?。粎捬跄zA的平均拆卸扭矩在四個(gè)樣品中最小，而其他三個(gè)樣品的平均拆卸扭矩都較為接近，約為6N·m左右?？梢缘贸鲈鏊軇┓N類是影響低強(qiáng)度厭氧膠的重要因素，添加蠟粉和聚四氟乙烯粉都可使厭氧膠的定位時(shí)間縮短，且破壞扭矩及平均拆卸扭矩都較小，符合易拆卸的要求。由于厭氧膠對定位時(shí)間這一性能有較高要求，因此增塑劑種類選擇蠟粉比選擇聚四氟乙烯粉更佳，也更加符合經(jīng)濟(jì)成本。

2.2 增塑劑的添加量對厭氧膠性能的影響

為了解增塑劑的添加量對厭氧膠性能的影響和尋求最佳的增塑劑添加量，通過控制變量，在控制增塑劑種類以及其他條件不變的情況下，僅改變增塑劑的添加量，制備了5個(gè)厭氧膠樣品，增塑劑種類選擇蠟粉。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 不同添加量的蠟粉對厭氧膠性能的影響Table 4 The effects of different adding amount of wax powderon the performance of anaerobic adhesive

從表4可知，增塑劑蠟粉的添加量對厭氧膠性能有影響，其中對扭矩的影響最大，隨著蠟粉添加量的增加，厭氧膠的破壞扭矩和平均拆卸扭矩不斷減小，但在蠟粉添加量為12%和15%時(shí)，其定位時(shí)間無變化，且兩個(gè)厭氧膠的破壞扭矩及平均拆卸扭矩對比10%蠟粉的厭氧膠并無明顯的減小，因此可以推斷出在蠟粉添加10%左右時(shí)，厭氧膠的破壞扭矩及拆卸扭矩更符合低扭矩厭氧膠的性能要求。但若要確定具體的增塑劑添加量，仍需在10%蠟粉添加量附近設(shè)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)獲取準(zhǔn)確的數(shù)值。

3 結(jié)論

本文主要通過控制變量法，在其他條件不變的情況下，通過改變增塑劑的種類，在液體石蠟、蓖麻油、蠟粉、聚四氟乙烯粉中尋找出較佳的低強(qiáng)度厭氧膠增塑劑——蠟粉。并通過控制增塑劑蠟粉的添加量，蠟粉的添加量在10%左右時(shí)，厭氧膠的定位時(shí)間約為10min，破壞扭矩約為7.5N·m，平均拆卸扭矩為6.0N·m。該厭氧膠的定位時(shí)間、破壞扭矩、平均拆卸扭矩都達(dá)到低強(qiáng)度厭氧膠的標(biāo)準(zhǔn)并且更符合實(shí)際生產(chǎn)及使用。