聚硫密封膠以液體聚硫橡膠為主劑,配以適量增塑劑、增粘劑、填料、補(bǔ)強(qiáng)劑、偶聯(lián)劑、固化劑、促進(jìn)劑等混合研細(xì)而成。
1、生產(chǎn)設(shè)備:三輥研磨機(jī)是制備聚硫密封膠常用的主要設(shè)備,所生產(chǎn)的膠質(zhì)量細(xì)膩,均勻無顆粒狀物。
2、配方組成
常用的聚硫密封膠一般是雙組份的,即A組份為(基膠或基膏)、B組份(固化劑),分別包裝,用時(shí)再混合,產(chǎn)品易于保存,質(zhì)量好,固化速度可以調(diào)控。
(1)液體聚硫橡膠:是制造聚硫密封膠的主要原料,由于其分子量的大小不同,交聯(lián)劑的含量不同,有多種牌號供選擇,各國的型號也不統(tǒng)一,但可以找出類似的產(chǎn)品(詳見表1、表2、表3)。美國、日本以LP表示,德國以G表示,中國以兒Y表示。
(2)增塑劑:可增加產(chǎn)品塑性和柔軟性,改善低溫性能,降低產(chǎn)品的粘度,可加入較多的填料及補(bǔ)強(qiáng)劑,提高產(chǎn)品的物理力學(xué)性能,并降低成本。但增塑劑過量,會降低密封膠的粘結(jié)強(qiáng)度,切要牢記增塑劑與液體聚硫橡膠的相容性是非常重要的。如果相容性不好會影響產(chǎn)品質(zhì)量。
常用的增塑劑:鄰苯二甲酸二丁酯類、氯化聯(lián)苯、氯化石蠟、鄰苯二甲酸丁芐酯、烷基苯類化合物等,這些增塑劑可以單獨(dú)使用,也可以混合使作,如果采用二種以上的增塑劑混用,有時(shí)效果可更好些。
(3)填料及補(bǔ)強(qiáng)劑:使用填料的主要目的是增強(qiáng)聚硫密封膠的物理力學(xué)性能,調(diào)整粘度,控制觸變性,降低成本,補(bǔ)強(qiáng)填料可以提高密封膠的抗張強(qiáng)度和伸長率。填料粒子直徑的大小及其性質(zhì)對密封膠的性能也起著重要的作用。
補(bǔ)強(qiáng)填料有爐法炭黑、熱裂解炭黑、金紅石型鈦白粉、二氧化硅、輕質(zhì)碳酸鈣、氧化鋅等。炭黑類多放在B組份上,這樣可制成色差明顯的雙組份密封膠。非補(bǔ)強(qiáng)性填料有重質(zhì)碳酸鈣、煅燒陶土、云母粉、水泥等。
氣相法或沉淀白炭黑、硬酯酸等可改善密封膠觸變性。
(4)增粘劑(或稱粘結(jié)增強(qiáng)劑)
聚硫密封膠本身對各種材料都有一定的粘附力,但不是太好。為了提高彈性密封膠的粘著性,需加入增粘劑。常用的有酚醛樹酯、雙酚A型環(huán)氧樹脂、硅烷類,因?yàn)檫@些化合物都能在聚合物的硫醇官能團(tuán)和待密封的基質(zhì)間產(chǎn)生化學(xué)鍵。長期處于露天的環(huán)境下,這些化學(xué)鍵要比純機(jī)械粘合有效的多。
(5)硫化促進(jìn)劑
為了縮短硫化時(shí)間,可加入一些含硫有機(jī)氨化合物、乙烯多胺類化合物、二苯胍、四甲基秋蘭姆硫化物、二硫化苯并噻唑等。
(6)硫化延遲劑
為了適應(yīng)施工工藝的要求,延長操作時(shí)間,滿足不同用戶的需要,常需要控制一定的固化速度,固化過快也會影響粘結(jié)強(qiáng)度。眾所周知,聚硫密封膠固化時(shí)對PH值是很敏感的,在PH值呈酸性時(shí)固化慢,呈中、堿性時(shí)固化速度加快,常用的有硬脂酸、油酸、硬脂酸鉛、硬脂酸鋅、苯酸酐等。硬脂酸鈉呈堿性,可以促進(jìn)固化,可作為活化劑。
(7)偶聯(lián)劑:
因?yàn)榫哿蛎芊饽z是配方化學(xué),產(chǎn)品是一種有機(jī)無機(jī)物質(zhì)的混合物,為了提高界面的粘結(jié),常用少量有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑,這類化合物同時(shí)含用碳官能基和可水解烷氧基團(tuán)的硅烷。
烷氧基團(tuán)水解后生成-SiOH,可與玻璃、SiO,、金屬及其氧化物的表面產(chǎn)生化學(xué)的、物理的結(jié)合;而碳官能基團(tuán)則可與有機(jī)樹脂、橡膠等有機(jī)材料生成化學(xué)鍵。因此,可以提高無機(jī)物和有機(jī)物的界面粘合從而提高產(chǎn)品的物理力學(xué)性能,用量很少(千分之幾或百分之幾)而作用顯著。目前,常用的有:KH550、KH560、KH570、南大-42等。
KH550:(美國聯(lián)碳公司稱A-1100)學(xué)名:氨丙基三乙氧基硅烷,由于它的-NH,基可以和環(huán)氧基等各種有機(jī)基團(tuán)結(jié)合,和水又能互溶,使用方便,所以用途較大。
KH560:(美國聯(lián)碳公司稱A-187:)學(xué)名:環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷,該偶聯(lián)劑含有環(huán)氧基團(tuán),可以和多種高分子結(jié)合,有時(shí)其增強(qiáng)效果優(yōu)于NH,基偶聯(lián)劑。
K}t570:(美國聯(lián)碳公司稱A-174)學(xué)名:甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷,適用于無機(jī)物填充的復(fù)合高分子材料,可提高機(jī)械、透光等性能,特別是能提高其濕態(tài)的性能。
(8)固化劑:
許多有機(jī)、無機(jī)化合物都可用作聚硫膠的固化劑。如:無機(jī)氧化物:氧化鋅、鈣、鈷、鋇、鐵等;
無機(jī)過氧化物:過氧化鋅、鉀、鉛、錳、鐵、鎂、錫等。
無機(jī)氧化劑:鉻酸鈉、鉀、重鉻酸鈉、鉀氨等;
有機(jī)過氧化物:過氧化苯甲酰、過氧二異丙苯、過氧化甲乙酮等。
如何選擇,這取決于所制造密封膠的顏色、固化條件、產(chǎn)品的組份及用途等。如果希望制成淺色的密封膠,就必須使用過氧化鋅、鈣或有機(jī)過氧化物做固化劑。國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)廠家都是用MrlO,做固化劑(只能制黑色、灰色產(chǎn)品),固化后密封膠的物理化學(xué)性能較好,又無毒,用途廣泛,大型水利工程、城市給排水工程、污水處理廠等都可以使用。