龐文武 陳炳耀 劉根生 何冬梅

液態(tài)密封膠目前廣泛地應(yīng)用于塑料管道密封、機械防漏、汽車維修等化工領(lǐng)域，因為性價比高、粘接性好、性價比高、施工工藝簡潔等先天優(yōu)勢，在膠粘劑市場上深受消費者喜愛。液態(tài)密封膠目前工藝技術(shù)成熟、產(chǎn)能產(chǎn)量初具規(guī)模，但與此同時品墊片膠、高分子膠等同類相似產(chǎn)品也在迅速發(fā)展，這些產(chǎn)品在性能與價格方面向液態(tài)密封膠提出嚴峻的挑戰(zhàn)。為了進一步提高產(chǎn)品性能、降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)企業(yè)在液態(tài)密封膠的生產(chǎn)過程中加入大量的填料，這對液態(tài)密封膠長期貯存不分層、浮色提出了更高的要求。相比于溶劑、氣相粉，填料比重大很容易沉降分層，如果填料使用量不合理，膠液在后期的運輸、儲存過程中出現(xiàn)不同程度的分層和浮色，不僅影響產(chǎn)品開罐效果，也給施工質(zhì)量帶來極大隱患。液態(tài)密封膠分層浮色影響因素探討尤為重要，本文通過對密封膠主要原料橡膠、填料、溶劑、偶聯(lián)劑等幾個逐一探索，在歷經(jīng)大量試驗發(fā)現(xiàn)經(jīng)過合理的配方搭配，添加填料的液態(tài)密封膠綜合性能優(yōu)異、貯存性能良好。

一、試驗部分

對環(huán)氧涂層鋼筋的試驗研究主要包括粱端拔出試驗、梁接頭試驗和板接頭試驗。

1.試驗原料。丁腈橡膠（NBR3604），工業(yè)級，鎮(zhèn)江南帝化工有限公司；丁腈橡膠（N237H），工業(yè)級，中國石油化工股份有限公司大慶石化分公司；白炭黑（SiO2），工業(yè)級，新特能源股份有限公司；氣相白炭黑（TS530）、氣相白炭黑（LM一150），工業(yè)級，卡博特；酚醛樹脂（PF），工業(yè)級，美國圣來科特國際集團；白陶土（Kaolin）、硫酸鋇（BaSO4）、碳酸鈣（CaCO3）、硅烷偶聯(lián)劑（KH一550）、丙酮（DMK）、120#溶劑油、碳酸二甲酯（DMC），乙酸仲丁酯（SBAC），均為市售工業(yè)級。

2.試驗儀器。開煉機，揚州德瑞儀器設(shè)備有限公司；數(shù)顯式電熱恒溫干燥箱，上海滬越實驗儀器有限公司；攪拌機，無錫菲肯機械科技有限公司；比重杯，東莞偉達儀器公司。

3.試驗制備。開啟開煉機，按照工藝量要求投入丁腈橡膠（NBR3604）進行塑煉，塑煉之后在橡膠表層加入填料、酚醛樹脂（PF）和助劑進行混煉；待上述材料混煉均勻后取下用容器盛裝，溫度降下來之后再用切片機將混煉膠切碎；接下來是將丙酮（DMK）、120#溶劑油、碳酸二甲酯（DMC），乙酸仲丁酯（SBAC）等溶助劑按工藝量投入攪拌釜中，開機開始攪拌，在攪拌的同時倒入上述混煉膠，直至膠片完全溶解均勻即可。

4.分層浮色性能檢測。在本次試驗中，將制備好的液態(tài)密封膠樣品裝入密封的玻璃容器里面，放于恒溫鼓風干燥烘箱中加速分層。一個月（30d）后將膠液取出，并提取玻璃容器底部30mm左右的膠液，用比重杯檢測其比重值P1，用P2來表示烘烤前的比重值。膠液分層浮色性能以字母φ表示，用P1與P2之差除以P2表示膠液分層程度。

二、結(jié)果與討論

1.橡膠影響。丁腈橡膠是液態(tài)密封膠生產(chǎn)中的主要原材料，其具有良好的耐油性和貯存穩(wěn)定性，是膠粘劑行業(yè)普遍適用的橡膠原料。本試驗為了更好地驗證丁腈橡膠對液態(tài)密封膠膠液分層浮色的影響，試驗過程中保持其他條件不變的基礎(chǔ)上，分別選擇硬丁腈NBR3604和軟丁腈N237H作為密封膠的原料，并嘗試不同的比例搭配進行數(shù)據(jù)比較。

由實驗數(shù)據(jù)可以看出，當液態(tài)密封膠中全部采用硬丁腈膠時，所制備的膠液底部有較厚的分層沉淀，沉淀分層部分已結(jié)塊，攪拌還是無法恢復均勻狀態(tài)，而增加軟丁腈膠用量時，膠液分層浮色問題才得以逐漸的改善。由此我們可以得出結(jié)論，軟丁腈膠在改善和克服膠液分層浮色上比硬橡膠更有效，這是因為軟丁腈膠和硬丁腈膠的相對分子質(zhì)量和分布不盡相同。相比于軟硬丁腈膠，硬丁腈膠子分子質(zhì)量分布較寬，長期貯存后出現(xiàn)分層浮色就是分子質(zhì)量低的部分從基體中逐漸分離出來的結(jié)果。實際生產(chǎn)過程中，我們還要結(jié)合生產(chǎn)成本方面的考慮，軟丁腈膠雖然貯存穩(wěn)定，但是原料價格比較高。結(jié)合上述試驗數(shù)據(jù)，筆者建議液態(tài)密封膠生產(chǎn)過程中采用軟、硬丁腈膠搭配使用，性價比更高，搭配值以硬丁腈膠/軟丁腈膠=7/3為宜。

2.填料的影響。液態(tài)密封膠生產(chǎn)過程中，常添加部分填料以增強涂層強度，降低生產(chǎn)成本。目前液態(tài)密封膠常用的填料有Kaolin、BaSO4、CaCO3和SiO2，顏填料的運用明顯降低了密封膠料液的穩(wěn)定性，給工程施工和品質(zhì)性能帶來隱患。在其他條件不變的前提下，研究不同填料對密封膠抗沉降性能的影響。

從實驗數(shù)據(jù)中可以看出，生產(chǎn)時不添加填料的液態(tài)密封膠，膠液自始至終不會出現(xiàn)分層現(xiàn)象。添加填料Kaolin時，底部有輕微沉淀，輕微攪拌即可恢復均勻狀態(tài)；添加填料BaSO4時，有較厚的沉淀，攪拌時下層有明顯的阻力；添加填料CaCO3n時，底部有輕微沉淀，沉淀松軟，攪拌后可重新恢復均勻狀態(tài)；添加填料SiO2時，底部有輕微沉淀，攪拌時料液均勻。綜上試驗結(jié)果可以得出，不同填料對膠液分層的影響表現(xiàn)在比重越大，膠液越容易分層。比重值最大的填料BaSO4，膠液分層最為顯著，底部沉降部分明顯結(jié)塊；添加比重值相當?shù)腒aolin和CaCO3兩個顏料，膠液都只是輕微的分層，攪拌即可恢復均勻狀態(tài)，不影響產(chǎn)品正常使用；最后的SiO2是最好填料品種，適當?shù)奶砑覵iO2填料，可以用更加經(jīng)濟實惠的生產(chǎn)成本，制備出同等產(chǎn)品性能的液態(tài)密封膠。

3.溶劑的影響。溶劑是膠粘劑生產(chǎn)過程中的主要分散介質(zhì)，液態(tài)密封膠的生產(chǎn)制備有賴于有機溶劑的溶解，通過攪拌和溶解將樹脂、橡膠、顏填料等原材料均勻混合。液態(tài)密封膠的生產(chǎn)中，不僅需要考慮生產(chǎn)成本，還需要綜合考量環(huán)保、工藝等要求，DMK、120#溶劑油、DMC、SBAC等溶劑是密封膠生產(chǎn)中常用的分散介質(zhì)，這些溶劑具有良好的溶解性、干燥速度快、危害小等環(huán)保實用性能。經(jīng)過試驗過程中的反復驗證和比較，其實這些溶劑對液態(tài)密封膠的分層浮色影響都很小，基本可以忽略不計。所以在提高分層性能方面，我們?nèi)軇┻x擇方面沒有什么特別要求，只要能夠保證其對丁腈橡膠具有良好的溶解力，所制備的膠液就一定是均勻的。

4.偶聯(lián)劑的影響。經(jīng)過大量比對試驗發(fā)現(xiàn)，適量的偶聯(lián)劑添加可以顯著提高液態(tài)密封膠的貯存穩(wěn)定性。為了進一步展現(xiàn)出偶聯(lián)劑對液態(tài)密封膠分層浮色的影響過程，試驗中在其他條件不變的前提下，選擇添加不同分量的KH一550作為改性劑。

通過試驗數(shù)據(jù)比較，我們可以看出：開始時偶聯(lián)劑添加越多分層值越小，但也不是偶聯(lián)劑加的越多分層值就一定越好。當W（KH一550）=2%時，分層值表現(xiàn)是最好的，但是如果繼續(xù)添加偶聯(lián)劑，不僅不能減少沉降值，反而會影響到最佳的沉降效果。偶聯(lián)劑的基團能不僅能與密封膠中有機分子形成很好的親合力，同時與無機填料表面的化學基團形成牢固的化學鍵，這是偶聯(lián)劑兩性分子結(jié)構(gòu)的必然結(jié)果。液態(tài)密封膠生產(chǎn)配方中適當?shù)募尤肱悸?lián)劑可以將橡膠分子等與填料粒子牢固地結(jié)合起來，膠液具有更好的貯存穩(wěn)定性能，減少分層浮色質(zhì)量問題的發(fā)生。

三、結(jié)語

優(yōu)異穩(wěn)定的產(chǎn)品品質(zhì)，是每一個產(chǎn)品源源發(fā)展的活力。密封膠分層、浮色問題不僅是影響產(chǎn)品開罐效果，同時產(chǎn)品質(zhì)量也很難保障，無限消耗著消費者的信心。徹底有效地解決液態(tài)密封膠分層浮色問題一方面要從丁腈橡膠入手，選擇合理的NBR3604和N237H搭配比例，既兼顧了產(chǎn)品性能也合理控制成本；另一方面，填料是膠液分層浮色的主要因素，高檔層次的膠液盡量少用顏填料，中低層次密封膠，選擇CaCO3與TS530搭配使用，所制膠液綜合性能較好。

（作者單位：廣東三和化工科技有限公司 廣東順德三和化工有限公司）