專利名稱：一種雙組分聚硫密封劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子密封材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚硫密封劑因其良好的工藝性能，優(yōu)異的耐油性、耐水性，低透氣率，耐候性、耐化學(xué)介質(zhì)性好，抗沖擊、抗震動(dòng)，對(duì)金屬、非金屬等有良好的粘接性能，在航空、航天、船舶、建筑、汽車、電子電器等行業(yè)廣泛應(yīng)用。在航空工 業(yè)中密封劑的密度大小影響到飛行器整體的重量，進(jìn)而對(duì)其續(xù)航能力產(chǎn)生影響，在航空工業(yè)中即使是以g計(jì)的減重都是有意義的，同時(shí)密封劑的使用溫度要求也比常規(guī)密封劑高。聚硫密封劑是以液體聚硫橡膠為主劑，加入適當(dāng)?shù)奶盍霞爸鷦?，通過金屬氧化物及過氧化物固化的多組分密封材料。隨著技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用環(huán)境的要求更高，除了固有的密封性能，聚硫密封劑的其它功能也不斷增強(qiáng)。如中國(guó)專利公開了一種授權(quán)公告號(hào)為CN101575493B,名稱為“雙組分聚硫防火阻燃密封膠及其制備方法”的發(fā)明專利，該密封膠阻燃性能達(dá)到FV-O級(jí)；中國(guó)專利公開了一種授權(quán)公告號(hào)為CN 100558842C，名稱為“粘接型聚硫密封劑”的發(fā)明專利，該密封劑粘接和密封性能滿足磁懸浮列車和汽車生產(chǎn)的技術(shù)要求；中國(guó)專利公開了一種申請(qǐng)公布號(hào)為CN 101831270A，名稱為“一種具有低壓縮永久形變的聚硫密封膠”的發(fā)明專利，該密封膠室溫下的壓縮永久形變得到明顯的改善。但是，現(xiàn)有聚硫密封劑中使用的補(bǔ)強(qiáng)填料和固化劑的密度較高，導(dǎo)致硫化后的密封劑密度一般均在I. 5g/cm3以上；同時(shí)由于聚硫本身結(jié)構(gòu)不耐熱,不與空氣接觸的粘接部位在高溫時(shí)發(fā)生熱降解，呈粘稠狀流體，導(dǎo)致粘接及密封失效。在低密度和耐熱降解方面現(xiàn)有的密封劑性能還不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有密封劑硫化后的密度較大以及耐熱降解性能較差的問題，而提供一種雙組分聚硫密封劑及其制備方法。本發(fā)明雙組分聚硫密封劑由以下重量份數(shù)的組分制備而成甲組分高粘度液態(tài)聚硫橡膠50 100份、低粘度液態(tài)聚硫橡膠50份、環(huán)氧樹脂5 10份、觸變劑5 15份、補(bǔ)強(qiáng)填料20 60份、中空玻璃微球3 10份、鈦白粉5 10份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5 I. 5份、防老劑2 6份；其中防老劑為沒食子酸丙酯；乙組分二氧化錳100份、增塑劑100 150份、滑石粉10 30份、二苯胍0. 2
I.0 份;使用時(shí)，甲組分與乙組分的重量配比為甲組分乙組分=100 (10 15)。上述雙組分聚硫密封劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行甲組分的制備方法一、按重量份數(shù)比稱取高粘度液態(tài)聚硫橡膠50 100份、低粘度液態(tài)聚硫橡膠50份、環(huán)氧樹脂5 10份、觸變劑5 15份、補(bǔ)強(qiáng)填料20 60份、中空玻璃微球3 10份、鈦白粉5 10份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5 I. 5份、防老劑2 6份；
二、將步驟一中稱取的環(huán)氧樹脂升溫至100 120°C，將步驟一中稱取的高粘度液態(tài)聚硫橡膠和低粘度液態(tài)聚硫橡膠混合，升溫至100 120°C后，與溫度為100 120°C的環(huán)氧樹脂混合均勻，在100 120°C的條件下，保溫I 2h，降至室溫后，加入步驟一中稱取的觸變劑、鈦白粉、補(bǔ)強(qiáng)填料、防老劑，攪拌、研磨后得到混合物；三、將步驟一中稱取的中空玻璃微球的加入到蒸餾水中，室溫下晾置24h后，取出蒸餾水表面漂浮的中空玻璃微球，在120 130°C的烘箱內(nèi)烘干2h，冷卻至室溫；其中蒸餾水的重量為中空微球重量的100倍；四、將步驟一中稱取的硅烷偶聯(lián)劑加入到裝有乙醇的燒杯中，再加入經(jīng)步驟三處理過的中空玻璃微球，在室溫下晾置2h后，將裝有硅烷偶聯(lián)劑、中空玻璃微球和乙醇的燒杯置于150 160°C烘箱內(nèi)烘干2h后，冷卻至室溫，取出處理過得中空玻璃微球；其中乙醇的重量為硅烷偶聯(lián)劑重量的49倍；五、將經(jīng)步驟四處理的中空玻璃微球加入到步驟二得到的混合物中，攪拌混勻后研磨，得到甲組分；乙組分的制備方法按重量份數(shù)比稱取100份的二氧化錳、100 150份的增塑劑、10 30份的滑石粉并混合，研磨后加入0. 2 I. 0份的二苯胍，研磨后得到乙組分；使用時(shí)，甲組分與乙組分的重量配比為甲組分乙組分=100 (10 15)。本發(fā)明是對(duì)“大型飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國(guó)航空學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集”中“耐高溫低密度聚硫密封膠的研制”提及的聚硫密封劑的改進(jìn)，改用3M公司的中空玻璃微球，Kl、K15中空玻璃微球質(zhì)量穩(wěn)定，破壁率更低，經(jīng)水洗、偶聯(lián)劑處理并烘干后，制得的密封劑密度穩(wěn)定，綜合性能達(dá)到航空密封劑要求，解決了密封劑隨貯存時(shí)間延長(zhǎng)密度增加的問題；同時(shí)加入沒食子酸丙酯，解決了密封劑熱老化后粘接部位降解的問題，沒食子酸丙酯用于制備聚硫密封劑的防老劑屬首創(chuàng)，未見資料報(bào)道。本發(fā)明所制得的雙組分聚硫密封劑拉伸強(qiáng)度> 2. 5MPa ;扯斷伸長(zhǎng)率> 300% ;剝離強(qiáng)度彡4. 5kN/m ;密度彡I. 3g/cm3 ;耐熱降解性能優(yōu)異，經(jīng)180°C溫度下，IOh熱老化后，密封劑不發(fā)脆、不粘流，仍有較好的強(qiáng)度保持率。本發(fā)明用于制備雙組分聚硫密封劑，所制備的雙組分聚硫密封劑可用于航空、航天、船舶、建筑、汽車、電子電器等領(lǐng)域，由于其優(yōu)異的低密度和耐熱降解性能，尤其適用于航空航天領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
之間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式雙組分聚硫密封劑由以下重量份數(shù)的組分制備而成甲組分高粘度液態(tài)聚硫橡膠50 100份、低粘度液態(tài)聚硫橡膠50份、環(huán)氧樹脂5 10份、觸變劑5 15份、補(bǔ)強(qiáng)填料20 60份、中空玻璃微球3 10份、鈦白粉5 10份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5 I. 5份、防老劑2 6份；其中防老劑為沒食子酸丙酯；
乙組分二氧化錳100份、增塑劑100 150份、滑石粉10 30份、二苯胍0. 2 1.0 份;使用時(shí)，甲組分與乙組分的重量配比為甲組分乙組分=100 (10 15)。本發(fā)明所用原料均為市售產(chǎn)品，其中所用中空玻璃微球Kl和中空玻璃微球K15購自美國(guó) 3M 公司(全稱 Minnesota Mining and Manufacturing)。本實(shí)施方式改用3M公司的中空玻璃微球，K1、K15中空玻璃微球質(zhì)量穩(wěn)定，破壁 率更低，經(jīng)水洗、偶聯(lián)劑處理并烘干后，制得的密封劑密度穩(wěn)定，綜合性能達(dá)到航空密封劑要求，解決了密封劑隨貯存時(shí)間延長(zhǎng)密度增加的問題；同時(shí)加入沒食子酸丙酯，解決了密封劑熱老化后粘接部位降解的問題，沒食子酸丙酯用于制備聚硫密封劑的防老劑屬首創(chuàng)，未見資料報(bào)道。本實(shí)施方式的雙組分聚硫密封劑拉伸強(qiáng)度> 2. 5MPa ;扯斷伸長(zhǎng)率> 300% ;剝離強(qiáng)度> 4. 5kN/m ;密度彡I. 3g/cm3 ;耐熱降解性能優(yōu)異，經(jīng)180°C溫度下，IOh熱老化后，密封劑不發(fā)脆、不粘流，仍有較好的強(qiáng)度保持率。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是所述高粘度液態(tài)聚硫橡膠為液態(tài)聚硫橡膠JLY-155和液態(tài)聚硫橡膠G-112中的一種或兩種按任意比組合。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是所述低粘度液態(tài)聚硫橡膠為為液態(tài)聚硫橡膠JLY-121和液態(tài)聚硫橡膠G-4中的一種或兩種按任意比組合。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44和雙酚A型環(huán)氧樹脂E-20中的一種或其任意組合。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是所述觸變劑為氣相法白炭黑A-380和氣相法白炭黑A-200中的一種或兩種按任意比組合。其它與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是所述補(bǔ)強(qiáng)填料為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和滑石粉中的一種或其任意組合。其它與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是所述中空玻璃微球?yàn)橹锌詹Ａ⑶騅l和中空玻璃微球K15中的一種或兩種按任意比組合。其它與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是所述娃燒偶聯(lián)劑為胺基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑或巰基硅烷偶聯(lián)劑中的一種或其任意組合。其它與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛脂和鄰苯二甲酸丁卞酯中的一種或其任意組合。其它與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式雙組分聚硫密封劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行甲組分的制備方法
一、按重量份數(shù)比稱取高粘度液態(tài)聚硫橡膠50 100份、低粘度液態(tài)聚硫橡膠50份、環(huán)氧樹脂5 10份、觸變劑5 15份、補(bǔ)強(qiáng)填料20 60份、中空玻璃微球3 10份、鈦白粉5 10份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5 I. 5份、防老劑2 6份；二、將步驟一中稱取的環(huán)氧樹脂升溫至100 120°C，將步驟一中稱取的高粘度液態(tài)聚硫橡膠和低粘度液態(tài)聚硫橡膠混合，升溫至100 120°C后，與溫度為100 120°C的環(huán)氧樹脂混合均勻，在100 120°C的條件下，保溫I 2h，降至室溫后，加入步驟一中稱取的觸變劑、鈦白粉、補(bǔ)強(qiáng)填料、防老劑，攪拌、研磨后得到混合物；三、將步驟一中稱取 的中空玻璃微球的加入到蒸餾水中，室溫下晾置24h后，取出蒸餾水表面漂浮的中空玻璃微球，在120 130°C的烘箱內(nèi)烘干2h，冷卻至室溫；其中蒸餾水的重量為中空微球重量的100倍；四、將步驟一中稱取的硅烷偶聯(lián)劑加入到裝有乙醇的燒杯中，再加入經(jīng)步驟三處理過的中空玻璃微球，在室溫下晾置2h后，將裝有硅烷偶聯(lián)劑、中空玻璃微球和乙醇的燒杯置于150 160°C烘箱內(nèi)烘干2h后，冷卻至室溫，取出處理過得中空玻璃微球；其中乙醇的重量為硅烷偶聯(lián)劑重量的49倍；五、將經(jīng)步驟四處理的中空玻璃微球加入到步驟二得到的混合物中，攪拌混勻后研磨，得到甲組分；乙組分的制備方法按重量份數(shù)比稱取100份的二氧化錳、100 150份的增塑劑、10 30份的滑石粉并混合，研磨后加入0. 2 I. 0份的二苯胍，研磨后得到乙組分；使用時(shí)，甲組分與乙組分的重量配比為甲組分乙組分=100 (10 15)。本發(fā)明所用原料均為市售產(chǎn)品，其中所用中空玻璃微球Kl和中空玻璃微球K15購自美國(guó) 3M 公司(全稱 Minnesota Mining and Manufacturing)。本實(shí)施方式改用3M公司的中空玻璃微球，K1、K15中空玻璃微球質(zhì)量穩(wěn)定，破壁率更低，經(jīng)水洗、偶聯(lián)劑處理并烘干后，制得的密封劑密度穩(wěn)定，綜合性能達(dá)到航空密封劑要求，解決了密封劑隨貯存時(shí)間延長(zhǎng)密度增加的問題；同時(shí)加入沒食子酸丙酯，解決了密封劑熱老化后粘接部位降解的問題，沒食子酸丙酯用于制備聚硫密封劑的防老劑屬首創(chuàng)，未見資料報(bào)道。本實(shí)施方式所制備的雙組分聚硫密封劑拉伸強(qiáng)度> 2. 5MPa ;扯斷伸長(zhǎng)率> 300%；剝離強(qiáng)度彡4. 5kN/m ;密度彡I. 3g/cm3 ;耐熱降解性能優(yōu)異，經(jīng)180°C溫度下，IOh熱老化后，密封劑不發(fā)脆、不粘流，仍有較好的強(qiáng)度保持率。采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果實(shí)施例一本實(shí)施例雙組分聚硫密封劑原料配比(重量份)如表I所示表I實(shí)施例一雙組分聚硫密封劑的組成
權(quán)利要求
1.一種雙組分聚硫密封劑，其特征在于雙組分聚硫密封劑由以下重量份數(shù)的組分制備而成 甲組分高粘度液態(tài)聚硫橡膠50 100份、低粘度液態(tài)聚硫橡膠50份、環(huán)氧樹脂5 10份、觸變劑5 15份、補(bǔ)強(qiáng)填料20 60份、中空玻璃微球3 10份、鈦白粉5 10份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5 I. 5份、防老劑2 6份；其中防老劑為沒食子酸丙酯； 乙組分二氧化錳100份、增塑劑100 150份、滑石粉10 30份、二苯胍0. 2 I. 0份； 使用時(shí)，甲組分與乙組分的重量配比為甲組分乙組分=100 (10 15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙組分聚硫密封劑，其特征在于所述高粘度液態(tài)聚硫橡膠為液態(tài)聚硫橡膠JLY-155和液態(tài)聚硫橡膠G-112中的一種或兩種按任意比組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙組分聚硫密封劑，其特征在于所述低粘度液態(tài)聚硫橡膠為液態(tài)聚硫橡膠JLY-121和液態(tài)聚硫橡膠G-4中的一種或兩種按任意比組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙組分聚硫密封劑，其特征在于所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44和雙酚A型環(huán)氧樹脂E-20中的一種或其任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙組分聚硫密封劑，其特征在于所述觸變劑為氣相法白炭黑A-380和氣相法白炭黑A-200中的一種或兩種按任意比組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙組分聚硫密封劑，其特征在于所述補(bǔ)強(qiáng)填料為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和滑石粉中的一種或其任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙組分聚硫密封劑，其特征在于所述中空玻璃微球?yàn)橹锌詹Ａ⑶騅l和中空玻璃微球K15中的一種或兩種按任意比組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙組分聚硫密封劑，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑為胺基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑或巰基硅烷偶聯(lián)劑中的一種或其任意組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙組分聚硫密封劑，其特征在于所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛脂和鄰苯二甲酸丁卞酯中的一種或其任意組合。
10.如權(quán)利要求I所述的一種雙組分聚硫密封劑的制備方法，其特征在于雙組分聚硫密封劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行 甲組分的制備方法 一、按重量份數(shù)比稱取高粘度液態(tài)聚硫橡膠50 100份、低粘度液態(tài)聚硫橡膠50份、環(huán)氧樹脂5 10份、觸變劑5 15份、補(bǔ)強(qiáng)填料20 60份、中空玻璃微球3 10份、鈦白粉5 10份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5 I. 5份、防老劑2 6份； 二、將步驟一中稱取的環(huán)氧樹脂升溫至100 120°C，將步驟一中稱取的高粘度液態(tài)聚硫橡膠和低粘度液態(tài)聚硫橡膠混合，升溫至100 120°C后，與溫度為100 120°C的環(huán)氧樹脂混合均勻，在100 120°C的條件下，保溫I 2h，降至室溫后，加入步驟一中稱取的觸變劑、鈦白粉、補(bǔ)強(qiáng)填料、防老劑，攪拌、研磨后得到混合物； 三、將步驟一中稱取的中空玻璃微球的加入到蒸餾水中，室溫下晾置24h后，取出蒸餾水表面漂浮的中空玻璃微球，在120 130°C的烘箱內(nèi)烘干2h，冷卻至室溫；其中蒸餾水的重量為中空微球重量的100倍； 四、將步驟一中稱取的硅烷偶聯(lián)劑加入到裝有乙醇的燒杯中，再加入經(jīng)步驟三處理過的中空玻璃微球，在室溫下晾置2h后，將裝有硅烷偶聯(lián)劑、中空玻璃微球和乙醇的燒杯置于150 160°C烘箱內(nèi)烘干2h后，冷卻至室溫，取出處理過得中空玻璃微球；其中乙醇的重量為硅烷偶聯(lián)劑重量的49倍； 五、將經(jīng)步驟四處理的中空玻璃微球加入到步驟二得到的混合物中，攪拌混勻后研磨，得到甲組分； 乙組分的制備方法 按重量份數(shù)比稱取100份的二氧化錳、100 150份的增塑劑、10 30份的滑石粉并混合，研磨后加入0. 2 I. 0份的二苯胍，研磨后得到乙組分； 使用時(shí)，甲組分與乙組分的重量配比為甲組分乙組分=100 (10 15)。
全文摘要
一種雙組分聚硫密封劑及其制備方法，它涉及高分子密封材料及其制備方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有密封劑硫化后的密度較大以及耐熱降解性能較差的問題。甲組分由液態(tài)聚硫橡膠、環(huán)氧樹脂、觸變劑、補(bǔ)強(qiáng)填料、中空玻璃微球、鈦白粉、硅烷偶聯(lián)劑和防老劑制備而成；乙組分由二氧化錳、增塑劑、滑石粉和二苯胍制備而成。制備方法甲組分液態(tài)聚硫橡膠與環(huán)氧樹脂預(yù)聚合后加入觸變劑、鈦白粉、補(bǔ)強(qiáng)填料、防老劑研磨，加入處理過的中空玻璃微球研磨制得；乙組分將二氧化錳、增塑劑、滑石粉混合研磨后，加入二苯胍研磨制得。本發(fā)明的雙組分聚硫密封劑密度≤1.3g/cm3；經(jīng)180℃下，10h熱老化后，密封劑不發(fā)脆、不粘流。本發(fā)明用于制備聚硫密封劑。
文檔編號(hào)C09J181/04GK102618207SQ20121008538
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者孫明明, 張斌, 張緒剛, 李堅(jiān)輝, 李奇力, 王磊, 薛剛, 趙明 申請(qǐng)人:黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院