耐油液态密封胶的研制

庞文武，陈炳耀，姚荣茂，温海军，何冬梅

（1.广东三和化工科技有限公司，广东 中山 528429；2.广东顺德三和化工有限公司，广东 佛山 528325）

液态密封胶亦称液态垫圈、液态垫等，是常温下呈现液态状的新型高分子静密封材料。涂敷在金属设备接合面上时，随着胶液流动逐渐充满接合面之间凹陷和缝隙，干燥后达到密封、防泄漏的效果。液态密封胶的特殊之处在于施工过程中必须在涂胶表面施加一定的紧固力，才能形成一层均匀连续稳定的弹性薄膜发挥其密封作用，能防止水、气、油、酸和碱等介质的腐蚀。

气候因子包括空气湿度、光照强度和温度，它们是影响造林成活率的最基本因子。过高或过低的温度都会对树木幼苗的生长产生不利影响。过高的温度会使植物失去生长和燃烧所必需的水分，而高温通常伴随着较高的湿度，这为病虫害的繁殖提供了有利的条件。低温使植物遭受冻害和冻伤。光照是植物光合作用的必要条件，光照不足也会对植物生长产生不利影响。

丁腈橡胶（NBR）是生产液态密封胶主材料，液态密封胶的耐油性、耐热性和硬度等性能好坏，完全取决于丁腈橡胶（NBR）中丙烯腈的含量。本研究优选LG化学公司高丙烯腈含量丁腈橡胶（LG3250）与具有良好耐介质性能的酚醛树脂形成交联网络结构，优选稳定性良好的滑石粉与白炭黑混合填料，制备了一款具备优异性能的耐油型丁腈液态密封胶。

1 实验部分

1.1 主要原料

丁腈橡胶（LG3250）、丁腈橡胶（LG6250），韩国LG化学公司；丁腈橡胶（N41），兰州石化公司；萜烯树脂，濮阳市凯瑞德石油树脂有限公司；石油树脂，淄博齐巍化工有限公司；聚丙烯酸树脂（PA A），广东佳景科技股份有限公司；酚醛树脂（PF），深州市天承石墨制品有限公司；滑石粉（TD），青岛凯威尔粉体工程科技有限公司；高岭土，宜都市楚雄高岭土有限责任公司；陶土，宁波嘉和新材料科技有限公司；纳米碳酸钙，恩平燕怡新材料有限公司；白炭黑，山东东岳化工有限公司；二甲苯，佛山市政辉化工科技有限公司；丙酮，湖南稳诚贸易有限公司。以上原料全部为工业级。

4.3 硫酸盐含量在17.66%～26.39%范围内和溶液酸碱度存在线性关系，控制溶液的pH值可以控制硫酸盐的含量。但考虑到此次样本量比较小，样品的含量及pH比较集中，未涉及药典规定的边缘pH值，后期将进行更加严密的实验及论证，对拟合方程进行进一步的确认和优化，以求在符合质量标准要求、确保准确度的前提下，简化检验操作的流程步骤。

1.2 仪器与设备

（3）耐压性：按照JB/T 4254—2016《液态密封胶》标准5.4方法，采用标准法兰制备试验样，在25 ℃条件用SYB-2型手动油泵测试耐压能力。

1.3 液态密封胶的制备

从2.1实验中知道，无论采用3种丁腈橡胶中的任何一款，都难以达到JB/T 4254—1999标准中耐介质性能的要求。为此，选用PF、PAA、萜烯树脂和石油树脂等与丁腈橡胶相容性较好的材料进行研制。实验过程中其余原料的型号、配比均保持不变，分别采用不同树脂制备出不同试样，检测数据如表2所示。

1.4 性能测试

在其余原材料型号与配比不变的情况下，通过增减PF用量，考查液态密封胶耐介质性的变化过程，详见图1所示。由图1可知：PF用量越高，液态密封胶的耐机油性和耐汽油性都明显下降。当PF用量等于2.5%时，耐机油性和耐汽油性均达到JB/T 4254—1999标准中耐介质性要求（-5～5）的相对最佳值，综合考虑，PF用量为2.5%较适宜。

（2）相对密度：按照GB/T 13354—1992《液态胶粘剂密度的测定方法-重量杯法》标准，采用37.00 mL质量杯装样品，在样品温度在（23±1）℃条件下进行测试。

NDJ-8S型旋转黏度计，江苏江东精密仪器有限公司；SYB-2型手动油泵，德州华立液压机具有限公司；XK-360型炼胶机，青岛亚华机械有限公司。

宝清县农业用水井3 631眼，均为浅水井；工业用水井75眼，其中浅水井57眼，深水井 18眼；城镇生活用水井30眼，其中深水井19眼，浅水井11眼；农村生活饮用水井295眼，其中深水井194眼，浅水井101眼。浅水井井深50～70 m，取水层位为第四系孔隙水；深水井井深70～150 m，取水层位为第三系和白垩系孔隙裂隙水。2001—2010年供水量见图1，各业用水量见图2。可以看出，地下水主要供水层位为第四系浅层水，农业灌溉用水为主要用水。

第三，医疗旅游产业发展面临周边国家和地区的激烈竞争。海南医疗旅游产业刚刚起步，而临近的泰国、印度、新加坡以及我国台湾等医疗旅游目的地经过多年的发展，已经成为具有较高国际声誉的医疗旅游目的地。

在自主学习的过程中，与其说是学生在读书，不如说学生在与作者进行心灵对话；与其说学生是在批注，不如说是学生凭着自己的知识、情感、智慧、灵性，在感悟文本的意义与内涵，在对作品的艺术再创造，带有浓厚的阅读主体的个性色彩。在这充足的时间、宽松的空间里，学生凝神深思，认真地读着想着，用心徜徉在文章的人文情感中，用笔耕耘在文章的字里行间，犹如一只只勤劳执着的小蜜蜂，在语言的百花丛中采集语言营养，酝酿心灵中的“蜜”。此时，教师虽基本保持沉默，却要密切关注学生的思维，并做简要的观察记录，做到心中有数，为引导点拨做充分的准备。

2 结果及讨论

2.1 丁腈橡胶种类对液态密封胶性能的影响

由表2可知，引入树脂后，液态密封胶的耐介质性能有了较大改善，密封胶的黏度、耐压性也同样受益。4种树脂中，PF对液态密封胶耐介质性改善效果较为明显有效。因为PF与丁腈橡胶材料混合反应后，具有明显的补强增硬作用，有效地增强了橡胶的耐化学腐蚀性能。

表1 不同丁腈橡胶对液态密封胶性能的影响Tab.1 Effect of different nitrile rubbers on properties of liquid sealant

由表1可知，随着丁腈橡胶中丙烯腈含量的增高，液态密封胶的黏度和耐压性能随之增大。同时，丙烯腈含量还影响到液态密封胶的耐介质性能，丙烯腈含量增加，耐机油性和耐汽油性都逐渐变小，但均无法达到JB/T 4254—1999标准中耐介质性能的要求，需要探索其他材料进行改善。

2.2 增粘树脂的影响

将大块橡胶投入到炼胶机中，加入少量二甲苯或丙酮混合炼胶。经过炼胶机出来的胶片成薄膜，再用切刀切成小块形状待用。按照工艺配方先加入二甲苯、丙酮到实验容器中，然后在搅拌过程中缓慢加入小块胶片薄膜、填料及增粘树脂等液态密封胶原料。开启高速搅拌模式，搅拌3 h以上直至胶片完全溶解，停机冷却至25 ℃左右取出备用。

表2 不同增粘树脂对密封胶性能的影响Tab.2 Effect of different tackifying resins on performance of sealant

丁腈橡胶是液态密封胶的主要原料，实验中固定橡胶用量为20%（配方总量），采用相同类型同一用量的填料、溶剂和树脂，分别采用LG6250、LG3250和N4l型3种丁腈橡胶，制备了3组实验样品。3种型号的丁腈橡胶丙烯腈含量各不相同，所制备的液态密封胶性能也相差较大，实验数据如表1所示。

（1）黏度：按照GB/T 2794—2013《胶黏剂黏度的测定-单圆筒旋转粘度计法》标准，采用烧杯容器取样，在样品温度（23±1）℃条件下用NDJ-8S型旋转黏度计进行测试。

（4）耐介质性：按照JB/T 4254—2016《液态密封胶》标准制备铝片试样，分别放入盛有蒸馏水（95 ℃）、32号液压油（95℃）、92号无铅汽油（25 ℃）中各浸泡24 h，最后取出称量并计算质量变化率。

图1 PF用量对密封胶性能的影响Fig.1 Effect of phenolic resin content on performance of sealant

2.3 填料的种类和配比对密封胶性能的影响

为了验证不同填料种类和配比对密封胶性能的影响，实验中固定填料用量为20%（配方总量），分别选用了滑石粉（TD）、陶土、高岭土、白炭黑（SiO2）和纳米碳酸钙等不同填料制备出5个试样，并进行性能检测，结果如表3所示。

表3 不同填料对密封胶性能的影响Tab.3 Effect of different fillers on performance of sealant

填料的选择不仅决定了密封胶的硬度，也影响到密封胶的黏度和贮存稳定性。通过表3实验数据可以看出，陶土和高岭土制备出的密封胶稳定性较差，容易在长期贮存过程中产生分层或浮色问题，不适合选做密封胶填料。

单从密封胶耐压性方面考虑白炭黑是相对最好的选择，其次是纳米钙、滑石粉，且白炭黑和纳米碳酸钙的贮存过程也比较稳定。但是纳米碳酸钙填料制备的密封胶黏度明显过高，不利于密封胶后期施工使用。综上考虑，选择白炭黑和滑石粉混合搭配使用。白炭黑与滑石粉的搭配比例对液态密封胶性能的影响如图2所示。

图2 滑石粉/白炭黑质量比对密封胶性能的影响Fig.2 Effect of talc/silica ratio on performance of sealant

由图2可知，随着滑石粉量逐渐减少、白炭黑量不断增加，密封胶耐压性曲线呈先增后降趋势，当滑石粉/白炭黑质量比为7/3时，耐压性能达到相对最佳。与此同时，白炭黑比例逐渐上升时，液态密封胶的黏度也随之上升，过高黏度不利于液态密封胶后期施工。综上考虑，选择滑石粉/白炭黑质量比为7/3较适宜。

3 结语

耐油性液态密封胶主剂材料必须选择丙烯腈含量较高的丁腈橡胶，制备的密封胶才会有良好的耐压性。为了改善液态密封胶的耐介质性能，还需加入2.5%的PF。此外，要兼顾液态密封胶的硬度和黏度，可加入滑石粉、白炭黑等填料配搭使用，在滑石粉/白炭黑质量比为7/3时，所制备的液态密封胶黏度适中，耐压性效果也最好。