密封膠是指隨密封面形狀而變形,不易流淌,有一定粘結(jié)性的密封材料。是用來(lái)填充構(gòu)形間隙、以起到密封作用的膠粘劑,具有防泄漏、防水、防振動(dòng)及隔音、隔熱等作用。
生活中常見(jiàn)的密封膠為液態(tài)彈性體密封膠,如聚氨酯、有機(jī)硅和聚硫密封膠等,其原料劃分可以大致分為樹(shù)脂、塑化劑、填料、偶聯(lián)劑和固化劑等,其填料最常見(jiàn)的為碳酸鈣。
碳酸鈣按照生產(chǎn)工藝可以分為研磨法(重鈣)和化學(xué)合成法(輕鈣)兩類,兩者在細(xì)度、顆粒形貌、比重、價(jià)格等方面都有所區(qū)別,因此應(yīng)用也有所不同。
常見(jiàn)的研磨法生產(chǎn)的重鈣細(xì)度一般在2500目以下,吸油值低、易沉降、補(bǔ)強(qiáng)效果不佳、多作為體質(zhì)填充料使用。隨著研磨分級(jí)技術(shù)和改性工藝的發(fā)展,重鈣的細(xì)度和表面處理效果也越來(lái)越好。
輕鈣一般分為普通輕鈣和輕質(zhì)納米鈣,其中輕質(zhì)納米鈣由于其粒徑小、比表面積高,常作為補(bǔ)強(qiáng)材料使用,在常見(jiàn)的碳酸鈣種類中,價(jià)格也高。
▲圖1:輕質(zhì)納米鈣(a)與超細(xì)重鈣(b)的電鏡照片
輕質(zhì)納米鈣由于其原生顆粒非常小,表面能高,非常容易團(tuán)聚成極難打散的疏松多孔的顆粒,團(tuán)聚現(xiàn)象較為嚴(yán)重;相比之下超細(xì)重鈣團(tuán)聚現(xiàn)象較輕,電鏡下與納米鈣團(tuán)聚顆粒相比,粒徑差距沒(méi)有那么懸殊,由于輕質(zhì)納米鈣原生顆粒粒徑更細(xì),團(tuán)聚后的顆粒也是疏松多孔,因此輕質(zhì)納米鈣的比表面積大,在密封膠中應(yīng)用時(shí),體現(xiàn)出的觸變性也更好一些。
在一項(xiàng)對(duì)“碳酸鈣粒徑對(duì)密封膠力學(xué)性能的影響”的研究中,發(fā)現(xiàn)粒徑越小,增強(qiáng)作用越好,不同粒徑填料之間的適宜比例具有最佳的補(bǔ)強(qiáng)效果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn),在單組有機(jī)硅體系中用超細(xì)重鈣取代部分輕質(zhì)納米鈣后,力學(xué)性能雖然有所下降,但是下降幅度不大。
▲圖2:取代前后拉伸強(qiáng)度對(duì)比
▲圖3:取代前后斷裂伸長(zhǎng)率對(duì)比
從圖2和圖3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,超細(xì)重鈣取代部分輕質(zhì)納米鈣后,膠粘接性能只有少許下降,但斷裂伸長(zhǎng)率有明顯提升,這有利于膠隨接縫的張合變形自由伸縮以保持接縫的密封,起到更好的密封效果。
超細(xì)重鈣采用天然礦石研磨制備,生產(chǎn)工藝穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保,產(chǎn)品相對(duì)其他補(bǔ)強(qiáng)材料具有較好的性價(jià)比,在密封膠中可取代部分輕質(zhì)納米鈣使用。
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