CN1226589A

CN1226589A - 单组份螺纹锁固和平面密封厌氧胶的制备方法

Info

Publication number: CN1226589A
Application number: CN 98111857
Authority: CN
Inventors: 梁义勋; 贾缉熙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 1999-08-25

Abstract

本发明提供了一种单组份螺纹锁固和平面密封厌氧胶的制备方法。采用不同结构的双甲基丙烯酸酯单体和双丙烯酸酯齐聚体为主要成分,以阻合阻聚、稳定和固化促进剂,解决稳定性和快速固化的矛盾;加触变剂解决触变,增稠和施工不流挂的问题;加偶联剂促进交联,增强粘附力和防锈等不同性能的系列品种。还可配制圆柱体装配固持和管路螺纹密封厌氧胶。本发明技术成熟、质量高、成本低、投资少,有较好的经济效益,具有市场竞争力。

Description

单组份螺纹锁固和平面密封厌氧胶的制备方法

厌氧胶于1945年由美国Nordlander和Burnett等人发明，实用的厌氧胶是1953年才公开报导的。60年代中期美国乐泰(Lotite)公司才以商品化产品问世，尽管近十几年来新堀起的各国公司与之竞争，但乐泰公司仍是世界厌氧胶的最大生产者，占总销售量的80％以上。我国于70年代开始研制生产厌氧胶，迄今也有不少产品，如广州化学所的GY系列产品，上海新光化工厂的铁锚牌系列产品，浙江机械研究所的ZY系列产品等。但这些产品由于质量控制不稳，有些性能还不能与乐泰公司产品竞争，1986年乐泰公司在中国烟台合资设厂生产，销售额仍然遥遥领先。

厌氧胶区别于其它粘接剂的特点是它的厌氧性。本身是液体，在隔绝空气的情况下，于时温时能快速固化，无溶剂，无毒，耐热，耐酸碱和药品腐蚀，耐振动、冲击，贮存稳定，溢出部份不固化并易于清洗，广泛用于机械、汽车、摩托车、电气和飞机工业等装配工序上的不可缺少的粘结剂，其产量平均每年以20％的速度递增，而且要求有更高性能和更多品种的厌氧胶。

本发明的目的是提供一种单组份螺纹锁固和平面密封的高性能系列厌氧胶的制备方法，在技术、质量、投资、成本等方面，具有和乐泰胶有很强的竞争力。从表面上看，厌氧胶是单组份的，但从配方而言，性质复杂，其间有协同作用，也有互相矛盾。为此，如何进行科学配方，平衡其优劣，使其达到最佳效果，这是本发明要解决的关键技术。首先配方中的单体和齐聚体作为基础组份，对其性能有极大的影响，根据产品质量的严格要求和技术经济指标，整个工艺配方必须优化组合，科学筛选，其主要品种配方如下：

一、单组份螺纹锁固厌氧胶配方：

*<注>：本发明产品型号为了便于与乐泰产品对比，因而和其对应的型号相当。

二、单组份平面密封厌氧胶配方：

本发明配方主要选用的单体：

1、单官能团甲基两烯酸酯，其主要作用为：

(a)甲基丙烯酸羟乙(丙)酯主要作为稀释和溶解成份。

(b)甲基丙烯酸四氢糠醛酯，能赋予其柔韧性，粘合性、冲击强度和低收缩性等特点。

(c)甲基丙烯酸环乙酯，能赋予其有优良的耐热、耐候和低收缩性。

2、乙二醇或多缩乙二醇的双甲基丙烯酸酯，其主要作用为：

(a)链烷体系：如乙二醇双甲基丙烯酸酯；1,3丁二醇丙烯酸酯；1,4丁二醇双甲基丙烯酸酯；1,6乙二醇双甲基丙烯酸酯等的稳定结构，能赋予其有耐热，耐酸、碱化学药品腐蚀，耐候性，同时具有低的表面张力，增强粘结性。

(b)醚体系：如二缩三乙二醇；三缩四乙二醇双甲基丙烯酸酯和分子量分别为330,400和600的聚乙二醇双甲基丙烯酸酯以及丙二醇，丙氧化新戊二醇双甲基丙烯酸酯等。能赋予其具有良好的溶解性和很快的固化速度。

3、三官能团的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。

4、脂肪族环型结构体系：如环辛烷双甲基丙烯酸酯，能赋予其具有耐热、耐候和耐化学腐蚀性。

5、乙氧化双酚A双甲基丙烯酸酯，主要用乙氧化数(EO)为2、4、6、8、10、30等品种，赋予其具有疏水/亲水的平衡性，耐化学腐蚀，抗渍污等。增加乙氧化数，可提高其表面固化速度，固化膜质柔软且有弹性。

本发明配方主要选用的齐聚体：

1、聚氨酯型丙烯酸酯，选择其有多种骨架的化学结构，具有耐候，耐化学腐蚀，耐油，耐低温、强度高等特性，以及高的硬度到韧性到弹性体。如选用脂肪族聚酯型弹性体；或脂肪族聚酯型柔韧型；或脂肪族聚酯型柔韧低粘度型；或聚酯/醚型柔软、快速固化；或聚醚型耐酸、碱腐蚀、快速表面固化。

2、环氧型双甲基丙烯酸酯，具有快速固化，增强粘附力，耐化学药品腐蚀等。

本发明配方选用的引发剂主要有过氧化羟基异丙苯，特丁基过氧化氢等。

本发明配方选用的固化促进剂主要有三乙胺、三丁胺、单乙醇胺、三乙醇胺、乙酰苯肼、N,N二甲基对甲苯胺，邻磺酰苯酰亚胺，促进剂808和(甲基)丙烯酸马来酸、马来酸酐等。

本发明配方选用环氧树酯(如2402型)和蓖麻油作为增强增韧剂。

厌氧胶本身既要求快速固化，又必需具有良好的稳定性(本发明厌氧胶使用期为一年半)，其间互为矛盾，为此，在配方中必须综合考虑，因而首先在配方中选用了阻聚剂：如1,4对苯二酚；叔丁基对苯二酚1,4对位苯醌；二苯胺；对羟基苯甲醚和肟类等。对粘度低、氧量足够的情况下，选用有协同作用的酚类和胺类的混合物，按酚：胺为2∶1效果更好。对粘度较高，氧量不足的情况下，使用醌类和醚类混合物。

与此同时，在本发明配方中使用的原料如引发剂和生产过程中所用设备材质为铁、铜等金属的离子可能形成氧化还原体系，从而导致引发单体的自由基反应，使胶过早凝结，破坏其稳定性。为此必需加入乙二胺四乙酸(EDTA试剂)或其钠盐，乙二酸多聚磷酸盐等作为敖合稳定剂。

本发明配方中加入经过特殊处理的气相白炭黑(SiO₂)触变剂，赋予其卓越的触变性(触变系数＞3)，提供了增稠、防流挂，粘度稳定控制的效果。

本发明配方选用乙烯基三乙基硅烷或乙烯基三氯硅烷作偶联剂，用时兼具交联的作用，赋与其具有粘附力和防锈的作用。

本发明配方还使用了其它助剂有：调色染料(如油溶红、油溶绿、油溶蓝、油溶紫等)和调节气味的香精(如庚酸乙酯、乙酸乙酯、异戊酸苯乙酯等)。

本发明生产工艺步骤如下：

(1)按配方规定量把单体加入到玻璃或不锈钢设备中，然后分别加入阻聚剂、固化促进剂等固体原料，搅拌加热(45-55℃)，使其溶解成为透明的液体。

(2)按配方比例把齐聚体加入到上述透明液体中，搅拌溶解混合。

(3)按配方比例把其它液体成份加到(2)溶液中搅拌均匀，根据不同品种加入触变剂搅拌混合均匀。

(4)根据不同品种对颜色要求不同，加入相应的染料调色和香精配香，继续搅拌混合均匀，保持温度在45-55℃下熟化2-4小时，按照美国军标MIL-S-46136A或美国乐泰公司产品技术资料LT(1)-B-02和中华人民共和国航空工业标准HB-5313-5329的项目试验方法进行质量控制检验合格后，即可包装为成品。

几种厌氧胶制备方法实例：实施例一：“271”厌氧胶的制备方法：将配方中的固体原料：1.4对苯二酚0.02份(重量，下同)，马来酸酐0.5份，邻磺酰苯酰亚胺1.5份，乙酰苯肼0.5份加入到三缩四乙二醇双甲基丙烯酸酯单体60份中开始搅拌，升温到45-55℃，使其溶解。然后将自制的环氧型双甲基丙烯酸酯齐聚体40份加入到上述溶液中搅拌使其溶胀溶解后，再分别加入配方中的液体原料：蓖麻油1.5份，过氧化羟基异丙苯3.5份和已溶解的四钠盐0.1份，庚酸乙酯0.13份，搅拌混合均匀，最后加入适当量的油溶红调成红色，保温(50±5℃)，熟化2.5-3.0小时，即为成品，接美国军标检测：

1、厌氧胶的粘度(25°) 470mpoise

2、对标准钢螺纹的紧固扭矩(破坏扭矩/平均折卸扭矩)(T_B/T_b)为：25.6/35.2 N·m

3、把胶放在50±1℃贮存28天后其紧固扭矩(T_B/T_b)为：24.8/33.9 N·m

4、把胶放在150℃老化1000小时，其紧固扭矩((T_B/T_b)为：20.1/28.6)N·m

实施例二：“262”厌氧胶的制备方法：将配方中的固体原料：1,4对位苯醌0.3份，马来酸酐和马来酸各0.3份，邻磺酰苯酰亚胺1.3份，乙酰苯肼0.2份和环氧树脂1.0份，加入到三缩四乙二醇双甲基丙烯酸酯和乙氧化双酚A双甲基丙烯酸酯的混合单体70份中，搅拌升温至40-55℃，使其溶解。然后将自制的环氧型双甲基丙烯酸酯齐聚体30份加入到上述溶液中，使其溶解后，再加入配方中的其它液体成份：蓖麻油4份，引发剂3.5份，四钠盐1.0份，。庚酸乙酯0.15份，搅拌混合均匀，最后加2.5份气相SiO₂调整粘度和加适量的油溶红调成红色。在搅拌下，保温(45-55℃)，熟化2.5-3.0小时后即为成品，按美国军标检测：

1、厌氧胶的粘度(25℃) 3200 mpoise

2、对标准钢螺纹的紧固扭矩(T_B/T_b)为：22.5/9.7 N·m

3、把胶液放在50±1℃下，贮存28天后，其紧固扭矩(T_B/T_b)为：21.8/8.9 N·m

4、把胶液放在150℃下，老化1000小时后其紧固扭矩(T_B/T_b)为：16.2/7.1 N·m

5、触变系数 3.2实施例三：“515”平面密封厌氧胶的制备方法：将配方中的固体原料：1,4对苯二酚0.04份，二苯胺0.03份，马来酸和马来酸酐各0.15份，乙酰苯肼0.5份，邻磺酰苯酰亚胺1.0份，四钠盐0.12份加入到三缩四乙二醇双甲基丙烯酸酯14.5份和乙氧化双酚A双甲基丙烯酸酯15.5份的混合单体中，搅拌升温至50±5℃使其完全溶解。把脂肪族聚酯型聚氨酯双丙烯酸酯齐聚体70份加入到上述溶液中，使其混合溶解后，再加入配方的其它液体成份：蓖麻油3份，过氧化羟异丙苯3.5份，三丁胺0.15份，甲基丙烯酸3.0份，乙烯基三氯硅烷0.5份搅拌混合均匀，最后加入6份气相SiO₂和适量油溶紫调成紫色，继续搅拌保温，熟化3.0小时，即为成品。按美国军标检测：

1、平面密封厌氧胶粘度(25℃) 80万mpoise

2、按乐泰公司试验方法：在宽度为9.5mm的钢制法兰上进行密封试验，密封间隙为0.25mm，室温固化24小时，试验密封压力为2.7Mpa时不漏，相当于实际使用时最大密封压力为34Mpa。

3、把平面密封厌氧胶放在50±1℃下老化28天，其试验压力仍大于2.7Mpa不漏。

4、对铁、铜、铝平面，按标准试验均无腐蚀现象。

5、触变系数＞3.5。

Claims

1．本发明所用单体主要有：

(1)、甲基丙烯酸羟乙酯；甲基丙烯酸羟丙酯；甲基丙烯酸四氢糠醛酯；甲基丙烯酸环己酯。

(2)、乙二醇的双甲基丙烯酸酯；二缩三乙二醇及三缩四乙二醇的双甲基丙烯酸酯；分子量为300、400、600的聚乙二醇双甲基丙烯酸酯。

其它还有丙二醇，丙氧化的新戊二醇的双甲基两烯酸酯等。

(3)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。

(4)、环辛烷双甲基丙烯酸酯。

(5)、乙氧化双酚A的双甲基丙烯酸酯。

以上组份的用量为：30-85％(重量)。

2．本发明所用齐聚体主要有：环氧型的双甲基丙烯酸酯和聚氨酯型的双丙烯酸酯，其用量为：15-70％(重量)。

3．本发明所用引发剂主要有：过氧化羟基异丙苯，特丁基过氧化氢，其用量为：3.0-4.5％(重量)。

4．本发明所用固化促进剂主要有：三乙胺，三丁胺，单乙醇胺，三乙醇胺，乙酰苯肼，N,N二甲基对甲苯胺，邻磺酰苯酰亚胺，促进剂808和甲基丙烯酸，马来酸，马来酸酐等，其用量为：2.0-4.5％(重量)。

5．本发明所用增强、增韧剂主要有：2402环氧树酯和蓖麻油等，其用量为：1.5-7.0％(重量)。

6．本发明所用阻聚剂和稳定剂主要有：对苯二酚，1,4对位苯醌，叔甲基对苯二酚，二苯胺和乙二胺四乙酸(EDTA试剂)或其钠盐，乙二酸，多聚磷酸等，其用量为：0.1-0.5％(重量)。

7．本发明所用触变剂主要有：气相SiO₂，其用量为0.2-7.0％。

8．本发明所用偶联剂主要有：乙烯基三乙基硅烷或乙烯基三氯硅烷，其用量为：0.5-3.5％(重量)。

9．本发明所用其它助剂为香精和染料，香精主要有庚酸乙酯，已酸乙酯，异戊酸苯乙酯等。染料主要有油溶红，油溶绿，油溶紫，油溶蓝等，其用量为：0.03-0.4％(重量)。