CN105176420A - 一种平面密封厌氧胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平面密封厌氧胶，其重量份配比包括：含乙烯基的丙烯酸酯单体或齐聚物40.0～60.0份，丙烯酸单体10.0～30.0份，改性有机硅树脂5.0～10.0份，稳定剂0.1～2.0份，引发剂1.0～5.0份，促进剂1.0～3.0份，触变剂1.0～15.0份，高导热绝缘添加剂0.1～5.0份，耐热添加剂5.0～30.0份。具有如下有益效果：通过添加高导热绝缘添加剂、耐热添加剂、改性有机硅树脂，协同提供了平面密封厌氧胶优异的耐高温性、绝缘性、高导热性，生产工艺简单，使用方便，密封性能良好。

Description

一种平面密封厌氧胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及厌氧胶技术领域，具体为一种耐高温、高导热、绝缘的平面密封厌氧胶及其制备方法。

背景技术

厌氧胶是一种在金属离子催化作用下，可在室温下隔绝空气即能固化的胶粘剂，一般由乙烯基封端的不饱和单体、颜填料、稳定剂、促进剂和引发剂等主要材料构成。主要应用于螺纹锁固、金属粘接、管路密封、平面密封、砂孔堵漏等方面。其中的平面密封厌氧胶可代替传统垫片，广泛用于机械零部件的小间隙平面密封，如法兰结合面、端盖结合面等部位。

但是，普通的平面密封厌氧胶在耐高温性方面不足(一般在150℃左右)，特别是一些对耐高温性要求较高的场合，比如电机、发动机等部位，已经无法满足使用要求。另外，还有一些场合，比如电子、电器、电机硅钢片等，除了需要平面密封厌氧胶具有高温性外，还要具备较好的绝缘性、阻燃性，为了提高部件的使用寿命，厌氧胶具有高导热性也是很有必要的，而普通的平面密封胶均无法达到。

目前，在国内外公开的技术中，对厌氧胶耐温性的改进已有报道。比如，专利申请号为2008102369867的一种耐高温高贮存稳定性平面密封厌氧胶及其制备方法，主要通过使用耐温不饱和单体、双马来酰亚胺树脂等热改性剂，解决现有厌氧胶耐温性不高和稳定性不好的问题；专利申请号为2013101500255的一种硼硅树脂杂化丙烯酸酯耐高温厌氧胶粘剂及其制备方法，主要通过使用N,N’-4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺等耐热添加剂、硼硅树脂，解决现有厌氧型丙烯酸酯胶粘剂的耐热温度低的问题；专利申请号为2013102743201的一种高强度耐高温型结构厌氧胶及其制备方法，通过适量添加高官能团低聚物及单体，利用高官能团低聚物和单体的高粘接强度、高玻璃化温度、高交联密度特性，从本质上增强体系的粘接力和耐高温性能，而且不再使用添加双马来酰胺的传统方法，从而避免了因添加双马来酰胺所带来的柔韧性差的问题；专利申请号为2014103906910的一种改性丙烯酸酯耐高温厌氧胶粘剂及其制备方法，由厌氧型丙烯酸酯单体、稳定剂、耐热树脂、促进剂、助促进剂、硅钛改性树脂和引发剂制成。

上述专利主要针对厌氧胶的耐高温问题提出了不同的解决方案，但这些技术并未涉及高导热、绝缘性的提供。因此，开发一种耐高温、高导热、绝缘的平面密封厌氧胶势在必行。

发明内容

本发明的目的是为了克服上面所述的技术缺陷，提供了耐高温、高导热、绝缘的平面密封厌氧胶，同时也提供了上述胶粘剂的制备方法。

本发明一种平面密封厌氧胶，其重量份配比包括：

含乙烯基的丙烯酸酯单体或齐聚物40.0～60.0份

丙烯酸单体10.0～30.0份

改性有机硅树脂5.0～10.0份

稳定剂0.1～2.0份

引发剂1.0～5.0份

促进剂1.0～3.0份

触变剂1.0～15.0份

高导热绝缘添加剂0.1～5.0份

耐热添加剂5.0～30.0份；

所述的含乙烯基的丙烯酸酯单体或齐聚物为二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、三羟甲基酚三甲基丙烯酸酯、三羟甲基酚三丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯中的至少一种；

所述的丙烯酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种；

所述的改性有机硅树脂为丙烯酸改性有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、聚酯改性有机硅树脂中的至少一种；

所述的稳定剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸二胺、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸四胺、2，6-二叔丁基对甲酚、对苯二酚、对苯醌、氢醌中的至少一种；

所述的引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的至少一种；

所述的促进剂苯甲酰胺、邻苯磺酰亚胺、三乙胺、三乙烯二胺的至少一种；

所述的触变剂为气相二氧化硅、石棉、绝缘高岭土、凹凸棒土中的至少一种；

所述的高导热绝缘添加剂为纳米氮化铝、纳米氮化硼、纳米球形氧化铝、纳米氮化硅的混合物，按重量份配比：纳米氮化铝∶纳米氮化硼∶纳米球形氧化铝∶纳米氮化硅＝0.1～2∶0～1∶0.1～5∶0～3；

所述的耐热添加剂为高纯结晶硅微粉与超细聚酰亚胺树脂粉末的混合物，按重量份配比：高纯结晶硅微粉∶超细聚酰亚胺树脂粉末＝0.1～5∶2～10。

本发明一种平面密封厌氧胶的制备方法，包括步骤：按重量份配比将含乙烯基的丙烯酸酯单体或齐聚物、丙烯酸单体、改性有机硅树脂加入反应釜中，搅拌至树脂完全溶解；加入稳定剂、引发剂、促进剂，搅拌至完全溶解；加入高导热绝缘添加剂、耐热添加剂，搅拌均匀；加入触变剂，搅拌均匀，冷却至室温，出料。

本发明平面密封厌氧胶与市场同类产品对比，具有如下有益效果：

通过添加高导热绝缘添加剂、耐热添加剂、改性有机硅树脂，协同提供了平面密封厌氧胶优异的耐高温性、绝缘性、高导热性，生产工艺简单，使用方便，密封性能良好。

具体实施方式

以下实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例所限制。对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

实施例1

按重量份配比将二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯40.0份、丙烯酸30.0份、丙烯酸改性有机硅树脂10.0份加入反应釜中，搅拌至树脂完全溶解；加入乙二胺四乙酸二钠0.05份、对苯二酚0.05份、异丙苯过氧化氢1.0份、苯甲酰胺1.0份，搅拌至完全溶解；加入纳米氮化铝0.009份、纳米氮化硼0.084份、纳米球形氧化铝0.009份、高纯结晶硅微粉0.238份、超细聚酰亚胺树脂粉末4.762份，搅拌均匀；加入气相二氧化硅10.0份，搅拌均匀，冷却至室温，出料。

实施例2

按重量份配比将乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯25.0份、甲基丙烯酸羟丙酯20.0份、丙烯酸10.0份、环氧改性有机硅树脂5.0份加入反应釜中，搅拌至树脂完全溶解；加入乙二胺四乙酸四钠0.5份、对苯醌0.5份、异丙苯过氧化氢3.0份、三乙烯二胺2.0份，搅拌至完全溶解；加入纳米氮化铝0.4份、纳米球形氧化铝1份、纳米氮化硅0.6份、高纯结晶硅微粉6.667份、超细聚酰亚胺树脂粉末13.333份，搅拌均匀；加入绝缘高岭土1.0份，搅拌均匀，冷却至室温，出料。

实施例3

按重量份配比将乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10.0份、环氧丙烯酸酯50.0份、甲基丙烯酸15.0份、聚酯改性有机硅树脂8.0份加入反应釜中，搅拌至树脂完全溶解；加入乙二胺四乙酸二胺1.0份、氢醌1.0份、叔丁基过氧化氢5.0份、邻苯磺酰亚胺3.0份，搅拌至完全溶解；加入纳米氮化铝1.25份、纳米氮化硼0.62份、纳米球形氧化铝1.25份、纳米氮化硅1.875份、高纯结晶硅微粉15.0份、超细聚酰亚胺树脂粉末15.0份，搅拌均匀；加入凹凸棒土10.0份、石棉5份，搅拌均匀，冷却至室温，出料。

比较例4

按重量份配比将乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10.0份、环氧丙烯酸酯50.0份、甲基丙烯酸15.0份加入反应釜中，搅拌至树脂完全溶解；加入乙二胺四乙酸二胺1.0份、氢醌1.0份、叔丁基过氧化氢5.0份、邻苯磺酰亚胺3.0份，搅拌至完全溶解；加入膨润土15.0份，搅拌均匀，冷却至室温，出料。

实施例1～3、比较例4的一种平面密封厌氧胶的相关性能测试方法如下：

用于测试的法兰装配件，在25℃室温下固化48小时。

1.固化后油压密封压力：按JB/T7311-2008《工程机械厌氧胶、硅橡胶及预涂干膜胶》进行测试；

2.固化后油压密封压力(300℃)：表征了平面密封厌氧胶的耐高温性，将涂胶后固化的法兰装配件置于300℃的电热鼓风干燥箱中保温120min，取出后30s内按JB/T7311-2008《工程机械厌氧胶、硅橡胶及预涂干膜胶》进行测试。

3.导热系数：表征了平面密封厌氧胶的导热性，采用导热系数测试仪，按GB/T3399-1982《塑料导热系数试验方法护热平板法》进行测试。

4.介电强度：表征了平面密封厌氧胶的绝缘性，采用固体绝缘材料电气强度、介电强度试验仪，按GB/T1695-2005《硫化橡胶工频击穿电压强度和耐电压的测定方法》进行测试。

实施例1～3、比较例4的一种平面密封厌氧胶性能测试结果如下表1所示。

表1

项目	实施例1	实施例2	实施例3	比较例4
					固化后油压密封压力/MPa	33	35	32	32
固化后油压密封压力(300℃)/MPa	20	25	23	0
					导热系数(W/m·K)	2.25	2.13	1.97	0.12
介电强度(KV/mm)	20	19	23	5

由上表可以看出，本发明一种平面密封厌氧胶与现有技术（比较例4）相比，密封性能好，耐高温性能佳，具有较高的导热性，胶体绝缘性优异。

主要原材料名称、技术指标：

1.二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、三羟甲基酚三甲基丙烯酸酯、三羟甲基酚三丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸，市售，工业级；

2.丙烯酸改性有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、聚酯改性有机硅树脂，市售，工业级；

3.乙二胺四乙酸及其盐类，如为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸二胺、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸四胺、2，6-二叔丁基对甲酚、对苯二酚、对苯醌、氢醌，市售，工业级；

4.异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢，市售，工业级；

5.苯甲酰胺、邻苯磺酰亚胺、三乙胺、三乙烯二胺，市售，工业级；

6.气相二氧化硅

生产商：美国卡博特公司；

7.绝缘高岭土

供应商：山东华荣化工有限公司；

8.石棉、凹凸棒土，市售，工业级；

9.纳米氮化铝

含量：≥99%

供应商：皓田纳米科技（上海）有限公司；

10.纳米氮化硼

含量：≥99%

供应商：合肥艾嘉新材料科技有限公司；

11.纳米球形氧化铝

含量：≥99.9%

供应商：福州万佳贺进出口贸易有限公司；

12.纳米氮化硅

含量：≥99%

供应商：上海谱振生物科技有限公司；

13.高纯结晶硅微粉

供应商：上海百图高新材料科技有限公司；

14.超细聚酰亚胺树脂粉末

供应商：湖北省化学研究院。

Claims (10)

1.一种平面密封厌氧胶，其特征在于，各组分按重量份配比包括：

含乙烯基的丙烯酸酯单体或齐聚物40～60份

丙烯酸单体10～30份

改性有机硅树脂5～10份

稳定剂0.1～2份

引发剂1～5份

促进剂1～3份

触变剂1～15份

高导热绝缘添加剂0.1～1份

耐热添加剂5～30份。

2.如权利要求1所述的一种平面密封厌氧胶，其特征在于，含乙烯基的丙烯酸酯单体或齐聚物为二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、三羟甲基酚三甲基丙烯酸酯、三羟甲基酚三丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯中的至少一种；丙烯酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种平面密封厌氧胶，其特征在于，改性有机硅树脂为丙烯酸改性有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、聚酯改性有机硅树脂中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种平面密封厌氧胶，其特征在于，稳定剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸二胺、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸四胺、2，6-二叔丁基对甲酚、对苯二酚、对苯醌、氢醌中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种平面密封厌氧胶，其特征在于，引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的至少一种。

6.如权利要求1所述的一种平面密封厌氧胶，其特征在于，促进剂苯甲酰胺、邻苯磺酰亚胺、三乙胺、三乙烯二胺的至少一种。

7.如权利要求1所述的一种平面密封厌氧胶，其特征在于，触变剂为气相二氧化硅、石棉、绝缘高岭土、凹凸棒土中的至少一种。

8.如权利要求1所述的一种平面密封厌氧胶，其特征在于，高导热绝缘添加剂为纳米氮化铝、纳米氮化硼、纳米球形氧化铝、纳米氮化硅的混合物，按重量份配比：纳米氮化铝∶纳米氮化硼∶纳米球形氧化铝∶纳米氮化硅＝0.1～2∶0～1∶0.1～5∶0～3。

9.如权利要求1所述的一种平面密封厌氧胶，其特征在于，耐热添加剂为所述的耐热添加剂为高纯结晶硅微粉与超细聚酰亚胺树脂粉末的混合物，按重量份配比：高纯结晶硅微粉∶超细聚酰亚胺树脂粉末＝0.1～5∶2～10。

10.如权利要求1所述的一种平面密封厌氧胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份配比将含乙烯基的丙烯酸酯单体或齐聚物、丙烯酸单体、改性有机硅树脂加入反应釜中，搅拌至树脂完全溶解；加入稳定剂、引发剂、促进剂，搅拌至完全溶解；加入高导热绝缘添加剂、耐热添加剂，搅拌均匀；加入触变剂，搅拌均匀，冷却至室温，出料。