CN109294483B - 一种应用于水下光学电子设备密封的密封胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于水下光学电子设备密封的密封胶及其制备方法，属于密封材料领域。密封胶的基体材料为高分子丁基橡胶并用天然橡胶，加入低放射性填料、低分子聚异丁烯、中分子聚异丁烯、活化剂、防霉剂、偶联剂。采用丁基橡胶和天然橡胶并用，既保留了丁基橡胶气密性、水密性好的特点，又克服了丁基橡胶加工性差、硫化性差及冷流的缺点，使密封胶具有良好的气密性、水密性、低冷流性和高强度。用低分子聚异丁烯和中分子聚异丁烯作为增粘剂和粘度调节剂，与丁基橡胶具有良好的相容性，无小分子迁移或挥发，与光学玻璃、金属材料和非金属材料具有良好的粘接性，同时，使密封胶条具有压敏性，便于施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于水下光学电子设备密封的密封胶及其制备方法，属于密封材料领域。
背景技术
水下光学电子设备及其电缆线的密封，要求耐水密封性好，低放射性，无小分子挥发物并能长期耐受水的浸泡。丁基橡胶是橡胶中气密性和水密性最好的材料之一，用丁基橡胶为主材料制备气密性材料有诸多报道，但均未考虑其应用于光学仪器所需要的低放射性要求和无小分子挥发物要求，因此在配方设计中均采用了矿物填料、小分子增塑剂或通过配方中通过化学反应生成小分子材料。如CN200910195519.9公开了一种冷凝器专用密封胶，其配方中含有大量矿物填料如碳酸钙、滑石粉等，这些矿物填料中含有的微量矿物元素具有放射性，影响了光学电子设备的数据传输。CN201711277759.4发明了一种防霉密封胶，该密封剂也以丁基橡胶为主材料，同样没有考虑光学设备要求的低放射性和低挥发性的特性。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于水下光学电子设备密封的密封胶，并进一步提供其制备方法，解决水下光学电子设备要求的高密封性、低放射性、无挥发物的要求。
本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
密封胶的基体材料为高分子丁基橡胶并用天然橡胶，加入低放射性填料、低分子聚异丁烯、中分子聚异丁烯、活化剂、防霉剂、偶联剂；所述的高分子丁基橡胶的门尼粘度为20～80，其含量为10～50份；所述的天然橡胶为烟片天然胶，其含量为10～30份；所述的低分子聚异丁烯分子量为1000～10000，其含量为10～30份；所述的中分子聚异丁烯分子量为10000～100000，其含量为5～15份；所述的低放射性填料为二氧化硅、聚合物微球和炭黑，其含量分别为5～30份、5～20份、5～15份；所述的活性剂为氧化锌和秋兰姆类促进剂或叔丁基盐促进剂，其含量分别为5～20份、1～5份；所述的防霉剂为水杨酰苯胺或二氯苯并噁唑或二氯苯并噁唑酮，其含量为1～10份；所述的偶联剂为硅烷偶联剂甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷，其含量为0.1～5份。
所述的低放射性填料为二氧化硅、聚合物微球和炭黑，其含量分别为5～20份、5～10份、5～10份。
所述的聚合物微球为聚苯乙烯微球或聚丙烯酸微球或聚丙烯腈微球。
所述的防霉剂为水杨酰苯胺或二氯苯并噁唑或二氯苯并噁唑酮，其含量为1～5份。
制备密封胶的方法是，
(1)将丁基橡胶、天然橡胶、低放射性填料、活性剂、偶联剂在密炼机中密炼成母胶；
(2)将捏合机升温到100℃～120℃，将母胶放入捏合机中，再加入其它填料，然后在真空下捏合1h～2h，将密封胶混合均匀，出料；
(3)密封胶放置24h后，通过挤出机挤出成厚度小于1mm的片材，片材之间用硅胶隔离纸隔离。
所述低放射性填料在密炼机中密炼时，加入量为应加入量的50～70％，余下的在捏合机中加入。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)采用丁基橡胶和天然橡胶并用，既保留了丁基橡胶气密性、水密性好的特点，又克服了丁基橡胶加工性差、硫化性差及冷流的缺点，使密封胶具有良好的气密性、水密性、低冷流性和高强度。
(2)用低分子聚异丁烯和中分子聚异丁烯作为增粘剂和粘度调节剂，与丁基橡胶具有良好的相容性，无小分子迁移或挥发，与光学玻璃、金属材料和非金属材料具有良好的粘接性，同时，使密封胶条具有压敏性，便于施工。
(3)填料选用的为聚合物微球、二氧化硅、炭黑，既不含放射性矿物元素，又具有轻质、抗流变性好的特点。
(4)添加防霉剂，使密封胶在潮湿环境下不会发生霉变或黄变的现象，防止霉菌对光学电子设备灵敏度的影响。
具体实施方式
一种应用于水下光学电子传感设备密封的密封胶，基体材料为高分子丁基橡胶并用天然橡胶，加入低放射性填料、低分子聚异丁烯、中分子聚异丁烯、活化剂、防霉剂、偶联剂。各组分的质量份数如下：
所述的高分子丁基橡胶的门尼粘度为20～80，其含量为10～50份。
所述的天然橡胶为烟片天然胶，其含量为10～30份，改善丁基橡胶冷流性差和加工性差的特点；
所述的低分子聚异丁烯分子量为1000～10000，其含量为10～30份，调节密封胶的粘度，增加其与光学玻璃及其他材料的粘接性；
所述的中分子聚异丁烯分子量为10000～100000，其含量为5～15份，调节密封胶的粘度，增加其与光学玻璃及其他材料的粘接性；
所述的低放射性填料为二氧化硅、聚合物微球、炭黑，其含量分别为5～20份、5～10份、5～10份，这些填料均不含放射性矿物元素，且具有轻质、抗流变性好、填充性好的特点。
所述的活性剂为氧化锌、秋兰姆类促进剂或叔丁基盐促进剂，其含量分别为5～20份、1～5份，提高丁基橡胶的交联度，提高密封胶的剥离强度和剪切强度。
所述的防霉剂为水杨酰苯胺，其含量为1～5份，提高密封胶在水中的耐霉菌性；
所述的偶联剂为硅烷偶联剂甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷的一种或两种组合，其总含量为0.1～5份，提高填料与丁基橡胶、天然橡胶的相容性，提高密封胶与光学玻璃和其他材料的粘接性。
所述的密封胶条的制备方法，其制备方法为：
(1)将丁基橡胶、天然橡胶、低放射性填料、活性剂、偶联剂在密炼机中密炼成母胶。
(2)将捏合机升温到100℃～120℃，将母胶放入捏合机中，再加入其它填料，然后在真空下捏合1h～2h，将密封胶混合均匀，出料。
(3)密封胶放置24h后，通过挤出机挤出成厚度小于1mm的片材，片材之间用硅胶隔离纸隔离。
低放射性填料可以分别在步骤(1)和步骤(2)中加入，步骤(1)加入总量的50～70％，剩余部分在步骤(2)加入。
实施案例一：
密封胶配方：
配方中的各组分的质量分分别为：丁基橡胶为50份，天然胶30份，低分子聚异丁烯30份，中分子聚异丁烯5份，二氧化硅10份、聚合物微球5份、炭黑5份，氧化锌5份，TMTD促进剂5份，水杨酰苯胺2份，环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.5份。
将丁基橡胶、天然橡胶、低放射性填料、活性剂、偶联剂在密炼机中密炼成母胶。将捏合机升温到100℃～120℃，将母胶放入捏合机中，再加入其它填料，然后在真空下捏合1h～2h，密封胶混合均匀后，出料。密封胶放置24h后，通过挤出机挤出成厚度小于1mm的片材，片材之间用硅胶隔离纸隔离。
该配方的密封胶的性能如下。
实施案例二：
密封胶配方：
配方中的各组分的质量分分别为：丁基橡胶为50份，天然胶10份，低分子聚异丁烯10份，中分子聚异丁烯15份，二氧化硅20份、聚合物微球5份、炭黑20份，氧化锌5份，促进剂BZ 5份，水杨酰苯胺2份，甲基三乙氧基硅烷1份。
将丁基橡胶、天然橡胶、1/2的低放射性填料、活性剂、硅烷偶联剂在密炼机中密炼成母胶。将捏合机升温到100℃～120℃，将母胶放入捏合机中，再加入1/2的低放射性填料和其它填料，然后在真空下捏合1h～2h，密封胶混合均匀后，出料。密封胶放置24h后，通过挤出机挤出成厚度小于1mm的片材，片材之间用硅胶隔离纸隔离。
该配方的密封胶的性能如下。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.一种应用于水下光学电子设备密封的密封胶，其特征在于：基体材料为高分子丁基橡胶并用天然橡胶，加入低放射性填料、低分子聚异丁烯、中分子聚异丁烯、活化剂、防霉剂、偶联剂；所述的高分子丁基橡胶的门尼粘度为20~80，其含量为10~50份；所述的天然橡胶为烟片天然胶，其含量为10~30份；所述的低分子聚异丁烯分子量为1000~10000，其含量为10~30份；所述的中分子聚异丁烯分子量为10000~100000，其含量为5~15份；所述的低放射性填料为二氧化硅、聚合物微球和炭黑，其含量分别为5~30份、5~20份、5~15份；所述的活性剂为氧化锌和秋兰姆类促进剂或叔丁基盐促进剂，其含量分别为5~20份、1~5份；所述的防霉剂为水杨酰苯胺或二氯苯并噁唑或二氯苯并噁唑酮，其含量为1~10份；所述的偶联剂为硅烷偶联剂甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷，其含量为0.1~5份；
所述密封胶的制备方法步骤如下：
(1)将丁基橡胶、天然橡胶、低放射性填料、活性剂、偶联剂在密炼机中密炼成母胶；
(2)将捏合机升温到100℃~120℃，将母胶放入捏合机中，再加入其它填料，然后在真空下捏合1h~2h，将密封胶混合均匀，出料；
(3)密封胶放置24h后，通过挤出机挤出成厚度小于1mm的片材，片材之间用硅胶隔离纸隔离。
2.根据权利要求1所述的一种应用于水下光学电子设备密封的密封胶，其特征在于，所述的低放射性填料为二氧化硅、聚合物微球和炭黑，其含量分别为5~20份、5~10份、5~10份。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用于水下光学电子设备密封的密封胶，其特征在于，所述的聚合物微球为聚苯乙烯微球或聚丙烯酸微球或聚丙烯腈微球。
4.根据权利要求1所述的一种应用于水下光学电子设备密封的密封胶，其特征在于，所述的防霉剂为水杨酰苯胺或二氯苯并噁唑或二氯苯并噁唑酮，其含量为1~5份。
5.一种制备权利要求1所述的一种应用于水下光学电子设备密封的密封胶的方法，其特征是，
(1)将丁基橡胶、天然橡胶、低放射性填料、活性剂、偶联剂在密炼机中密炼成母胶；
(2)将捏合机升温到100℃~120℃，将母胶放入捏合机中，再加入其它填料，然后在真空下捏合1h~2h，将密封胶混合均匀，出料；
(3)密封胶放置24h后，通过挤出机挤出成厚度小于1mm的片材，片材之间用硅胶隔离纸隔离。
6.根据权利要求5所述的制备一种应用于水下光学电子设备密封的密封胶的方法，其特征是，所述低放射性填料在密炼机中密炼时，加入量为应加入量的50～70%，余下的在捏合机中加入。
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