CN109556949A - 密封胶用人工加速老化系统及密封胶用人工加速老化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种密封胶用人工加速老化系统及其方法。该密封胶用人工加速老化系统包括老化箱、温度调节器件、温度检测器件、力学传感器、第一夹样部件以及第二夹样部件；温度调节器件、温度检测器件配合以控制老化箱内的温度，力学传感器穿设于老化箱且与老化箱活动配合；第一夹样部件包括第一剪切夹具以及第二剪切夹具，第一剪切夹具、第二剪切夹具用于对试片产生剪切应力。第二夹样部件包括第一拉伸夹具以及第二拉伸夹具，第一拉伸夹具与第二拉伸夹具用于对试片产生拉伸应力。该密封胶用人工加速老化系统能够在泡水或泡溶液、疲劳循环以及高温三因素同时作用的条件下对实际工作环境中的密封胶使用寿命进行更精确预测。

Description

密封胶用人工加速老化系统及密封胶用人工加速老化方法
技术领域
本发明涉及一种密封胶用人工加速老化系统及密封胶用人工加速老化方法。
背景技术
高分子密封胶产品例如硅酮结构密封胶，出厂前都需要对产品质量进行检测，因高分子材料结构本身的特性，其耐候性相对无机材料和金属材料较差，所以大部分高分子产品质量检测都包括耐候性。当产品使用于亚洲东部、东南亚、南亚、欧洲中南部、美国东南部、澳大利亚北部、中美洲和众多太平洋岛屿等多雨气候区时，高分子材料常年受到雨水浸泡；同时这些地区台风较多，高分子材料承受较大风压；另外每天温度变化导致粘结的基材面板的热胀冷缩反复变形使得高分子材料承受循环的应力；高分子材料在这些地区实际使用过程中，会同时受到泡水、持续变化应力应变、温度的作用。当产品使用于酸雨多发、频吹海风(高盐)等更恶劣环境时，高分子材料更是受到酸性溶液、盐溶液等持续侵蚀，因此，需要对高分子材料在多雨气候区的特定环境下耐老化性能做测试。
硅酮结构密封胶现有产品标准中，JG/T 475-2015和ETAG 002-2012规定了疲劳循环、盐雾的性能测试，GB/T 13477.9-2002规定了浸水4天、GB 16776-2005中6.8.7规定了浸水7天的性能检测。但这些检测主要是单因素影响下的性能测试，并没有在三因素共同下的标准。玻璃幕墙构件中的密封胶，在地震(纵向地震波)、自重以及温差导致的形变情况下主要受剪切应力作用，在风压、地震(横向地震波)情况下主要受拉伸应力，目前，传统的密封胶性能检测装置并不能实现对硅酮结构密封胶在泡水或泡溶液、疲劳循环以及高温三因素同时作用时检测性能。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够在泡水或泡溶液、疲劳循环以及高温三因素同时作用的条件下对实际工作环境中的密封胶使用寿命进行更精确预测，提高评估的准确度和精度的密封胶用人工加速老化系统及密封胶用人工加速老化方法。
一种密封胶用人工加速老化系统，包括老化箱、温度调节器件、温度检测器件、浓度稳定器件、力学传感器、第一夹样部件以及第二夹样部件；所述温度调节器件设在所述老化箱内以用于调节所述老化箱内的温度，所述温度检测器件安装在所述老化箱内以用于检测所述老化箱内的温度，所述浓度维持器件安装在老化箱上以用于控制测试液的液面保持恒定高度，所述力学传感器穿设于所述老化箱且与所述老化箱活动配合，所述力学传感器位于所述老化箱外部的一端用于连接电子万能试验机；
所述第一夹样部件包括第一剪切夹具以及第二剪切夹具，所述第一剪切夹具设在所述老化箱内且用于连接所述力学传感器位于所述老化箱内部的端部，所述第一剪切夹具用于夹取试片的第一基板，所述第二剪切夹具安装在所述老化箱内且与所述第一剪切夹具相对设置，所述第二剪切夹具用于夹取所述试片的第二基板，所述力学传感器能够带动所述第二剪切夹具平行于所述第一剪切夹具运动以对所述试片产生剪切应力；
所述第二夹样部件包括第一拉伸夹具以及第二拉伸夹具，所述第一拉伸夹具设在所述老化箱内且用于连接所述力学传感器位于所述老化箱内部的端部，所述第一拉伸夹具用于夹取试片的第一基板，所述第二拉伸夹具安装在所述老化箱内且与所述第一拉伸夹具相对设置，所述第二拉伸夹具用于夹取所述试片的第二基板，所述力学传感器能够带动所述第二拉伸夹具沿着所述第一拉伸夹具与所述第二拉伸夹具构成的直线运动以对所述试片产生拉伸应力。
在其中一个实施例中，所述第一夹样部件还包括长条形的第一夹具座、第二夹具座以及用于固定所述第二夹具座的紧固件；所述力学传感器由所述老化箱的顶部穿设所述老化箱，所述力学传感器竖直设置；第一夹具座连接所述力学传感器，所述第一剪切夹具设在所述第一夹具座上；所述老化箱的顶部具有进样口，所述第二夹具座穿设所述进样口，所述第二夹具座的轴线与所述力学传感器的轴线平行，所述第二夹具座能够相对于所述进样口活动，当所述第二夹具座相对所述老化箱的位置固定后，所述第二夹具座通过所述紧固件固定于所述老化箱，所述第二剪切夹具安装在所述第二夹具座上。
在其中一个实施例中，所述第一剪切夹具包括两个呈“L”型的第一夹臂，两个所述第一夹臂的一端均连接所述第一夹具座，且另一端均朝向所述剪切箱的底部延伸且与所述第一夹具座之间均具有间隔，所述第二剪切夹具包括两个呈“L”型的第二夹臂，两个所述第二夹臂的一端均连接所述第二夹具座，且另一端均朝向所述剪切箱的顶部延伸且与所述第二夹具座之间均具有间隔。
在其中一个实施例中，所述第二夹样部件还包括安装在所述老化箱内的试样平台；所述第二拉伸夹具紧邻所述试样平台，所述试样平台的高度与所述第二拉伸夹具的高度齐平；
所述老化箱上设有引导通道，所述引导通道的其中一端开口于所述老化箱的外壁，另一端开口朝向所述试样平台；所述密封胶用老化拉伸装置还包括推料杆；所述推料杆穿设于所述老化箱的侧壁且与所述老化箱动密封，所述推料杆朝内的一端位于所述试样平台上，所述推料杆用于将所述试样平台上的试片推入所述第一拉伸夹具以及第二拉伸夹具内。
在其中一个实施例中，所述第二拉伸夹具位于所述第一拉伸夹具的正下方，所述力学传感器由所述老化箱的顶部穿设所述老化箱，所述力学传感器竖直设置，所述第一拉伸夹具朝向所述第二拉伸夹具的底面具有第一拉伸夹料通槽，所述第一拉伸夹料通槽的内部尺寸较其槽口尺寸大，所述第二拉伸夹具朝向所述第一拉伸夹具的表面具有第二拉伸夹料通槽，所述第二拉伸夹料通槽的内部尺寸较其槽口尺寸大，当所述第一拉伸夹具与所述第二拉伸夹具配合时，所述第一拉伸夹料通槽与所述第二夹料通道围成用于供“工”字形试片卡设的“工”字形通道。
一种使用所述的密封胶用人工加速老化系统的密封胶用人工加速老化方法，包括如下步骤：
当进行密封件的剪切应力测试时，通过第一剪切夹具夹取试片的第一基板，通过第二剪切夹具用于夹取所述试片的第二基板；向老化箱内加入测试液，通过温度调节器件以及温度检测器件控制所述老化箱内的测试液至预设温度，通过浓度维持器件控制测试液的液面保持恒定高度；通过外接电子万能试验机以及力学传感器带动第二剪切夹具平行于所述第一剪切夹具运动以对所述试片产生剪切应力；所述电子万能试验机以及所述力学传感器带动所述第二剪切夹具复位；循环预设次数，取样检测粘结性；
当进行密封件的拉伸应力测试时，通过第一拉伸夹具夹取试片的第一基板，通过第二拉伸夹具用于夹取所述试片的第二基板；向所述老化箱内加入测试液，通过温度调节器件以及温度检测器件控制所述老化箱内的测试液至预设温度；通过浓度维持器件控制测试液的液面保持恒定高度，通过外接电子万能试验机以及所述力学传感器带动第二拉伸夹具沿着所述第一拉伸夹具与所述第二拉伸夹具构成的直线运动以对所述试片产生拉伸应力；所述电子万能试验机以及所述力学传感器带动所述第二拉伸具复位；循环预设次数，取样检测粘结性。
在其中一个实施例中，进行密封件的拉伸应力测试以及进行密封件的剪切应力测试时，所述预设温度均为30-99℃。
在其中一个实施例中，还包括如下步骤：向所述老化箱内加入测试液后，对所述测试液进行搅拌处理。
在其中一个实施例中，当进行密封件的拉伸应力测试时，循环应力0.01-0.42MPa，循环周期2-100秒，加载应力时间1-60秒，保持时间0.5-20秒，卸载应力时间1-60秒，等待0.5-20秒后开始下一循环，循环次数为1000-200000次；
当进行密封件的剪切应力测试时，设置循环应变为1-24mm，循环周期为1-100秒，加载应变时间为1-60秒，保持时间为1-40秒，卸载应变时间为1-60秒，等待1-40秒后开始下一循环，循环次数为1000-200000次。
在其中一个实施例中，取样检测粘结性时，试片在温度23±1℃、相对湿度50±5％条件下放置24±4h，测试23±1℃时试片中密封胶的拉伸粘结性。
在其中一个实施例中，所述测试液为模拟酸雨、pH低于5.6的酸性降水、不同浓度的盐溶液、纯水、去离子水、矿物质水或者自来水。
本发明的密封胶用人工加速老化系统能够在泡水或泡溶液、疲劳循环以及高温三因素同时作用的条件下对实际工作环境中的密封胶使用寿命进行更精确预测，提高评估的准确度和精度。
本发明的密封胶用人工加速老化方法可用于测试多因素影响下密封胶材料的老化性能，能够结合施加可调循环机械载荷、同时将密封胶材料浸泡在一定温度以及一定浓度的测试液中，密封胶材料在泡水或泡溶液、疲劳循环以及高温三因素同时作用的环境下达到最契合该密封胶实际老化的环境，能够对实际工作环境中的密封胶使用寿命进行更精确地预测，提高了密封胶老化性能评估的准确度和精度。另外本发明的密封胶用人工加速老化方法还可以通过搭配不同种类的测试液、不同夹具、不同的测试参数设置实现不同环境条件下的密封胶针对性测试，使得本发明的密封胶用人工加速老化方法具有更广泛的适用性。
附图说明
图1为一实施例所述的密封胶用人工加速老化系统在使用第一夹样部件时的侧面示意图；
图2为图1所示的密封胶用人工加速老化系统在使用第一夹样部件爆炸图；
图3为图1所示的密封胶用人工加速老化系统在使用第一夹样部件时另一视角部分侧面示意图；
图4为一实施例所述的密封胶用人工加速老化系统在使用第二夹样部件时的侧面示意图；
图5为图1所示的密封胶用人工加速老化系统在使用第二夹样部件爆炸图；
图6为试片结构示意图。
附图标记说明
10：密封胶用人工加速老化系统；100：老化箱；110：引导通道；120：把手；200：温度调节器件；300：力学传感器；400：第一夹样部件；410：第一剪切夹具；411：第一夹臂；420：第二剪切夹具；421：第二夹臂；431：第一夹具座；432：第二夹具座；4321：第一定位孔；4322：第二定位孔；440：紧固件；450：导轨；451：配合孔；500：第二夹样部件；510：第一拉伸夹具；520：第二拉伸夹具；530：试样平台；540：推料杆；600：进液管；700：控制阀门；800：浮球阀；900：搅拌器件；1000：滤网；20：试片；21：第一基板；22：密封胶；23：第二基板。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接固定在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“安装在”另一个元件，它可以是直接安装在另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件，它可以是直接设在另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参见图1及图4所示，本发明一实施例提供了一种密封胶用人工加速老化系统10，其包括老化箱100、温度调节器件200、温度检测器件、液面维持器件或者浓度维持器件、力学传感器300、第一夹样部件400以及第二夹样部件500。力学传感器300、第一夹样部件400以及第二夹样部件500均具有耐高温和酸碱腐蚀的性能。
老化箱100可以是方形箱，其尺寸不小于300mm×300mm×500mm。老化箱100具有进液口。拉伸箱100的顶部可以设有把手120，把手120可以用使用者握持以移动拉伸箱100至不同的位置。
密封胶用人工加速老化系统10还包括进液管600以及控制阀门700。进液管600连通于进液口，进液管600上设有控制阀门700。通过进液管600上的控制阀门700可以控制进液管600是否向老化箱100内输入溶剂如水以使得老化箱100内的液位保持恒定，另外，在试片20放置、加盐等溶质等操作时可以选择关闭进液管600上的控制阀门700，方便操作，进液管600上的控制阀门700仅在试片20测试期间开启。控制阀门700可以是手动阀门。
温度调节器件200设在老化箱100内以用于调节老化箱100内的温度，温度检测器件安装在老化箱100内以用于检测老化箱100内的温度。温度检测器件可以是温度传感器。本发明通过温度传感器及温度调节器实现控温效果，温度精度0.1℃。温度调节器件200为加热线圈。温度调节器件200的功率范围1W-5KW。温度检测器件在附图1-6中均未示出。
力学传感器300穿设于老化箱100且与老化箱100活动配合，力学传感器300位于老化箱100外部的一端用于连接电子万能试验机。电子万能试验机通过配套剪切循环测试软件完成试片20的剪切应力疲劳循环测试。
力学传感器300的性能至少需要满足以下要求：
1)力学传感器300承力范围：-2000N～+20000N；
2)力学传感器300承力控制精度：0.00001N；
3)力学传感器300轴移动速度范围：0.001～200mm/min；
4)力学传感器300大变形范围：1～500mm；
5)力学传感器300大变形精度：0.01mm。
在一具体示例中，密封胶用人工加速老化系统10还包括滤网1000。滤网1000安装在老化箱100内，滤网1000将老化箱100的剪切腔分割成第一子腔室以及第二子腔室，第一剪切夹具410、第二剪切夹具420以及力学传感器300均位于第一子腔室内，温度调节器件200设在第二子腔室内。滤网1000的料包括但不限于不锈钢、铝合金。滤网1000具有孔径小于12mm的圆形孔或正方形孔(保证最大孔内最大距离小于12mm)。上述密封胶用老化剪切装置通过设置滤网1000实现将老化箱100的剪切腔分割成第一子腔室以及第二子腔室，并且第一剪切夹具410、第二剪切夹具420以及力学传感器300均位于第一子腔室内，温度调节器件200设在第二子腔室内，滤网1000可以有效防止测试过程试片20断裂弹出时损坏温度调节器件200、温度检测器件等敏感设备，可以保护温度调节器件200、温度检测器件等敏感设备的安全。另外，滤网1000的网孔能够供第一子腔室与第二子腔室内的液体对流，因此滤网1000的设置不会影响箱内溶液温度的均匀化和浓度的均匀化。
液面维持器件或者浓度维持器件安装在老化箱100上以用于控制测试液的液面保持恒定高度。当老化箱100内的溶液中的溶剂如水在高温下蒸发后，老化箱100内的溶液的液面会下降，相应地溶液的浓度会增大，此时通过液面维持器件用于向老化箱100内输入溶剂如水，当液面恢复至预定高度时，老化箱100内的溶液的浓度会再次恢复至预定值，如此，即可实现老化箱100内的溶液的溶液的浓度稳定。需要说明的是，当溶质为非挥发性溶质时，例如，溶质为非挥发性溶质，例如非挥发性酸、非挥发性盐，此时只需要从进液管600中添加溶剂进入老化箱100内即可，当溶质为挥发性溶质时，例如，溶质为挥发性溶质，例如挥发性酸如盐酸，此时需要从进液管600中添加溶液进入老化箱100内即可。
具体地，液面维持器件或者浓度维持器件为浮球阀800。浮球阀800设在第二子腔室内，浮球阀800用于控制老化腔内的液位。本发明因剪切应力疲劳循环测试需要较长时间，老化箱100内的液体会挥发，液体的液面会下降，特别是在高温条件下液体挥发较快，一定时间后老化箱100内液面可能低于待检试片20，如此会导致试片20实际测试条件发生改变，因此，本发明采用了浮球阀800可持续进水控制老化箱100内的液体的水位高度维持在恒定高度。通过进液管600上的控制阀门700及浮球阀800可以控制老化箱100内的液位保持恒定，另外，在加盐或者酸等溶质等操作时需要关闭进液管600上的控制阀门700，当在试片20放置时，如下述的第一剪切夹具410、第二剪切夹具420的抬升或者下降时，控制阀门700均是处于关闭状态，避免造成液位过高；当在试片20放置时，下述推料杆540的推拉过程中，控制阀门700也是处于关闭状态，避免造成液位过高，进液管600上的控制阀门700仅在试片20测试期间开启。
浮球阀800用于控制老化腔内的液位；当所述老化腔内的液位处于预定高度时，所述浮球阀800漂浮在所述老化箱100的液面上且能够封闭进液口，当所述老化腔内的液位低于预定高度时，所述浮球阀800位于所述进液口的下方以打开所述进液口。浮球阀800的作用一方面是用于稳定老化箱100内的溶液的浓度，避免溶液的浓度而导致的测试条件发生变化带来的检测数据失真且不具有重复性，另一方面是保证老化箱100内的液体的液面不会因水分蒸发而低于正在检测的试片以导致测试条件发生变化，即避免检测数据失真且不具有重复性。在具体使用时，当需要放置试片20时，控制阀门700处于关闭状态，当处于测试状态时，控制阀门700处于常开状态。当老化腔内的液位处于预定高度时，浮球阀800漂浮在老化箱的液面上且能够封闭进液口，此时浮球阀800起到阀门的作用。当老化腔内的液位低于预定高度时，浮球阀800位于进液口的下方以打开进液口，此时进液管600内的溶液会直接进入老化箱100内。本发明通过设置控制阀门700以及浮球阀1000的配合实现了自动进液的目的，无需人工干扰，节时节力。
在一具体示例中，密封胶用人工加速老化系统10还包括搅拌器件900。搅拌器件900设在第二子腔室内以用于搅拌老化腔内的液体。本发明通过设置搅拌器件900可以实现老化箱100内的液体形成稳定的湍流，液体的流速均匀，同时也能够保证老化箱100内各处的液体温度和浓度都均匀，如此，可以提高测试结果的准确性。可选地，搅拌器件900的搅拌桨的转速可调，转速范围1～1000RPM，搅拌桨的桨叶半径不小于50mm。
参见图1及图2所示，第一夹样部件400包括第一剪切夹具410以及第二剪切夹具420。第一剪切夹具410设在老化箱100内且用于连接力学传感器300位于老化箱100内部的端部，第一剪切夹具410用于夹取试片20的第一基板21，第二剪切夹具420安装在老化箱100内且与第一剪切夹具410相对设置，第二剪切夹具420用于夹取试片20的第二基板23，力学传感器300能够带动第二剪切夹具420平行于第一剪切夹具410运动以对试片20产生剪切应力。第一剪切夹具410、第二剪切夹具420的制备材料可以是304不锈钢，尺寸不小于150mm×80mm×10mm。
参见图2及图3所示，进一步地，力学传感器300由老化箱100的顶部穿设老化箱100，力学传感器300竖直设置。
在一具体示例中，第一夹样部件400还包括长条形的第一夹具座431、第二夹具座432以及用于固定第一夹具座431的紧固件440。第一夹具座431连接力学传感器300，第一剪切夹具410设在第一夹具座431上。
老化箱100的顶部具有进样口，第二夹具座432穿设进样口，第二夹具座432的轴线与力学传感器300的轴线平行，第二夹具座432能够相对于进样口活动，当第二夹具座432相对老化箱100的位置固定后，第二夹具座432通过紧固件440固定于老化箱100，第二剪切夹具420安装在第二夹具座432上。
进一步地，第一夹样部件400还包括导轨，导轨设在老化箱100内，导轨紧贴着老化箱100的内壁竖直放置，第二夹具座432滑动连接在导轨上且朝向力学传感器300。
第一夹样部件400中的老化箱100的顶部具有进样口，第二夹具座432能够相对于进样口活动，如此可以使得第一剪切夹具410以及第二剪切夹具420能够从老化箱100内整体拉出以进行上样，也即放置试片20，第一剪切夹具410以及第二剪切夹具420拉出液面后可以通过手动操作上样，上样方便，上样量效率高，另外，第一剪切夹具410以及第二剪切夹具420拉出液面后移出箱体外部进行放置试片操作，可以避免操作人员被烫伤或受到腐蚀。且第一剪切夹具410以及第二剪切夹具420拉出液面后的状态、位于剪切箱内的状态(也即放试片时和测试过程时)均可以通过紧固件440固定。
参见图2及图3所示，第一剪切夹具410包括有两个呈“L”型的第一夹臂411，两个第一夹臂411的一端均连接第一夹具座431，且另一端均朝向老化箱100的底部延伸且与第一夹具座431之间均具有间隔。
第二剪切夹具420包括两个呈“L”型的第二夹臂421，两个第二夹臂421的一端均连接第二夹具座432，且另一端均朝向老化箱100的顶部延伸且与第二夹具座432之间均具有间隔。在使用时，试片20竖直放置在第一剪切夹具410与第二剪切夹具420之间，也即试片20的横截面呈“工”字形，两个第一夹臂411从试片20的上方插入试片20的第一基板21以及第二基板23之间且分别位于密封胶22的两侧，两个第一夹臂411用于卡设第一基板21，两个第二夹臂421从试片20的下方插入试片20的第一基板21以及第二基板23之间且分别位于密封胶22的两侧，两个第二夹臂421用于卡设第二基板23，测试时，力学传感器300朝上运动，带动试片20的第二基板23朝上运动，以此对密封胶22产生剪切应力。
参见图6所示，试片20放置于第一剪切夹具410以及第二剪切夹具420上时，按照如下步骤实现：先取出紧固件440，将第二夹具座432沿着导轨1300拉出老化箱100的外部，并露出第二夹臂421，同时通过力学传感器300将第一剪切夹具410提升至老化箱100的外部，需要说明的是，第一剪切夹具410与第二剪切夹具420是同步提升的。将试片20卡设在第一夹臂411以及第二夹臂421之间，卡设方法：试片20竖直放置在第一剪切夹具410与第二剪切夹具420之间，也即试片20的横截面呈“工”字形，两个第一夹臂411从试片20的上方插入试片20的第一基板21以及第二基板23之间且分别位于密封胶22的两侧，两个第一夹臂411用于卡设第一基板21，两个第二夹臂421从试片20的下方插入试片20的第一基板21以及第二基板23之间且分别位于密封胶22的两侧，两个第二夹臂421用于卡设第二基板23。
当力学传感器300朝向老化箱100的外部移动时，即可实现第二剪切夹具420拉动试片20，实现对试片20产生剪切应力，第一剪切夹具410复位、第一剪切夹具410拉动试片20，如此反复，即实现对试片20的剪切应力疲劳循环测试实验。
优选地，在第二夹具座432上从一端至另一端可以设置两个定位孔，两个定位孔依次顺序分布，从一端至另一端依次为第一定位孔4321、第二定位孔4322，附图1中所示的，则为从上至下依次为第一定位孔4321、第二定位孔4322，并且第一定位孔4321位于第二夹具座420的上部，第二定位孔4322位于第二夹具座420的下部。在老化箱100的侧壁的上部以及导轨450的上部均设有配合孔451，其中侧壁上的配合孔未示出，配合孔451需要位于液面预定位置以上，以避免漏液。当紧固件440能够同时插入配合孔451以及第一定位孔4321或者第二定位孔4322。第一定位孔4321的位置设置配合孔451的位置设置，可使得紧固件440与第二定位孔4322、配合孔451配合时能保证第二剪切夹具420固定在老化箱100内的底部，并保证试片20完全处于液位以下；第二定位孔4322的位置设置以及配合孔451的位置设置，可使得紧固件440与第二定位孔4322、配合孔451配合时能保证第二剪切夹具420用于放置试片20时的位置位于老化箱100的外部，以方便手动操作；当需要放置试片20时，将第二夹具座432与第一夹具座431均拉出老化箱100的外部，此时位于第二夹具座432的下端部的第二定位孔4322与配合孔451对齐，通过紧固件440能够同时插入配合孔451以及者第二定位孔4322，实现紧固件440对第二夹具座432的固定，此时即可放置试片20。试片20放置完毕后，取出紧固件440，将第二夹具座432与第一夹具座431复位至老化箱100内，位于第二夹具座432的中部的第一定位孔4321与配合孔451对齐，通过紧固件440能够同时插入配合孔451以及者第一定位孔4321，实现紧固件440对第二夹具座432的固定，此时即可准备加入测试液、调温等测试前准备工作。
参见图4及图5所示，第二夹样部件500包括第一拉伸夹具510以及第二拉伸夹具520。第一拉伸夹具510设在老化箱100内且用于连接力学传感器300位于老化箱100内部的端部，第一拉伸夹具510用于夹取试片20的第一基板21，第二拉伸夹具520安装在老化箱100内且与第一拉伸夹具510相对设置，第二拉伸夹具520用于夹取试片20的第二基板23，力学传感器300能够带动第二拉伸夹具520沿着第一拉伸夹具510与第二拉伸夹具520构成的直线运动以对试片20产生拉伸应力。第一拉伸夹具510、第二拉伸夹具520的制备材料可以是304不锈钢，尺寸不小于50mm×50mm×2mm。
在一具体示例中，第一夹样部件400还包括安装在老化箱100内的试样平台530。第二剪切夹具420紧邻试样平台530，试样平台530的高度与第二剪切夹具420的高度齐平。老化箱100上设有引导通道110，引导通道110的其中一端开口于老化箱100的外壁，另一端开口朝向试样平台530。密封胶用老化拉伸装置还包括推料杆540。推料杆540穿设于老化箱100的侧壁且与老化箱100动密封，推料杆540朝内的一端位于试样平台530上，推料杆540用于将试样平台530上的试片20推入第一拉伸夹具510以及第二拉伸夹具520内。
在一具体示例中，第二拉伸夹具520位于第一拉伸夹具510的正下方，力学传感器300由老化箱100的顶部穿设老化箱100，力学传感器300竖直设置，第一拉伸夹具510朝向第二拉伸夹具520的底面具有第一拉伸夹料通槽，第一拉伸夹料通槽的内部尺寸较其槽口尺寸大，第二拉伸夹具520朝向第一拉伸夹具510的表面具有第二拉伸夹料通槽，第二拉伸夹料通槽的内部尺寸较其槽口尺寸大，当第一拉伸夹具510与第二拉伸夹具520配合时，第一拉伸夹料通槽与第二夹料通道围成用于供“工”字形试片20卡设的“工”字形通道。
第二夹样部件500还包括推料杆540，推料杆540穿设于老化箱100的侧壁且与老化箱100动密封，推料杆540朝内的一端位于试样平台530上，推料杆540用于将试样平台530上的试片20推入第一拉伸夹具510以及第二拉伸夹具520内。上述密封胶用老化拉伸装置通过设置引导通道110以及推料杆540，可以实现由老化箱100的外部加料至老化箱100内，引导通道110的其中一端开口于老化箱100的外壁，另一端开口朝向试样平台530；推料杆540穿设于老化箱100的侧壁且与老化箱100动密封，推料杆540朝内的一端位于试样平台530上，推料杆540用于将试样平台530上的试片20推入第一拉伸夹具510以及第二拉伸夹具520内。本发明实现了可由老化箱100之外放置试片20进入老化箱100内，不需要操作者的手伸入水或溶液中，避免高温烫伤或浓酸腐蚀等风险。
进一步地，引导通道110的径向截面为正方形，引导通道110的径向截面开口的尺寸为47mm×51mm，试片20尺寸为50mm×50mm，如此设置，可以促使试保持一定的倾斜角度放入引导通道110内以避免试片20翻转导致落位不准的现象发生。
优选地，第一夹样部件400与第二夹样部件500均可以是可拆卸式连接在老化箱100内，也即当密封胶用人工加速老化系统10用于检测密封性的剪切应力时，可以在老化箱100内安装第一夹样部件400，当密封胶用人工加速老化系统10用于检测密封性的拉伸应力时，可以在老化箱100内安装第二夹样部件500。不难理解，在老化箱100内，也可以同时设置第一夹样部件400与第二夹样部件500。
上述密封胶用人工加速老化系统10能够模拟多种液体环境，测试液可以是：
1)模拟酸雨、pH低于5.6的酸性降水；模拟酸雨包括但不限于硝酸型酸雨和硫酸型酸雨；
2)不同浓度的各类盐溶液，浓度范围0.01mol/L～饱合溶液，溶质包括NaCl、KCl、NaNO3等单物质溶液或多种物质组成的复合溶液以模拟更加实际的自然环境；
3)纯水、去离子水、矿物质水、自来水等。
本发明的密封胶用人工加速老化系统10能够在泡水或泡溶液、疲劳循环以及高温三因素同时作用的条件下对实际工作环境中的密封胶22使用寿命进行更精确预测，提高评估的准确度和精度。
一种使用上述的密封胶用人工加速老化系统10的密封胶用人工加速老化方法，包括如下步骤：
当进行密封件的剪切应力测试时，通过第一剪切夹具410夹取试片20的第一基板21，通过第二剪切夹具420用于夹取试片20的第二基板23；向老化箱100内加入测试液，对测试液进行搅拌处理，通过温度调节器件200以及温度检测器件控制老化箱100内的测试液至预设温度25℃-99℃，通过液面维持器件控制测试液的液面保持恒定高度；通过外接电子万能试验机以及力学传感器300带动第二剪切夹具420平行于第一剪切夹具410运动以对试片20产生剪切应力；电子万能试验机以及力学传感器300带动第二剪切夹具420复位；设置循环应变为1-24mm，循环周期为1-100秒，加载应变时间为1-60秒，保持时间为1-40秒，卸载应变时间为1-60秒，等待1-40秒后开始下一循环，循环次数为1000-200000次。取样检测粘结性时，试片在温度23±1℃、相对湿度50±5％条件下放置24±4h，测试23±1℃时试片中密封胶的拉伸粘结性。
当进行密封件的拉伸应力测试时，通过第一拉伸夹具510夹取试片20的第一基板21，通过第二拉伸夹具520用于夹取试片20的第二基板23；向老化箱100内加入测试液，对测试液进行搅拌处理，通过温度调节器件200以及温度检测器件控制老化箱100内的测试液至预设温度25℃-55℃，通过液面维持器件控制测试液的液面保持恒定高度；通过外接电子万能试验机以及力学传感器300带动第二拉伸夹具520沿着第一拉伸夹具510与第二拉伸夹具520构成的直线运动以对试片20产生拉伸应力；电子万能试验机以及力学传感器300带动第二拉伸具复位，设置循环应力0.01-0.42MPa，循环周期2-100秒，加载应力时间1-60秒，保持时间0.5-20秒，卸载应力时间1-60秒，等待0.5-20秒后开始下一循环，循环次数为1000-200000次；取样检测粘结性时，试片在温度23±1℃、相对湿度50±5％条件下放置24±4h，测试23±1℃时试片中密封胶的拉伸粘结性。
测试液为模拟酸雨、pH低于5.6的酸性降水、不同浓度的单物质或多种物质的复合盐溶液、纯水、去离子水、矿物质水或者自来水等。
实施例1
本实施例提供了一种使用上述的密封胶用人工加速老化系统10的密封胶用人工加速老化方法，本实施例模拟日夜温差大的多雨地区的环境。
试片20构造：第一基板21、第二基板23以及密封胶22，第一基板21为玻璃板，密封胶22为硅酮结构密封胶，第二基板23为铝板。密封胶22位于第一基板21与第二基板23之间，第一基板21、第二基板23以及密封胶22之间构成“工”字形。不难理解，试片20中的第一基板21、第二基板23还可以是其他板材，同时，第一基板21、第二基板23的位置可以对调，也可以同时都是第一基板21或者第二基板23。
试片20分别按GB/T 13477.2-2003中的规定进行制样和养护；试片20养护完成后待老化测试，加入纯水到老化箱100中至预定的标准液面，设置水温60℃，开动搅拌器件900，转速500RPM，快速搅拌以均匀温度；待一段时间后，停止搅拌，将第一夹具座430提升至第二剪切夹具420露出老化箱100，通过第一剪切夹具410、第二剪切夹具420分别夹住试片20的第二基板23、第一基板21，再将第一夹具座430复位后固定第一夹具座430的位置，待测试；打开进液管600上的控制阀门700，保持水温60℃，开动搅拌器件900，降低转速为10RPM以避免水流影响测试环境；封闭老化箱100，减少水分挥发；对电子万能试验机设置参数，循环应变6mm，循环周期60秒，加载应变时间20秒，保持时间为40秒，卸载应变时间20秒，等待40秒后开始下一循环。待同批次的试片A循环3000、5000、10000、20000、50000、100000次后，取样查看粘结性，并在标准条件温度23℃、相对湿度50％下放置24h，按GB/T 13477.2-2003中的规定，测试23℃拉伸粘结性，得到最大拉伸强度，或直到脱粘时，记录老化疲劳次数以判定密封胶22耐雨淋及同时耐昼夜温差导致的大形变的优劣性。
实施例2
本实施例提供了一种使用上述的密封胶用人工加速老化系统10的密封胶用人工加速老化方法，本实施例模拟酸雨多风地区的环境。
试片20构造：第一基板21、第二基板23以及密封胶22，第一基板21为玻璃板，密封胶22为硅酮结构密封胶，第二基板23为铝板。密封胶22位于第一基板21与第二基板23之间，第一基板21、第二基板23以及密封胶22之间构成“工”字形。不难理解，试片20中的第一基板21、第二基板23还可以是其他板材，同时，第一基板21、第二基板23的位置可以对调，也可以同时都是第一基板21或者第二基板23。
试片20分别按GB/T 13477.2-2003中的规定进行制样和养护；试片20养护完成后待老化测试，加入提前配置好的酸碱度为pH值1.0的硫酸溶液到水箱中至标准液面，设置水温50℃，开动搅拌器件900，转速500RPM，快速搅拌以均匀温度；待一段时间后，停止搅拌，通过引导通道110放入试片20至试样平台530上，再通过推料杆540将试片20推入第一拉伸夹具510、第二拉伸夹具520内，第一拉伸夹具510、第二拉伸夹具520分别夹住试片20的第二基板23、第一基板21，待测试；打开进液管600上的控制阀门700，保持温度50℃，开动搅拌器件900，降低转速为10RPM以避免水流影响测试环境；封闭老化箱100，减少水分挥发；对电子万能试验机设置参数，循环应力0.14MPa，循环周期8秒，加载应力时间3秒，保持时间1秒，卸载应力时间3秒，等待1秒后开始下一循环。待同批次的试片B循环3000、5000、10000、20000、50000、100000次后，取样查看粘结性，并在标准条件温度23℃、相对湿度50％下放置24h，按GB/T 13477.2-2003中的规定，测试23℃拉伸粘结性，得到最大拉伸强度。或直到脱粘时，记录老化疲劳次数以判定密封胶22耐酸雨抗风的优劣性。
实施例3
本实施例提供了一种使用上述的密封胶用人工加速老化系统10的密封胶用人工加速老化方法，本实施例模拟海边多风湿润地区的环境。
试片20构造：第一基板21、第二基板23以及密封胶22，第一基板21为玻璃板，密封胶22为硅酮结构密封胶，第二基板23为铝板。密封胶22位于第一基板21与第二基板23之间，第一基板21、第二基板23以及密封胶22之间构成“工”字形。不难理解，试片20中的第一基板21、第二基板23还可以是其他板材，同时，第一基板21、第二基板23的位置可以对调，也可以同时都是第一基板21或者第二基板23。
试片20分别按GB/T 13477.2-2003中的规定进行制样和养护；试片20养护完成后待老化测试，加入NaCl与KCl的质量比为10:1的混合溶液到老化箱100中至预定的标准液面，该盐溶液总体浓度为0.05mol/L，设置水温40℃，开动搅拌器件900，转速500RPM，快速搅拌以均匀温度；待一段时间后，停止搅拌，将第一夹具座430提升至第二剪切夹具420露出老化箱100，通过第一剪切夹具410、第二剪切夹具420分别夹住试片20的第二基板23、第一基板21，再将第一夹具座430复位后固定第一夹具座430的位置，待测试；打开进液管600上的控制阀门700，保持水温40℃，开动搅拌器件900，降低转速为10RPM以避免水流影响测试环境；封闭老化箱100，减少水分挥发；对电子万能试验机设置参数，循环应变12mm，循环周期20秒，加载应变时间7秒，保持时间3秒，卸载应变时间为5秒，等待5秒后开始下一循环。待同批次的试片C循环3000、5000、10000、20000、50000、100000次后，取样查看粘结性，并在标准条件(温度23℃，相对湿度50％)下放置24h，按GB/T 13477.2-2003中的规定，测试23℃拉伸粘结性，得到最大拉伸强度。或直到脱粘时，记录老化疲劳次数以判定密封胶22耐盐溶液抗风能力的优劣性。
实施例4
本实施例提供了一种使用上述的密封胶用人工加速老化系统10的密封胶用人工加速老化方法，本实施例模拟地震频发海上岛屿的环境。
试片20构造：第一基板21、第二基板23以及密封胶22，第一基板21为玻璃板，密封胶22为硅酮结构密封胶，第二基板23为铝板。密封胶22位于第一基板21与第二基板23之间，第一基板21、第二基板23以及密封胶22之间构成“工”字形。不难理解，试片20中的第一基板21、第二基板23还可以是其他板材，同时，第一基板21、第二基板23的位置可以对调，也可以同时都是第一基板21或者第二基板23。
试片20分别按GB/T 13477.2-2003中的规定进行制样和养护；试片20养护完成后待老化测试，加入配置好的饱和NaCl溶液到水箱中至标准液面，设置水温55℃，开动搅拌器件900，转速500RPM，快速搅拌以均匀温度；待一段时间后，停止搅拌，通过引导通道110放入试片20至试样平台530上，再通过推料杆540将试片20推入第一拉伸夹具510、第二拉伸夹具520内，第一拉伸夹具510、第二拉伸夹具520分别夹住试片20的第二基板23、第一基板21，待测试；打开进液管600上的控制阀门700，保持温度55℃，开动搅拌器件900，降低转速为10RPM以避免水流影响测试环境；封闭老化箱100，减少水分挥发；对电子万能试验机设置参数，循环应力为0.28MPa，循环周期6秒，加载应力时间3秒，保持时间0.5秒，卸载应力时间2秒，等待0.5秒后开始下一循环。待同批次的试片D循环3000、5000、10000、20000、50000、100000次后，取样查看粘结性，并在标准条件(温度23℃，相对湿度50％)下放置24h，按GB/T13477.2-2003中的规定，测试23℃拉伸粘结性，得到最大拉伸强度。或直到脱粘时，记录老化疲劳次数以判定多盐环境下密封胶22抗震的优劣性。
实施例1-实施例4的测试结果如下表1所示：
表1：特定使用环境的密封胶22人工加速老化结果
注：表中符号“/”表示试片20未能得到最大拉伸强度，在人工加速老化过程中已经脱粘。
由上表可知，本发明的密封胶用人工加速老化方法可用于测试多因素影响下密封胶22的老化性能。
本发明的密封胶用人工加速老化方法可用于测试多因素影响下密封胶材料的老化性能，能够结合施加可调循环机械载荷、同时将密封胶材料浸泡在一定温度以及一定浓度的测试液中，密封胶材料在泡水或泡溶液、疲劳循环以及高温三因素同时作用的环境下达到最契合该密封胶实际老化的环境，能够对实际工作环境中的密封胶使用寿命进行更精确地预测，提高了密封胶老化性能评估的准确度和精度。另外本发明的密封胶用人工加速老化方法还可以通过搭配不同种类的测试液、不同夹具、不同的测试参数设置实现不同环境条件下的密封胶针对性测试，使得本发明的密封胶用人工加速老化方法具有更广泛的适用性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种密封胶用人工加速老化系统，其特征在于，包括老化箱、温度调节器件、温度检测器件、浓度维持器件、力学传感器、第一夹样部件以及第二夹样部件；所述温度调节器件设在所述老化箱内以用于调节所述老化箱内的温度，所述温度检测器件安装在所述老化箱内以用于检测所述老化箱内的温度，所述浓度维持器件安装在老化箱上以用于控制老化腔内的液面保持恒定高度，所述力学传感器穿设于所述老化箱且与所述老化箱活动配合，所述力学传感器位于所述老化箱外部的一端用于连接电子万能试验机；
所述第一夹样部件包括第一剪切夹具以及第二剪切夹具，所述第一剪切夹具设在所述老化箱内且用于连接所述力学传感器位于所述老化箱内部的端部，所述第一剪切夹具用于夹取试片的第一基板，所述第二剪切夹具安装在所述老化箱内且与所述第一剪切夹具相对设置，所述第二剪切夹具用于夹取所述试片的第二基板，所述力学传感器能够带动所述第二剪切夹具平行于所述第一剪切夹具运动以对所述试片产生剪切应力；
所述第二夹样部件包括第一拉伸夹具以及第二拉伸夹具，所述第一拉伸夹具设在所述老化箱内且用于连接所述力学传感器位于所述老化箱内部的端部，所述第一拉伸夹具用于夹取试片的第一基板，所述第二拉伸夹具安装在所述老化箱内且与所述第一拉伸夹具相对设置，所述第二拉伸夹具用于夹取所述试片的第二基板，所述力学传感器能够带动所述第二拉伸夹具沿着所述第一拉伸夹具与所述第二拉伸夹具构成的直线运动以对所述试片产生拉伸应力。
2.根据权利要求1所述的密封胶用人工加速老化系统，其特征在于，所述第一夹样部件还包括长条形的第一夹具座、第二夹具座以及用于固定所述第二夹具座的紧固件；所述力学传感器由所述老化箱的顶部穿设所述老化箱，所述力学传感器竖直设置；第一夹具座连接所述力学传感器，所述第一剪切夹具设在所述第一夹具座上；所述老化箱的顶部具有进样口，所述第二夹具座穿设所述进样口，所述第二夹具座的轴线与所述力学传感器的轴线平行，所述第二夹具座能够相对于所述进样口活动，当所述第二夹具座相对所述老化箱的位置固定后，所述第二夹具座通过所述紧固件固定于所述老化箱，所述第二剪切夹具安装在所述第二夹具座上。
3.根据权利要求1或2所述的密封胶用人工加速老化系统，其特征在于，所述第一剪切夹具包括两个呈“L”型的第一夹臂，两个所述第一夹臂的一端均连接所述第一夹具座，且另一端均朝向所述剪切箱的底部延伸且与所述第一夹具座之间均具有间隔，所述第二剪切夹具包括两个呈“L”型的第二夹臂，两个所述第二夹臂的一端均连接所述第二夹具座，且另一端均朝向所述剪切箱的顶部延伸且与所述第二夹具座之间均具有间隔。
4.根据权利要求1所述的密封胶用人工加速老化系统，其特征在于，所述第二夹样部件还包括安装在所述老化箱内的试样平台；所述第二拉伸夹具紧邻所述试样平台，所述试样平台的高度与所述第二拉伸夹具的高度齐平；
所述老化箱上设有引导通道，所述引导通道的其中一端开口于所述老化箱的外壁，另一端开口朝向所述试样平台；所述密封胶用老化拉伸装置还包括推料杆；所述推料杆穿设于所述老化箱的侧壁且与所述老化箱动密封，所述推料杆朝内的一端位于所述试样平台上，所述推料杆用于将所述试样平台上的试片推入所述第一拉伸夹具以及第二拉伸夹具内。
5.根据权利要求1或4所述的密封胶用人工加速老化系统，其特征在于，所述第二拉伸夹具位于所述第一拉伸夹具的正下方，所述力学传感器由所述老化箱的顶部穿设所述老化箱，所述力学传感器竖直设置，所述第一拉伸夹具朝向所述第二拉伸夹具的底面具有第一拉伸夹料通槽，所述第一拉伸夹料通槽的内部尺寸较其槽口尺寸大，所述第二拉伸夹具朝向所述第一拉伸夹具的表面具有第二拉伸夹料通槽，所述第二拉伸夹料通槽的内部尺寸较其槽口尺寸大，当所述第一拉伸夹具与所述第二拉伸夹具配合时，所述第一拉伸夹料通槽与所述第二夹料通道围成用于供“工”字形试片卡设的“工”字形通道。
6.一种使用权利要求1-5任意一项所述的密封胶用人工加速老化系统的密封胶用人工加速老化方法，其特征在于，包括如下步骤：
当进行密封件的剪切应力测试时，通过第一剪切夹具夹取试片的第一基板，通过第二剪切夹具用于夹取所述试片的第二基板；向老化箱内加入测试液，通过温度调节器件以及温度检测器件控制所述老化箱内的测试液至预设温度，通过浓度维持器件控制测试液的液面保持恒定高度；通过外接电子万能试验机以及力学传感器带动第二剪切夹具平行于所述第一剪切夹具运动以对所述试片产生剪切应力；所述电子万能试验机以及所述力学传感器带动所述第二剪切夹具复位；循环预设次数，取样检测粘结性；
当进行密封件的拉伸应力测试时，通过第一拉伸夹具夹取试片的第一基板，通过第二拉伸夹具用于夹取所述试片的第二基板；向所述老化箱内加入测试液，通过温度调节器件以及温度检测器件控制所述老化箱内的测试液至预设温度，通过浓度维持器件控制测试液的液面保持恒定高度；通过外接电子万能试验机以及所述力学传感器带动第二拉伸夹具沿着所述第一拉伸夹具与所述第二拉伸夹具构成的直线运动以对所述试片产生拉伸应力；所述电子万能试验机以及所述力学传感器带动所述第二拉伸具复位；循环预设次数，取样检测粘结性。
7.根据权利要求6所述的密封胶用人工加速老化方法，其特征在于，进行密封件的拉伸应力测试以及进行密封件的剪切应力测试时，所述预设温度均为30-99℃。
8.根据权利要求6或7所述的密封胶用人工加速老化方法，其特征在于，还包括如下步骤：向所述老化箱内加入测试液后，对所述测试液进行搅拌处理。
9.根据权利要求6或7所述的密封胶用人工加速老化方法，其特征在于，当进行密封件的拉伸应力测试时，循环应力0.01-0.42MPa，循环周期2-100秒，加载应力时间1-60秒，保持时间0.5-20秒，卸载应力时间1-60秒，等待0.5-20秒后开始下一循环，循环次数为1000-200000次；
当进行密封件的剪切应力测试时，设置循环应变为1-24mm，循环周期为1-100秒，加载应变时间为1-60秒，保持时间为1-40秒，卸载应变时间为1-60秒，等待1-40秒后开始下一循环，循环次数为1000-200000次。
10.根据权利要求6或7所述的密封胶用人工加速老化方法，其特征在于，取样检测粘结性时，试片在温度23±1℃、相对湿度50±5％条件下放置24±4h，测试23±1℃时试片中密封胶的拉伸粘结性。
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