CN1966601A - 一种高温抗振防腐蚀密封剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双组分高温抗振防腐蚀密封剂，该密封剂可用于大功率柴油发动机排气管连接处的高温防烧结、抗腐蚀和密封。本发明高温抗振防腐蚀密封剂主要由基础树脂、固化剂、固化促进剂、活性稀释剂、填料和助剂组成，具有良好的高温防烧结、抗振、抗腐蚀和密封性能，使用方便，除可用于大功率柴油发动机排气管的高温防烧结、防腐蚀和密封外，还可用于其它需要高温防烧结、抗腐蚀和密封的部件。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封剂，具体涉及一种高温抗振防腐蚀密封剂。
背景技术
大功率柴油发动机是现代重型机械设备和运输设备的主要动力系统，为提高发动机的整体功率，柴油发动机由早期的单缸逐渐发展到四缸、六缸、八缸、十二缸甚至二十缸以上，功率也由几十马力提高到几百马力直至几千马力。多缸发动机的排气管由排气总管和排气支管构成，在排气总管和各排气支管的连接处存在较大的缝隙，排气会从这些缝隙处泄漏，未燃烧的柴油也会从缝隙处渗漏。排气的泄漏会影响发动机增压器的工作效率，并进而影响发动机的加速性能；未燃烧柴油的渗漏会降低发动机的可靠性和安全性，因此在这些缝隙处需要使用耐高温抗振防腐蚀密封剂。
从大功率柴油发动机排气管中排出气体的温度为1000℃左右，燃烧废气中含有大量腐蚀性物质和部分未燃烧的柴油，此外，大功率柴油发动机在工作过程中存在剧烈的振动，因此用于大功率柴油发动机排气总管和排气支管连接处的密封剂必须能够耐高温、抗振动、抗腐蚀，并且对底材有较强的附着力。目前商品化的密封剂尚无法满足大功率柴油发动机排气管的密封要求，如CAT公司的高温密封剂能够耐1000℃的高温和-50℃的低温，但抵抗大功率柴油发动机剧烈振动的性能较差，不能在剧烈振动条件下保持排气管的密封。中国专利ZL96116430.1发明的耐高温高压密封胶的使用温度是-30℃～800℃，不能满足大功率柴油发动机排气管使用温度的要求，而且该发明的密封胶也只适用于不存在振动的机械设备的密封。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温抗振防腐蚀密封剂，解决大功率柴油发动机排气总管和各排气支管连接处的密封问题，用以防止排气的泄漏和未燃烧柴油的渗漏，从而保持发动机增压器的工作效率，保证发动机的加速性能，提高发动机的可靠性和安全性。
一种高温抗振防腐蚀密封剂，其特征在于密封剂的组成包含组分A和组分B两种组分，组分A与组分B的重量比为1∶0.1～0.5；其中组分A由基础树脂、活性稀释剂、填料以及助剂组成，基础树脂、稀释剂、填料、助剂的重量比为1∶0.1～0.4∶1.5～3.5∶0.01～0.1；组分B由固化剂以及固化促进剂组成，固化剂与固化促进剂的重量比为1∶0.05～0.25；基础树脂选自环氧改性有机硅树脂，活性稀释剂选自活性环氧稀释剂；填料由金属粉末、氧化物粉末和芳纶纤维组成，金属粉末选自Cu粉、Al粉和Pb粉，氧化物粉末选自ZnO、SiO2和CuO；助剂由增粘剂、增韧剂和阻燃剂组成，增粘剂选自二甲苯甲醛树脂，增韧剂选自液体丁腈橡胶，阻燃剂选自三溴苯酚；固化剂选自改性胺类固化剂，固化促进剂选自间甲酚或间苯二酚。
下面对本发明的高温抗振防腐蚀密封剂的组分A和组分B再进行具体说明：
基础树脂为环氧改性有机硅树脂，粘度为30～40秒(涂-4杯，25℃)，这种树脂具有良好的耐高温性能，其结构式为：
其中m代表20-30的整数。
稀释剂可以是牌号为6206的活性环氧稀释剂，也可以是牌号为6269的活性环氧稀释剂。6206活性环氧稀释剂的化学名称为乙烯基环己烯双环氧，粘度为7mPa·s～10mPa·s。6269活性环氧稀释剂的化学名称为二甲基二氧化乙烯基环己烷，粘度为8mPa·s～10mPa·s。6206和6269活性环氧稀释剂粘度低，不超过10mPa·s，具有良好的稀释性能，与环氧改性有机硅树脂的相容性较好，而且固化产物的交联度高，耐热性好。
本发明所采用的金属粉末为Cu粉、Al粉和Pb粉，氧化物粉末为ZnO、SiO2和CuO，粒径均小于30um，它们的重量比是Cu∶Al∶Pb∶ZnO∶SiO2∶CuO＝1∶0～0.5∶0.1～1∶1～1.5∶0.6～1.2∶0～1.2。
本发明所采用芳纶纤维，它的纤维直径为0.4um，金属粉末和氧化物粉末的重量之和与芳纶纤维的重量比为1∶0.1～0.5。
金属粉末、氧化物粉末和芳纶纤维的使用提高了密封剂的韧性，使本发明密封剂能够在剧烈振动的条件下保持密封性能。
本发明所使用的助剂由增粘剂、增韧剂和阻燃剂组成，增粘剂是二甲苯甲醛树脂，其作用主要是提高密封剂在密封面上的附着性能。本发明所使用的增韧剂是液体丁腈橡胶，阻燃剂是三溴苯酚。增粘剂、增韧剂和阻燃剂的重量比为4∶2∶1。
本发明组分B中所采用的固化剂为能够使环氧改性有机硅树脂常温固化的改性胺类固化剂，可以采用牌号为701的固化剂，其分子式是HO-C6H4-CH2NH(CH2)6NH2，也可以采用牌号为702的固化剂，其分子式是HO-C6H4-CH2NHCH2C6H4CH2NH2，或者是牌号为703的固化剂，其分子式是HO-C6H4-CH2NH(CH2)2NH2，最好是牌号为703的固化剂，这种固化剂分子中所含碳链的长度适当，可以改善环氧改性有机硅树脂固化产物的柔韧性，并能够保持基础树脂的耐高温性能。
本发明组分B中所采用的固化促进剂为酚类化合物，可以是间甲酚，也可以是间苯二酚。固化促进剂可以提高基础树脂的固化速度，减少固化时间。
本发明的制备方法是：按比例称取基础树脂、活性稀释剂和助剂，在容器中混合均匀；再按比例称取固体填料混合均匀后加入到上述已混合均匀的液态混合物中，在捏合机中捏合20至30分钟，混合均匀，形成组分A；按照比例称取固化剂和固化促进剂，混合均匀形成组分B。使用时将组分B按照一定比例加入到组分A中混合均匀后即可使用。
本发明高温抗振防腐蚀密封剂的最好性能为：
剪切强度：20MPa
耐压强度：10MPa
耐油与耐水性能：分别在燃油和水中浸泡一个月，剪切强度不降低。
最大填充间隙：0.5mm
使用温度范围：-50℃～1000℃
抗振动性能：在频率为120次/分钟的振动器上连续振动一个月不开裂。
防腐蚀性能：表面涂覆本发明密封剂的金属在5％的硫酸溶液中不发生腐蚀。
本发明除可用于大功率柴油发动机排气管的高温防烧结、防腐蚀和密封外，还可用于其它需要高温防烧结、抗腐蚀和密封的部件。
本发明与现有技术相比，本发明具有下列优点：使用温度范围宽(-50℃～1000℃)；能够抵御发动机燃烧废气的腐蚀；能够防止密封部位的高温烧结，使连接部位维修时易于拆卸；在剧烈振动条件下能够保持密封。
具体实施方法
实施例1
称取粘度为36秒(涂-4杯，25℃)的环氧改性有机硅树脂1000克，加入6209活性环氧稀释剂200克，将混合物搅拌均匀后，再加入增粘剂二甲苯甲醛树脂23.2克，增韧剂液体丁腈橡胶11.6克，阻燃剂三溴苯酚5.8克，混合均匀。将粒径小于30um的Cu粉447克、Al粉45克、Pb粉90克、ZnO粉末492克、SiO2粉末313克、CuO粉末313克和芳纶纤维180克混合均匀后，加入到上述混合物中，在捏合机中搅拌捏合20min，混合均匀。混合均匀后加入分子式为HO-C6H4-CH2NH(CH2)2NH2的703常温固化剂284克，固化促进剂间甲酚29克，充分搅拌混合均匀。固化产物性能如下：
剪切强度：20MPa
耐压强度：10MPa
耐油与耐水性能：分别在燃油和水中浸泡一个月，剪切强度不降低。
最大填充间隙：0.5mm
抗振动性能：在频率为120次/分钟的振动器上连续振动一个月不开裂。
防腐蚀性能：表面涂覆本发明密封剂的金属在5％的硫酸溶液中不发生腐蚀。
实施例2
称取粘度为36秒(涂-4杯，25℃)的环氧改性有机硅树脂1000克，加入6209活性环氧稀释剂300克，将混合物搅拌均匀后，再加入增粘剂二甲苯甲醛树脂30.8克，增韧剂液体丁腈橡胶15.4克，阻燃剂三溴苯酚7.7克，充分搅拌混合均匀。将粒径小于30um的Cu粉447克、Pb粉150克、ZnO粉末492克、SiO2粉末313克和芳纶纤维170克混合均匀后，加入到上述混合物中，在捏合机中搅拌捏合20min，充分搅拌，混合均匀。混合均匀后加入分子式为HO-C6H4-NHCH2C6H4CH2NH2的702常温固化剂390克，固化促进剂间甲酚39克，混合均匀后固化。固化产物性能如下：
剪切强度：17MPa
耐压强度：10MPa
耐油与耐水性能：分别在燃油和水中浸泡一个月，剪切强度不降低。
最大填充间隙：0.5mm
抗振动性能：在频率为120次/分钟的振动器上连续振动一个月不开裂。
防腐蚀性能：表面涂覆本发明密封剂的金属在5％的硫酸溶液中不发生腐蚀。
实施例3
称取粘度为36秒(涂-4杯，25℃)的环氧改性有机硅树脂1000克，加入6269活性环氧稀释剂300克，将混合物搅拌均匀后，再加入增粘剂二甲苯甲醛树脂30.8克，增韧剂液体丁腈橡胶15.4克，阻燃剂三溴苯酚7.7克，充分搅拌混合均匀。将粒径小于30um的Cu粉620克、Al粉60克、Pb粉310克、ZnO粉末700克、SiO2粉末500克、CuO粉末320克和芳纶纤维300克混合均匀后，加入到上述混合物中，在捏合机中搅拌捏合20min，充分搅拌，混合均匀。混合均匀后加入分子式为HO-C6H4-CH2NH(CH2)6NH2的701常温固化剂569克，固化促进剂间甲酚60克，混合均匀后固化。固化产物性能如下：
剪切强度：20MPa
耐压强度：10MPa
耐油与耐水性能：分别在燃油和水中浸泡一个月，剪切强度不降低。
最大填充间隙：0.5mm
抗振动性能：在频率为120次/分钟的振动器上连续振动一个月不开裂。
防腐蚀性能：表面涂覆本发明密封剂的金属在5％的硫酸溶液中不发生腐蚀。
Claims (7)
1、一种高温抗振防腐蚀密封剂，其特征在于密封剂的组成包含组分A和组分B两种组分，组分A与组分B的重量比为1∶0.1～0.5；其中组分A由基础树脂、活性稀释剂、填料以及助剂组成，基础树脂、稀释剂、填料、助剂的重量比为1∶0.1～0.4∶1.5～3.5∶0.01～0.1；组分B由固化剂以及固化促进剂组成，固化剂与固化促进剂的重量比为1∶0.05～0.25；基础树脂选自环氧改性有机硅树脂，活性稀释剂选自活性环氧稀释剂；填料由金属粉末、氧化物粉末和芳纶纤维组成，金属粉末选自Cu粉、Al粉和Pb粉，氧化物粉末选自ZnO、SiO2和CuO；助剂由增粘剂、增韧剂和阻燃剂组成，增粘剂选自二甲苯甲醛树脂，增韧剂选自液体丁腈橡胶，阻燃剂选自三溴苯酚；固化剂选自改性胺类固化剂，固化促进剂选自间甲酚或间苯二酚。
2、如权利要求1所说的密封剂，其特征在于环氧改性有机硅树脂的结构式为：
其中m代表20-30的整数。
3、如权利要求1所说的密封剂，其特征在于活性环氧稀释剂选自乙烯基环己烯双环氧或二甲基二氧化乙烯基环己烷。
4、如权利要求1所说的密封剂，其特征在于Cu∶Al∶Pb∶ZnO∶SiO2∶CuO重量比是1∶0～0.5∶0.1～1∶1～1.5∶0.6～1.2∶0～1.2。
5、如权利要求1所说的密封剂，其特征在于金属粉末和氧化物粉末的重量之和与芳纶纤维的重量比为1∶0.1～0.5。
6、如权利要求1所说的密封剂，其特征在于增粘剂、增韧剂和阻燃剂的重量比为4∶2∶1。
7、如权利要求1所说的密封剂，其特征在于胺类固化剂选自分子式为HO-C6H4-CH2NH(CH2)6NH2、HO-C6H4-CH2NHCH2C6H4CH2NH2、HO-C6H4-CH2NH(CH2)2NH2中的一种。
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