金属包装常用密封胶基体材料的性能解析
密封胶是金属包装产品生产中不可缺少的材料之一，它广泛地应用于钢桶、三片罐、二片罐、喷雾罐等的产品生产中，起着防止物料渗漏、渗气、泄压、浸蚀等密封作用，可以说，自从有了金属包装产品时就有了密封胶，金属包装产品的质量是随着密封胶产品的发展而不断发展的。
我国密封胶的发展起步较晚，尤其是钢桶用密封胶，在近几年才有了较大的发展，但与国外发达国家相比，产品质量及性能还有较大差距，目前还没有形成确定的国家标准，产品质量良莠不齐，严重影响着金属包装产品质量的提高和行业的发展。
密封胶的好坏与其基体材料的使用关系很大。密封胶的基体材料俗称粘料，是密封胶的主要成膜物质，它决定着密封胶的密封能力及其他性能。常用的粘料有聚氯乙烯、酚醛树脂、硅树脂、氟树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、石油树脂、过氧乙烯、丙烯酸酯橡胶、硅和氟橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、硅和氟橡胶、氯磺化聚乙烯、聚丁二烯等合成橡胶，以及松香及其衍生物、植物油、天然橡胶、阿拉伯树胶、虫胶等天然有机物。性能优、适用广的粘料主要是合成树脂、天然或合成橡胶。
一、合成树脂
1、环氧树脂
环氧树脂是至少带有两个环氧基团的线型高分子化合物。环氧基能与其他化合物的官能团如氨基、羟基、羧基等反应生成交联聚合物。因此它不但有较高的粘附性和浸润性，而且还有良好的耐介质性和耐热性。最常用的环氧树脂是双酚A与环氧氯丙烷根据配比和反应条件不同制成的低相对分子质量（340~400）、中相对分子质量（400~1500）和高相对分子质量（大于1500）三种粘稠状液体或低熔点固体树脂，其中低分子量环氧树脂用得最多。
2、酚醛醛树脂
酚醛树脂是合成树脂中最早出现并最先工业化的一个品种。由于它机械强度高、耐热性好、吸湿性低、尺寸稳定性好、电绝缘性优良以及价格低廉，因此被大量用来作密封胶的粘料。酚醛树脂是以酚类（如苯酚、甲酚、二甲酚等）与醛类（如甲醛、糠醛等）为原料经过缩聚反应制得，有热塑性与热固性两类，其中制备热固性树脂可以控制在下列三个反应阶段中的任意一个阶段。
甲阶主要为能溶于水、乙醇、丙酮等极性溶剂的邻对位酚醇的混合物。乙阶是把甲阶树脂加热，使酚醇混合物缩合形成的粘稠状液体或脆性固体，它在丙酮或乙醇中仍然部分溶解或溶胀，冷却时脆硬，加热时仍能软化。丙阶是把乙阶树脂继续加热，继续进行缩合生成的体型结构、不溶不熔的固状物质。作粘料时可用甲阶树脂或乙阶树脂。以甲阶树脂为粘料的密封胶涂布在密封表面并投入使用后，会因热而使树脂逐渐向乙阶变化，使胶液变稠或形成固状物质，从而在较高的温度下仍具有良好的密封效果。以乙阶树脂为粘料的干性固着型密封胶在长期承受较高工作温度的过程中将变成丙阶树脂，具有更好的耐热性和耐压性，但是可拆性和耐振性较差。
3、聚酯树脂
聚脂树脂有饱和与不饱和聚酯两种，不饱和聚酯是由不饱和与部分饱和二元酸组成的混酸与二元醇反应生成的线型聚酯。常用的不饱和二元酸有顺丁烯二酸和反丁烯二酸，饱和二元酸有邻苯二甲酸、已二酸和癸二酸，二元醇有乙二醇、丙二醇和一缩二丙二醇。作为干性固着型密封胶粘料的线型不饱和聚酯树脂为相对分子质量在2000~3000，缩聚度在12~23之间的粘稠状液体。
能与线型不饱聚酯产生交联反应的不饱各单体有苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯。具有较高的耐热性，良好的耐候、耐水性，弹性也较好，多用于制备热熔型密封胶。
4、聚氨酯树脂
聚氨酯树脂一般由多异氰酸酯与多元醇或多元胺等含有活泼氢的化合物反应制得。当所用原料均为二官能团时得到是线型树脂，有一个或两个是具有三个或三个以上官能团则得到体型树脂。
线型聚氨酯具有优良的柔韧性、弹性、耐介质性和气密性。虽然它的耐热性不够理想，但耐寒性却特别优异。另外，它还有良好的耐候性和电气性能，与金属材料能很好地浸润和粘附。
5、有机硅树脂
有机硅树脂是以聚氧烷链为主链的高分子化合物。由于硅氧键键能大，有机硅树脂具有优良的耐高温性。同时，由于它具有侧链有机基因，因此也具有一般高分子化合物的柔韧、粘弹、可塑性能。此外，它还有良好的耐水、耐寒、耐腐蚀性能。有机硅树脂分子侧链有机基团主要有甲基、乙基和苯基。作为不干性粘着型密封胶的粘料，大都是液体二甲基硅油。
二甲基硅是无色透明的油状态液体，在-70~300℃范围内粘度变化很小，具有较高的沸点和较低的凝固点、耐高低温、耐氧老化、对金属不腐蚀，但与接合表面的粘附性较差。
6、聚酰胺树脂
聚酰胺树脂是多元酸与多元胺反应生成的线型热塑性树脂。与其它热塑性树脂相比，有一个显著的特点是树脂的熔融和固化都在较窄的温度范围内发生。这一特点使聚酰胺型密封胶在进行施工熔融涂布后稍加冷却即可迅速固化，也能使它在接近软化点的温度下仍具有较好的物理力学性能和密封效果。
由于树脂的酰胺基团间能形成牢固的氢键，因此树脂的熔点较高，具有良好的柔韧性、耐油性、和物理机械性能。目前用作热熔胶粘料的聚酰胺树脂的相对分子质量一般在1000~9000之内。
7、聚醋酸乙烯酯
聚醋酸乙烯酯由醋酸乙烯酯聚合制得，与多种材料有良好的粘附性和浸润性，耐酸、耐碱、电绝缘、耐光老化。
在密封胶的制作中，醋酸乙烯酯与乙烯的共聚物也是常用的一种粘料，共聚物通常用作热熔型密封胶中。由于乙烯-醋酸乙烯共聚体是典型的无规高分子化合物，因此结晶性较小，极性和柔韧性较高，熔融时具有良好的浸润性，冷却固化后具有良好的挠曲性、抗应力开裂性和粘结强度，为十分理想的热熔胶粘料。
在乙烯-醋酸乙烯共聚体中醋酸乙烯的含量对于热胶的性能（特别是机械性能）有明显影响，密封性和可拆性兼顾的胶种一般采用醋酸乙烯含量较小的品种；粘接强度较高的胶种，则采用醋酸乙烯含量较大的品种。另外，如果要进一步提高共聚体的粘接强度，还可以采用三元共聚体（如乙烯-醋酸乙烯-甲基丙酸缩水甘油酯共聚体），或者加入少量经聚丁二醇改性的聚酯树脂，以及添加一定量的环氧树脂或聚氨酯树脂。
8、聚四氟乙烯树脂
聚四氟乙烯树脂具有优异的耐介质性和耐腐蚀性，能耐任何浓度的强酸（硫酸、盐酸、硝酸）、强碱（氢氧化钠）和强氧化剂（重铬酸钾、高锰酸钾）等；具有优良的耐热性和耐寒性，能在-195~250℃的温度范围内长期使用，而且不吸湿，物理力学性能和电气绝缘性能好。它的缺点是加工性差，成型后容易发生蠕变和冷流现象，用聚四氟乙烯的悬浮液可避免蠕变、冷流现象的发生。
9、石油树脂
石油树脂是利用裂化石油的副产物（C4、C5、和C9馏分的烯烃和环烯烃）进行聚合或与醛类、芳烃、萜烯等共聚制得的热塑性树脂。石油树脂按其状态可分为液状和固状两大类。按其化学组成可分为脂肪族、芳香族、共聚和脂环族石油树脂四类。石油树脂具有优良的耐水、耐酸碱、耐腐蚀、耐光老化性能。它与其它树脂和橡胶的混溶性好，可以进行相互之间的改性。另外，石油树脂还具有良好的粘附性和分散性、成本低廉，因此得到了广泛的应用。
