钢桶密封胶性能探讨

(资料来源:中国钢桶包装网)

  目前,国内钢桶使用的密封胶,基本上为采用橡胶为主体材料的粘稠胶体,虽然在外观、含量等方面存在差异,但在总的组成方面不会有太大的差异。一般说来钢桶用密封胶应包含以下几个组分:橡胶弹性体;橡胶硫化体系;无机填充材料;乳液稳定体系;粘度调节剂。当然,个别产品还包含氧化还原防锈剂体系、颜料体系等。
  为使各制桶厂家能更多地了解密封胶的性能,更好地使用密封胶,下面就密封胶不同组成部分的性能及功用做一简单的阐述:

  1、橡胶弹性体

  这是密封胶最重要的组成部分,可以选择天然胶乳或者合成胶乳;也可将两者按一定比例混合使用。天然胶乳的弹性和耐寒性,配合工艺性能均好,本身无毒无污染,是大多数钢桶密封胶的首选材料。但近三年来,无论进口和国产天然胶乳性能都出现了极不稳定的状态,主要表现在经过配合后,极易出现强度快速下降的现象。成膜后的密封胶一拉就断,稍有变形就可能断裂,易造成钢桶渗漏现象。幸好这个加速变化过程只在密封胶液体中存在,成膜后的密封胶,经放置两年观察,都没有出现强度快速下降的状况。因此密封胶生产厂家必须加强密封胶质量管理控制,生产厂家可以通过对原材料硫化程度的检测调节配方,并加强产品出厂后的定期多次检测。使用厂家也需要在购入时间两个月后加强检测,在没有条件的厂家可以采用简单的检测方法,将干燥后的密封胶试片(厚薄均匀)画上一厘米的刻度,用手拉伸,断裂伸长率超过300%,即可继续使用。而合成胶乳基本上不存在这类问题,但合成胶乳内聚力较差,喷胶过程中容易分散,造成浪费。另外,合成胶乳成膜能力也较天然胶乳稍差一些。

  2、橡胶硫化体系

  这是制桶厂家难以直观了解到的部分。天然胶乳和大多数合成胶乳都是线型分子结构,在钢桶普遍盛装的汽油、甲苯、松节油、稀料等溶剂中,很容易完全溶解。因此在使用时必须加入硫化体系,使分子链间产生交联,形成网状结构,提高抗溶剂溶解能力。橡胶的硫化一般情况下都是1000C以上的温度下才能进行,尽管在磷化、烤漆加温过程中,间接对密封胶进行硫化,但硫化程度难以达到要求的程度,对密封胶使用安全性还是会有影响。对于没有加温措施的小厂,更是一大安全隐患。因此,在密封胶选择硫化体系时,采用室温硫化体系,虽然达不到加温硫化的交联密度,仍可大大改善密封胶的耐溶剂适应性。密封胶干透成膜后,一般经7天放置可达到室温硫化的最佳效果,这也是厂家刚生产出的钢桶在装稀料或其他溶剂时可能发生泄漏,而放置几天后钢桶盛装同样溶剂却不会发生泄漏的原因。还有橡胶的防老体系必须采用医用级的酚类防老剂,胺类防老剂虽然价格便宜,但据报道有致癌的可能性,尽可能弃用。即使采用经过硫化的橡胶类密封胶制备的钢桶盛装在桉叶油、环氧氯丙烯,这类具有二烯共轭结构的溶剂时,也极易发生溶解渗漏。可以采用溶剂浸泡试验,测试密封胶的抗溶剂性,厂家可以用干燥后的试片,经100°C×40min硫化或放置7天后,浸入试验的溶剂中,经48小时,若发现试片完全失去弹性,一碰就碎或大部发生溶解,采用该密封胶制作的钢桶不适合盛装该类溶剂。

  3、无机填充剂

  无机填充剂主要有三个方面的作用:(一)降低密封胶的干燥收缩率。纯天然胶乳干后收缩率在22%以上,用纯天然胶乳制备密封胶涂于钢桶盖R槽内,干后必然会收缩脱落。(二)提高密封胶的固体含量,天然胶乳固体含量在60%,合成胶乳含量一般在50%左右,加入无机填料可以大大增加密封胶的固体含量,提高密封胶的干燥速度和干后填充饱满度。(三)无机填料的加入还可以适当提高密封胶耐烘烤的温度。当然无机填料还能降低密封胶的材料成本。无机填料的选择各家都不相同。选用活性低,比重大的填料,可以加入的量更多,干燥速度也较快,但易沉底,沉底后难以再搅拌均匀。由于底部填料过多,密封胶强度偏低而造成钢桶渗漏率升高。若采用不规则形状轻质填料,配制过程产生气泡不易消除,同时因吸水作用,干燥速度略慢,但不易沉降,长时间放置也很容易搅拌均匀,产品的利用率高,不容易造成漏桶。无机填料的加入,必然引起密封胶强度下降,伸长率降低,用量应该控制在满足密封胶强度要求的范围之内。

  4、乳液稳定体系

  胶乳中加入的填充剂和硫化配合剂都必然极大的降低胶乳的稳定性,必须补加乳液稳定剂,由于乳液稳定剂在一定范围内可以极大地降低密封胶的拉伸强度和扯断伸长率,同时稳定剂过多,密封胶的干燥速度也会降低。因此,用量必须控制使用。

  5、粘度调节剂

  密封胶很难采用化学增稠的方法来调节粘度。目前,国内采用的密封胶都是采用水溶性高聚物进行物理增稠,因此密封胶都可以通过加纯水来降低粘度,而通过增加增稠剂的用量来增加密封胶的粘度。水性增稠剂由于增加密封胶粒子表面水膜厚度并降低粒子运动,因此能提高密封胶的胶体稳定性。

  其他方面如氧化还原体系,能有效控制密封胶涂敷处的生锈现象。对于提高钢桶质量有一定的作用。而颜料的加入对于200升钢桶这样密封胶涂层较厚,肉眼很容易发现缺陷的情况下,应用的意义不大,如果采用氧化铁红、碳黑这类无机颜料,对密封胶机钢桶内盛物影响不大,但如果采用有机颜料就有可能因溶剂的抽提作用,而影响钢桶内盛物的质量。

  密封胶在使用时,固体含量、粘度、扯断伸长率等几个方面的技术参数,对使用者来说是必须掌握的的几个技术参数。密封胶的固体含量决定了每个钢桶的密封胶使用量,起密封作用的密封胶干后的固体弹性体。每个制桶厂家卷边技术不同,七层卷边中心的空芯大小也会有比较大的差异。但基本上直径都会在3mm以内,干胶体积在6—13cm3,密封胶用量大致可以计算出来。密封胶是一种带触变性的粘稠流体,在温度升高或快速搅拌时粘度都会下降,反之粘度会升高。因此,同一批密封胶在使用过程中,随气温的变化会出现喷涂效果出现差异,使用厂家可以通过改变喷涂压力或用纯水调节密封胶粘度,来达到理想的喷涂效果。如果密封胶增稠剂选择不当,还会出现缓慢降解。密封胶粘度也会逐步降低,甚至会影响密封胶其他各方面的性能,需要密封胶厂家妥善处理。

  密封胶的强度,在排除原材料本身原因及配方失当的情况下,也会随存放时间的延长而逐步降低。国外产品标准,对拉伸强度规定相差很远,而对扯断伸长率,考虑到钢桶碰撞跌落引起的变形,基本上都控制达到在300%以上。对于超过保质期的密封胶,制桶厂家应及时同密封胶生产厂家沟通,一般可通过调节后使用。


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