專利名稱：單組份螺紋鎖固和平面密封厭氧膠的制備方法
厭氧膠于1945年由美國Nordlander和Burnett等人發(fā)明，實用的厭氧膠是1953年才公開報導(dǎo)的。60年代中期美國樂泰(Lotite)公司才以商品化產(chǎn)品問世，盡管近十幾年來新堀起的各國公司與之競爭，但樂泰公司仍是世界厭氧膠的最大生產(chǎn)者，占總銷售量的80％以上。我國于70年代開始研制生產(chǎn)厭氧膠，迄今也有不少產(chǎn)品，如廣州化學(xué)所的GY系列產(chǎn)品，上海新光化工廠的鐵錨牌系列產(chǎn)品，浙江機械研究所的ZY系列產(chǎn)品等。但這些產(chǎn)品由于質(zhì)量控制不穩(wěn)，有些性能還不能與樂泰公司產(chǎn)品競爭，1986年樂泰公司在中國煙臺合資設(shè)廠生產(chǎn)，銷售額仍然遙遙領(lǐng)先。
厭氧膠區(qū)別于其它粘接劑的特點是它的厭氧性。本身是液體，在隔絕空氣的情況下，于時溫時能快速固化，無溶劑，無毒，耐熱，耐酸堿和藥品腐蝕，耐振動、沖擊，貯存穩(wěn)定，溢出部份不固化并易于清洗，廣泛用于機械、汽車、摩托車、電氣和飛機工業(yè)等裝配工序上的不可缺少的粘結(jié)劑，其產(chǎn)量平均每年以20％的速度遞增，而且要求有更高性能和更多品種的厭氧膠。
本發(fā)明的目的是提供一種單組份螺紋鎖固和平面密封的高性能系列厭氧膠的制備方法，在技術(shù)、質(zhì)量、投資、成本等方面，具有和樂泰膠有很強的競爭力。從表面上看，厭氧膠是單組份的，但從配方而言，性質(zhì)復(fù)雜，其間有協(xié)同作用，也有互相矛盾。為此，如何進行科學(xué)配方，平衡其優(yōu)劣，使其達到最佳效果，這是本發(fā)明要解決的關(guān)鍵技術(shù)。首先配方中的單體和齊聚體作為基礎(chǔ)組份，對其性能有極大的影響，根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的嚴格要求和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，整個工藝配方必須優(yōu)化組合，科學(xué)篩選，其主要品種配方如下
一、單組份螺紋鎖固厭氧膠配方
*<注>本發(fā)明產(chǎn)品型號為了便于與樂泰產(chǎn)品對比，因而和其對應(yīng)的型號相當(dāng)。
二、單組份平面密封厭氧膠配方
本發(fā)明配方主要選用的單體1、單官能團甲基兩烯酸酯，其主要作用為(a)甲基丙烯酸羥乙(丙)酯主要作為稀釋和溶解成份。
(b)甲基丙烯酸四氫糠醛酯，能賦予其柔韌性，粘合性、沖擊強度和低收縮性等特點。
(c)甲基丙烯酸環(huán)乙酯，能賦予其有優(yōu)良的耐熱、耐候和低收縮性。
2、乙二醇或多縮乙二醇的雙甲基丙烯酸酯，其主要作用為(a)鏈烷體系如乙二醇雙甲基丙烯酸酯；1,3丁二醇丙烯酸酯；1,4丁二醇雙甲基丙烯酸酯；1,6乙二醇雙甲基丙烯酸酯等的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，能賦予其有耐熱，耐酸、堿化學(xué)藥品腐蝕，耐候性，同時具有低的表面張力，增強粘結(jié)性。
(b)醚體系如二縮三乙二醇；三縮四乙二醇雙甲基丙烯酸酯和分子量分別為330,400和600的聚乙二醇雙甲基丙烯酸酯以及丙二醇，丙氧化新戊二醇雙甲基丙烯酸酯等。能賦予其具有良好的溶解性和很快的固化速度。
3、三官能團的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
4、脂肪族環(huán)型結(jié)構(gòu)體系如環(huán)辛烷雙甲基丙烯酸酯，能賦予其具有耐熱、耐候和耐化學(xué)腐蝕性。
5、乙氧化雙酚A雙甲基丙烯酸酯，主要用乙氧化數(shù)(EO)為2、4、6、8、10、30等品種，賦予其具有疏水/親水的平衡性，耐化學(xué)腐蝕，抗?jié)n污等。增加乙氧化數(shù)，可提高其表面固化速度，固化膜質(zhì)柔軟且有彈性。
本發(fā)明配方主要選用的齊聚體
1、聚氨酯型丙烯酸酯，選擇其有多種骨架的化學(xué)結(jié)構(gòu)，具有耐候，耐化學(xué)腐蝕，耐油，耐低溫、強度高等特性，以及高的硬度到韌性到彈性體。如選用脂肪族聚酯型彈性體；或脂肪族聚酯型柔韌型；或脂肪族聚酯型柔韌低粘度型；或聚酯/醚型柔軟、快速固化；或聚醚型耐酸、堿腐蝕、快速表面固化。
2、環(huán)氧型雙甲基丙烯酸酯，具有快速固化，增強粘附力，耐化學(xué)藥品腐蝕等。
本發(fā)明配方選用的引發(fā)劑主要有過氧化羥基異丙苯，特丁基過氧化氫等。
本發(fā)明配方選用的固化促進劑主要有三乙胺、三丁胺、單乙醇胺、三乙醇胺、乙酰苯肼、N,N二甲基對甲苯胺，鄰磺酰苯酰亞胺，促進劑808和(甲基)丙烯酸馬來酸、馬來酸酐等。
本發(fā)明配方選用環(huán)氧樹酯(如2402型)和蓖麻油作為增強增韌劑。
厭氧膠本身既要求快速固化，又必需具有良好的穩(wěn)定性(本發(fā)明厭氧膠使用期為一年半)，其間互為矛盾，為此，在配方中必須綜合考慮，因而首先在配方中選用了阻聚劑如1,4對苯二酚；叔丁基對苯二酚1,4對位苯醌；二苯胺；對羥基苯甲醚和肟類等。對粘度低、氧量足夠的情況下，選用有協(xié)同作用的酚類和胺類的混合物，按酚胺為2∶1效果更好。對粘度較高，氧量不足的情況下，使用醌類和醚類混合物。
與此同時，在本發(fā)明配方中使用的原料如引發(fā)劑和生產(chǎn)過程中所用設(shè)備材質(zhì)為鐵、銅等金屬的離子可能形成氧化還原體系，從而導(dǎo)致引發(fā)單體的自由基反應(yīng)，使膠過早凝結(jié)，破壞其穩(wěn)定性。為此必需加入乙二胺四乙酸(EDTA試劑)或其鈉鹽，乙二酸多聚磷酸鹽等作為敖合穩(wěn)定劑。
本發(fā)明配方中加入經(jīng)過特殊處理的氣相白炭黑(SiO2)觸變劑，賦予其卓越的觸變性(觸變系數(shù)＞3)，提供了增稠、防流掛，粘度穩(wěn)定控制的效果。
本發(fā)明配方選用乙烯基三乙基硅烷或乙烯基三氯硅烷作偶聯(lián)劑，用時兼具交聯(lián)的作用，賦與其具有粘附力和防銹的作用。
本發(fā)明配方還使用了其它助劑有調(diào)色染料(如油溶紅、油溶綠、油溶藍、油溶紫等)和調(diào)節(jié)氣味的香精(如庚酸乙酯、乙酸乙酯、異戊酸苯乙酯等)。
本發(fā)明生產(chǎn)工藝步驟如下(1)按配方規(guī)定量把單體加入到玻璃或不銹鋼設(shè)備中，然后分別加入阻聚劑、固化促進劑等固體原料，攪拌加熱(45-55℃)，使其溶解成為透明的液體。
(2)按配方比例把齊聚體加入到上述透明液體中，攪拌溶解混合。
(3)按配方比例把其它液體成份加到(2)溶液中攪拌均勻，根據(jù)不同品種加入觸變劑攪拌混合均勻。
(4)根據(jù)不同品種對顏色要求不同，加入相應(yīng)的染料調(diào)色和香精配香，繼續(xù)攪拌混合均勻，保持溫度在45-55℃下熟化2-4小時，按照美國軍標(biāo)MIL-S-46136A或美國樂泰公司產(chǎn)品技術(shù)資料LT(1)-B-02和中華人民共和國航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB-5313-5329的項目試驗方法進行質(zhì)量控制檢驗合格后，即可包裝為成品。
幾種厭氧膠制備方法實例實施例一“271”厭氧膠的制備方法將配方中的固體原料1.4對苯二酚0.02份(重量，下同)，馬來酸酐0.5份，鄰磺酰苯酰亞胺1.5份，乙酰苯肼0.5份加入到三縮四乙二醇雙甲基丙烯酸酯單體60份中開始攪拌，升溫到45-55℃，使其溶解。然后將自制的環(huán)氧型雙甲基丙烯酸酯齊聚體40份加入到上述溶液中攪拌使其溶脹溶解后，再分別加入配方中的液體原料蓖麻油1.5份，過氧化羥基異丙苯3.5份和已溶解的四鈉鹽0.1份，庚酸乙酯0.13份，攪拌混合均勻，最后加入適當(dāng)量的油溶紅調(diào)成紅色，保溫(50±5℃)，熟化2.5-3.0小時，即為成品，接美國軍標(biāo)檢測1、厭氧膠的粘度(25°)470mpoise2、對標(biāo)準(zhǔn)鋼螺紋的緊固扭矩(破壞扭矩/平均折卸扭矩)(TB/Tb)為25.6/35.2 N·m3、把膠放在50±1℃貯存28天后其緊固扭矩(TB/Tb)為24.8/33.9 N·m4、把膠放在150℃老化1000小時，其緊固扭矩((TB/Tb)為20.1/28.6)N·m實施例二“262”厭氧膠的制備方法將配方中的固體原料1,4對位苯醌0.3份，馬來酸酐和馬來酸各0.3份，鄰磺酰苯酰亞胺1.3份，乙酰苯肼0.2份和環(huán)氧樹脂1.0份，加入到三縮四乙二醇雙甲基丙烯酸酯和乙氧化雙酚A雙甲基丙烯酸酯的混合單體70份中，攪拌升溫至40-55℃，使其溶解。然后將自制的環(huán)氧型雙甲基丙烯酸酯齊聚體30份加入到上述溶液中，使其溶解后，再加入配方中的其它液體成份蓖麻油4份，引發(fā)劑3.5份，四鈉鹽1.0份，。庚酸乙酯0.15份，攪拌混合均勻，最后加2.5份氣相SiO2調(diào)整粘度和加適量的油溶紅調(diào)成紅色。在攪拌下，保溫(45-55℃)，熟化2.5-3.0小時后即為成品，按美國軍標(biāo)檢測1、厭氧膠的粘度(25℃) 3200 mpoise
2、對標(biāo)準(zhǔn)鋼螺紋的緊固扭矩(TB/Tb)為22.5/9.7 N·m3、把膠液放在50±1℃下，貯存28天后，其緊固扭矩(TB/Tb)為21.8/8.9 N·m4、把膠液放在150℃下，老化1000小時后其緊固扭矩(TB/Tb)為16.2/7.1 N·m5、觸變系數(shù)3.2實施例三“515”平面密封厭氧膠的制備方法將配方中的固體原料1,4對苯二酚0.04份，二苯胺0.03份，馬來酸和馬來酸酐各0.15份，乙酰苯肼0.5份，鄰磺酰苯酰亞胺1.0份，四鈉鹽0.12份加入到三縮四乙二醇雙甲基丙烯酸酯14.5份和乙氧化雙酚A雙甲基丙烯酸酯15.5份的混合單體中，攪拌升溫至50±5℃使其完全溶解。把脂肪族聚酯型聚氨酯雙丙烯酸酯齊聚體70份加入到上述溶液中，使其混合溶解后，再加入配方的其它液體成份蓖麻油3份，過氧化羥異丙苯3.5份，三丁胺0.15份，甲基丙烯酸3.0份，乙烯基三氯硅烷0.5份攪拌混合均勻，最后加入6份氣相SiO2和適量油溶紫調(diào)成紫色，繼續(xù)攪拌保溫，熟化3.0小時，即為成品。按美國軍標(biāo)檢測1、平面密封厭氧膠粘度(25℃)80萬mpoise2、按樂泰公司試驗方法在寬度為9.5mm的鋼制法蘭上進行密封試驗，密封間隙為0.25mm，室溫固化24小時，試驗密封壓力為2.7Mpa時不漏，相當(dāng)于實際使用時最大密封壓力為34Mpa。
3、把平面密封厭氧膠放在50±1℃下老化28天，其試驗壓力仍大于2.7Mpa不漏。
4、對鐵、銅、鋁平面，按標(biāo)準(zhǔn)試驗均無腐蝕現(xiàn)象。
5、觸變系數(shù)＞3.5。
權(quán)利要求
1．本發(fā)明所用單體主要有(1)、甲基丙烯酸羥乙酯；甲基丙烯酸羥丙酯；甲基丙烯酸四氫糠醛酯；甲基丙烯酸環(huán)己酯。(2)、乙二醇的雙甲基丙烯酸酯；二縮三乙二醇及三縮四乙二醇的雙甲基丙烯酸酯；分子量為300、400、600的聚乙二醇雙甲基丙烯酸酯。其它還有丙二醇，丙氧化的新戊二醇的雙甲基兩烯酸酯等。(3)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。(4)、環(huán)辛烷雙甲基丙烯酸酯。(5)、乙氧化雙酚A的雙甲基丙烯酸酯。以上組份的用量為30-85％(重量)。
2．本發(fā)明所用齊聚體主要有環(huán)氧型的雙甲基丙烯酸酯和聚氨酯型的雙丙烯酸酯，其用量為15-70％(重量)。
3．本發(fā)明所用引發(fā)劑主要有過氧化羥基異丙苯，特丁基過氧化氫，其用量為3.0-4.5％(重量)。
4．本發(fā)明所用固化促進劑主要有三乙胺，三丁胺，單乙醇胺，三乙醇胺，乙酰苯肼，N,N二甲基對甲苯胺，鄰磺酰苯酰亞胺，促進劑808和甲基丙烯酸，馬來酸，馬來酸酐等，其用量為2.0-4.5％(重量)。
5．本發(fā)明所用增強、增韌劑主要有2402環(huán)氧樹酯和蓖麻油等，其用量為1.5-7.0％(重量)。
6．本發(fā)明所用阻聚劑和穩(wěn)定劑主要有對苯二酚，1,4對位苯醌，叔甲基對苯二酚，二苯胺和乙二胺四乙酸(EDTA試劑)或其鈉鹽，乙二酸，多聚磷酸等，其用量為0.1-0.5％(重量)。
7．本發(fā)明所用觸變劑主要有氣相SiO2，其用量為0.2-7.0％。
8．本發(fā)明所用偶聯(lián)劑主要有乙烯基三乙基硅烷或乙烯基三氯硅烷，其用量為0.5-3.5％(重量)。
9．本發(fā)明所用其它助劑為香精和染料，香精主要有庚酸乙酯，已酸乙酯，異戊酸苯乙酯等。染料主要有油溶紅，油溶綠，油溶紫，油溶藍等，其用量為0.03-0.4％(重量)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種單組份螺紋鎖固和平面密封厭氧膠的制備方法。采用不同結(jié)構(gòu)的雙甲基丙烯酸酯單體和雙丙烯酸酯齊聚體為主要成分,以阻合阻聚、穩(wěn)定和固化促進劑,解決穩(wěn)定性和快速固化的矛盾;加觸變劑解決觸變,增稠和施工不流掛的問題;加偶聯(lián)劑促進交聯(lián),增強粘附力和防銹等不同性能的系列品種。還可配制圓柱體裝配固持和管路螺紋密封厭氧膠。本發(fā)明技術(shù)成熟、質(zhì)量高、成本低、投資少,有較好的經(jīng)濟效益,具有市場競爭力。
文檔編號C09K3/10GK1226589SQ9811185
公開日1999年8月25日 申請日期1998年2月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月19日
發(fā)明者梁義勛, 賈緝熙 申請人:梁義勛, 賈緝熙