双组分修补胶研制

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1、2102006年橡胶新技术交流暨信息发布会双组分修补胶的研制杨护国(西北橡胶塑料研究设计院，陕西咸阳712023)摘要：介绍了一种用于硬质橡胶修补的专用修补胶的研制，其中包括其配方的设计和性能的提高，重点从耐热性的提高，触变性的改进，粘合强度的提高以及主体树脂的共硫化这几个方面介绍了修补胶的研制过程。另外，也对其施工工艺及实际应用进行了简单的描述。关键词：修补胶；硬质橡胶；粘合；耐热性；触变性；偶联剂硬质橡胶衬里的使用已有一百多年的历史。尽管不断有各种新材料及新工艺出现，但硬质橡胶衬里由于其价格低廉，施工工艺成熟，防腐蚀效果好及使用期长等优点，目前仍是橡胶衬里中的主要品种。硬质橡胶衬里

2、本身较脆，抗冲击性差且热膨胀系数大，其在生产，运输及使用中很容易因操作不当或防护措施不完善而发生损坏，特别是当环境温度较低时(如北方的冬季)，更容易发生损坏。因此，对局部损坏的硬质橡胶衬里进行修补，就成为一个重要的实际问题。目前，国内对硬质橡胶衬里的局部修补主要有3种方法，一种是使用原胶料进行修补，这种方法由于需要高温硫化，一般仅限于硬质橡胶衬里生产过程中的修补。另一种方法是采用玻璃钢修补，这种方法施工简单，可现场进行修补，但缺点也显而易见，那就是修补处抗渗透性及耐腐蚀性差，不适于使用条件苛刻的橡胶衬里的修补。还有一种就是使用专用的修补胶进行修补，这种方法施工简单，修补后粘合及耐腐蚀效

3、果好，并且可以用于现场修补，这也是本文的介绍重点。目前，国内能生产这种修补胶的企业较少，许多国内的企业由于找不到合适的修补胶，将国外生产的水管堵漏剂用于硬质橡胶衬里的修补，从而引发更为严重的腐蚀损坏。针对这一情况，我公司开发了一种专用于硬质橡胶衬里的修补材料并已大量应用。这种材料的研制与改进的过程前后持续了十多年，本文就是对这种材料研制开发过程的一个阶段性总结。1修补胶的组成1．1配方设计1．1．1主体材料的选择作为一种与防腐蚀衬里配套使用的产品，其首先应该具备良好的耐腐蚀性，这一点是由防腐蚀衬里的本质所决定的；其次，这种材料必须与钢和硬质橡胶具有很好的粘合性，在使用时可以与钢和衬里结

4、合牢固，从而与橡胶衬里一起形成一个完整连续的防腐蚀保护层；还有，这种材料应具有合适的机械强度，以保证能承受一定的外力作用，如流体的冲刷和设备在负压下操作时引起的破坏等；另外，这种修补材料必须可以室温交联或固化，以满足现场施工的要求。就现有材料而言，耐腐蚀树脂具有很好的性能，能满足上述的要求。常用耐腐蚀树脂的性能见表1。表1几种常用耐腐蚀树脂的性能从上表可以看出，环氧树脂具有很好的综合性能。因此主体树脂确定为环氧树脂。但环氧树脂在室温固化时，其耐热性稍差。为了满足耐热性的要求，将其与呋喃树脂并用，以使混合树脂具有合适的综合性能。加入了50份呋喃树脂后，其固化后的使用温度可达110℃。环氧

5、树脂的固化剂种类很多，但对于现场修2006短杨护国双组分修补胶的研制21l补而言，重点是可在室温条件下固化。同时，由于在环氧树脂中加人了相当比例的呋喃树脂，因此所选的固化剂还必须能固化呋喃树脂，并且要求固化后的混合树脂具有良好的综合性能。常用的环氧树脂固化剂的种类及性能见表2。表2环氧树脂固化剂的种类及性能注：所涉及的固化物中郡有螟科，增韧刑等配合剂从上表可见，酸酐和咪唑由于需要高温固化，不适合现场使用。乙二胺和三乙烯四胺可用于室温固化，但其本身易挥发，毒性大且其固化物耐热性不好，此处不作考虑。聚酰胺固化物的耐腐蚀性能较差。改性胺固化剂如T31、JA一1等，不仅可在常温下固化混合树脂，

6、同时其固化物具有较好的物理性能、耐腐蚀性能及较好的耐热性，因此综合考虑，最后选定改性胺作为主固化剂。1．1．2填料的选择对修补胶而言，填料不仅可降低成本，降低产品的收缩率，同时还能改善修补胶的抗渗透性和耐腐蚀性。石墨粉是片状结构的耐腐蚀填料，可以提高修补胶的抗渗透性和耐腐蚀性。同时为了降低成本并减少收缩率，加入了一部分陶土。通过对比，最后选择由石墨粉和陶土组成的复合填料体系。同时，为了改善修补胶的触变性和成型性以方便现场施工，加入了一些沉淀法白炭黑作为触变剂，取得了很好的效果。1．1．3增塑剂和稀释剂的选择增塑剂可改善树脂固化物的韧性，但对耐热性和耐腐蚀性有不利的影响，不宜多加。经过比

7、较后，选取邻二丁酯作为增塑剂。稀释剂的作用主要是改进操作性，他可使施工变得更容易。目前的稀释剂主要分为活性稀释剂和非活性稀释剂。活性稀释剂在固化过程中参与固化，对固化物的性能影响较小，但其对树脂粘度的降低作用不如一些非活性稀释剂。此类活性剂有甘油环氧，二环氧双戊二烯等。非活性稀释剂不参与树脂的固化反应，在树脂固化时会有一部分逸出，从而增加树脂的收缩率，并降低粘结力，严重时还会产生气泡及龟裂。这类稀释荆有丙酮，甲苯，乙醇等。为了尽量不降低材料的耐