可预涂微胶囊型厌氧胶的性能

可预涂微胶囊型厌氧胶的性能 可预涂微胶囊型厌氧胶的性能 117 可预涂微胶囊型厌氧胶的性能 杨颖泰,刘伟塘 (1巾国科学院广州化学研究所原厌氧胶组,广东广州51o650;2广州坚红化工厂广末广州51o66o) 摘要:可预辣微胶囊型厌氧胶是汽车等工业生产线上使用的重要胶粘剂,本文对其相关的一些性能特别是GAY系列和 GY一560的工艺性能进行了简介. 关键词:可预淙i微胶囊化;厌氧胶;性能 中图分类号:433.439文献标识码:A文章编号:1001—0017C2001)03—0I17—03 Proper~ofPrecoatableMaD町la叩IIatedA腿ncAdhesives YAcYing-协and1『Wei—t日r (1凸删神删lassititeofChem/stry,Ch/r~eAcadamj&,0蝴j510650,; 2口咖f止0Facta9..0510660.) ^bdd-]mh世d}岫Lofi~-ec,,rcablemicroenog~latedanaerobicadhesives,ithetmgeffi~,ff~fiesG^YandGY 一560 inu,duct~din舶_t~tper l鲫w嵋吐;:lK?I『mme州日u】ated;~aerobic凸dh伸;properties 剐百 液态使用的厌氧胶已为国内外的工业生产部门 所熟悉,成为机械工业生产中锁固,密封,粘接等工 艺不可缺少的胶粘剂,然而,随着生产线自动化程度 的提高和对质检方面的需求,就产生了一类新型的 工业用胶即可预涂胶粘剂.可预涂胶的应用.将施 胶工序提前和集中,使生产线上节约了许多涂布设 备和施工人员,更加保证了施胶质量和提高了生产 效率,在汽车等大规模使用自动生产线的工业中受 到重视和应用. 1可预涂微胶囊型厌氧胶的技术发展 可预涂胶粘剂包括应用时反应固化和非反应固 化两太类,就反应固化类来说,现在应用较多的有微 胶囊化的厌氧胶和环氧胶,其技术和发展情况已有 简介…,近年,国内还出现可预涂有机硅锁固密封 胶,耐高温可预涂微胶囊厌氧胶以及层光固化的 预涂型微胶囊厌氧胶等等.本文仅就其中已推广应 用的水基微胶囊化厌氧胶进行讨论. 国外的微胶囊化厌氧胶开始应用于如世纪7o 年代,而我国则开始于2o世纪8O年代.当时的徼胶 囊化厌氧胶是真正地采用将厌氧胶液体徽胶囊化的 技术,将厌氧胶液滴用其他化合物进行包封或者将 厌氧胶液滴的表层反应固化成膜,形成外壳为固体 内部为液体的徽胶囊.再与水基(当时还有用有机 溶剂的)粘附剂,固化促进剂等等混合,制成可预涂 的胶液.由于需要将含量最大的厌氧胶液制成微胶 囊,因此制造成本较高.国内的水基型GY一540胶 和溶剂型ZY—NI胶属于这类型产品. 在20世纪80年代(国内是80年代末),开始出 现了一种制造工艺大为改进的微胶囊厌氧胶,其不 再将量大的厌氧胶液制成微胶囊,仅将用量较少的 引发剂,促进刺等制成微胶囊,即将厌氧胶液分散和 悬浮在水基的粘附剂之中,液滴大小受到适当控制 (一般是直径50—200),再将其他组分混合到含 有分散悬浮厌氧胶液漓的粘附剂液中,就形成水基 的A组分,在涂布前与B组分(一般为引发剂如过 氧化物的微胶囊)混合,用机械(或手工)涂布在需要 预涂的螺纹件上,烘于,即形成可以较长期存放,在 应用时因装配挤压使胶囊破裂反应固化的预涂(干 膜)螺纹件.主要的技术包括掌握粘附剂的组成与 收捕日期:2o.0?一08 作者筒升:扬鞭泰(1936一),男,广东顺德人.研究员.长期从事胶粘剂特别是厌氧性 破粘密封剂的研究.鉴定成果超过?项,公开发表硷文 60泉篇. u…?-—0 制备以及多种(虽然用量不大)组成物的微胶囊化. 徽胶囊厌氧胶属于厌氧胶中较新和较高技术的产 品,其组成和制造方法多是中外专利技术或者是技 术诀窍,据不完全了解,国内还只有一个生产厂掌握 了有关制备的全套生产技术.现正在应用的有国外 乐泰Dd—Loc200—205,SIS,218,2015,205o以及国 内广州坚红化工厂的GAY一560,540,520等产品中, 不少是属于这类技术制造的产品. 作为关键技术之一的粘附剂,原则上均可以使 用各种水基型化合物,例如水溶性共聚物,乳渡,聚 乙烯醇等等.在多篇专利文献上介绍的水溶性共聚 物是属于水溶性有机酸(酐)的共聚物或混合物,例 如马来酸酐与乙烯,马来酸酐与苯乙烯的多元共聚 物或者是马来酸酐与其他组成的混合物等.这些都 是水溶性并具有对被牯合材料表面有较好粘附力和 将厌氧胶液滴长期稳定在控制大小的性能. 2微胶囊型厌氧胶的性能 国内2O世纪8o年代末至1995年研制了GY一 560馓胶囊厌氧胶和发表了简介_2J,并在第一汽 车制造厂和东风汽车制造公司等应用,现已生产出 高强度GAY一560胶,中强度组GAY一540胶,低强 度组GAY一520胶等三个牌号品种,例如GAY一560 就是GY一560经制造工艺改进的产品.本文以这 些产品特别是GY一560胶(现商品牌号称为GAY, 560)和相应的国外胶为例,摘出部分实测数据供了解 (国外胶仅作参考).扭矩强度的测试,在国内液态厌 氧胶习惯用MIO钢螺栓和无预加扭矩的方法,而在 预涂微胶囊厌氧胶,国外也有使用磷化螺栓和有预加 扭矩的方法,而本文数据中,除非另有说明,试件均为 M1O钢螵栓和无预加扭矩,室温测试,并用TB表示 破坏扭矩,TP表示平均拆卸扭矩,单位N?m. 2.1微胶囊厌氧胶的性能简介 现生产的三种国产不同强度级可预涂微胶囊厌 氧胶的典型性能见表1. 表lGAY一500系刊撖胶囊型可馕涤厌氯腔典型性能 预赫螺纹件的性能 牌号外观破坏扭矩固化速度/h工作沮魔 TB/N—m目完成代 注:(I)A:B组分=l00:3.6《质量】混合后应用 (2)测斌时M10锕螺纹件,投加预紧扭矩 本文仅摘录了固化速度与强度(表2)和高低温 强度(表3)两组比较数据,和GY一560的老化试验 结果(表4).表明GY一560与相应的国外胶,实测 值相近.虽然声称完成固化时间为72h,实际上室 温24h都已完成固化,而在较高温度下实际强度相 似.无论热老化或者湿热老化,GY一560的性能均 良好.应当指出,这类胶在磷化螺栓上的扭矩强度, 要比未处理的钢螺栓高得多,而在镀锌螺栓的强度 也较低. 表2固化速度与强度(典型值) 牌试件材料蝴 0.5 下 h 删时 24 表4GY一560腔的热老化和湿热老化试驻 往:热老化试驻于120?,卺王热老化试腔于55?t相对盘厦% 下进行. 应当指出,由于需要使用亲水性的化合物作牯 附剂,给这类型水基微胶囊厌氧胶带来某些不足,例 如,存在环境湿度的影响(表5),强度会随环境湿度 的升降而出现下降和回升,因此,需要在湿热环境使 用的机械零件锁固时,可选用强度值比原来工艺要 l19 求为较高一些的胶品种. 表5环境湿度对强度的形响 腔号触雠 2.2微腔囊厌氧胶的使用工艺性能简介 当前应用的水基微胶囊厌氧胶,有着更适合机 械工业生产线使用的最大优点,由于与过去的液态 厌氧胶不同,使用(涂布)工艺性能也有不同和特别 之处.以下GY一560胶为例说明,供使用部门了 解,而这些性能方面与国内外胶均相似. A与B组分用量的影响:配胶混合时,当A组 分用100质量分时B组分用3.2,4.0质量分均是 可以的其中B组分用3.5,4.5质量分时的测试结 果见表6.但因B组分为固化剂,对固化速度有影 响,故其用量仍应按使用说明并准确称量使用. 表6B组分用?对强度的影响 Ij组井JliJ』IlJ~,(质量分)时的强度.TB/'I~/N-m 烘干条件的影响:螺纹件涂胶后的烘干条件对 胶的性能有影响.烘不干影响固化,烘时间过长或 温度过高则使胶层中某些组分聚合而影响锁固密封 效果甚至失效.表7(70?下不同时间)和表8(不同 温度下各烘干30min)的结果说明在小范围变化时 虽然对最终强度影响不显着,但仍建议应严格控制 烘干条件,避免与要求差别过大,现使用的条件是良 好(鼓风)流通空气7O?,30min 表7加?不同烘干时间的影响 表8不同烘干温度对强度的影响 虽然螺纹件涂布后制成带预涂胶的螺纹件,有 以年计的贮存期,但是在涂布时,A与B组分混合后 的室温使用期却是较短的.GY一560胶在涂布前将 A与B两组分混合,混合后应有一定(如5至8h)的 室温有效使用期,国外资料也指出,混合后如冷至2 — 5?则使用期可延长到72h.表9为室温A,B组 分在混合后(20~C)不同时间进行涂布的试验结果, 表明在A与B混合后实际有相应于上述要求的室 温使用期.由于随着混合后存放时间的延长而性能 下降,建议在两组分混合后,应注意尽快(倒如数小 时内)使用为佳.' 表9^与B组分混合后不同时间进行布对固{匕建度与薯度的嚣响 关于预涂微胶囊胶螺纹件可多次使用问题,虽 然,某些资料介绍,预涂件可使用(拆卸后再装配) 两,三次,但实际上第二次装配时的锁固强度一般不 到第一次的三分之一,如果第二次装配后的锁固强 度不能满足机械零件需要保证达到的强度,这样的 重复使用就应受限制,因此CY一560胶没有提倡预 涂件的多次使用. 3结束语 本文所介绍的这类水基微胶囊型预涂厌氧胶, 基本性能良好,符合机械生产线的工艺要求,由于具 有明显的工艺优越性已得到应用.但无论国内,国 外的同类产品,都还存在着强度受湿度影响,在高温 时强度也不够高,高强度级的仍未达到液态厌氧胶 的高强度等问题,因此我们也在希望研制出能改善 这些性能的新型预涂胶.既使存在上述需要不断改 进的方面,但可预涂微胶囊型厌氧胶是属于较新和 较高技术的厌氧胶,在国内外汽车等生产已开始应 用,并巳是比液态厌氧胶更适合于机槭生产线 是一类具有特殊优点和有发展前途的 的装配工艺, 胶种.考虑到这类预涂胶的有关性能和使用工艺性 能报导仍较少,因此本文作出简介供使用部门参考. 从发展来看,适合于生产线应用和提高生产效率的 微胶囊型厌氧胶以及其他可预涂胶,将肯定会更加 受到重视和得到进一步改进和发展. 参考文赫: [I]杨额泰.预潦型厌氧胶与傲脏囊化技术[c].'2~00年中国牯接 学术研讨及产品展示会论文集哈尔演:'化学与粘音)编辑部 出版.'2~00.51—5,. [2]妨额泰,匡志祥,扬锦新.等高强度可项埭擞腔囊型庆氧腔 cY一560[J]牯接,1995:】6(4):9一I1 Is]匡志祥.拓颖泰一种可预豫隈氧胶的组成[P]中国发明专 利:zL93118855.5.2000.6