專利名稱：一種高強度聚硫密封膠的制作方法
技術領域：
本發明屬于密封膠技術領域，特別涉及一種高強度聚硫膠密封材料及其制備方法。
背景技術：
石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳質新材料，呈現單層或多層結構，具有優異的力學性能、電導率、熱導率和透光率。氧化還原法的建立現實了石墨烯的規模化制備(Carbon，2006，44，3342-3347 ；Mater. Chem.，2006，16，155-158)，并使得石墨烯 / 聚合物復合材料的研制成為可能。最近已出現石墨烯/聚氨酯、丙烯酸樹脂、聚偏氟乙烯、 聚苯乙烯、環氧樹脂復合材料的報道(Adv. Mater.，2011，23，1089-1115)。石墨烯/聚合物復合材料能夠實現單一材料的優勢互補，大幅度提高聚合物基材的力學性能，并賦予復合材料良好的電導率和熱導率，使其可用于電磁波屏蔽材料、散熱材料和導電材料，具有廣泛的應用前景。研究發現，氧化還原法制備的氧化石墨烯經還原后，極易發生聚集，使得試驗結果與理論預測仍相距甚遠。而直接利用氧化石墨烯所制備的石墨烯/聚合物復合材料的性能更優越。經硫化形成的彈性聚硫橡膠復合物在交通、建筑及石油化工等行業被廣泛用作密封膠。已知的聚硫橡膠密封膠，通常是以液體聚硫橡膠為基體，添加適量的補強劑、助劑和固化劑，經機械混合而成的雙組份密封材料。不添加補強材料的聚硫密封膠力學強度極低， 幾乎沒有應用價值。通常利用炭黑和重鈣對聚硫密封膠進行補強，獲得拉伸強度為1. 5 5ΜΙ^的密封材料。靳耿栓在中國專利(ZL 200610150004. 3)中公開了用雙酚A型環氧樹脂和偶聯劑對聚硫密封膠進行改性，得到100%內聚破壞的聚硫密封膠。但至今為止，尚未見有采用氧化石墨烯增加聚硫密封膠粘結性能的報道。
發明內容
本發明的目的在于提供一種具有高強度的聚硫類密封膠及其制備方法。一種高強度聚硫密封膠，其主要組分包括基膏和硫化膏基膏包括以下組分(以重量百分比計)液態聚硫橡膠30 80% ；氧化石墨烯5 60% ；增粘劑0.5 10%;增塑劑5 20%;助劑0 5%。所述的液體聚硫橡膠是平均分子量為1000-7000的液體聚硫橡膠中的一種或多種的混合物；優選平均分子量為4000的液體聚硫橡膠。液體聚硫橡膠是密封膠的基體， 其平均分子量根據密封膠硫化后的拉伸強度和斷裂伸長率調整，增大分子量可提高拉伸強度，降低分子量則能提高斷裂伸長率。
所述的氧化石墨烯為由X射線衍射測定時未顯示石墨和/或氧化石墨的特征的碳材料；所述的氧化石墨烯的體積密度為40kg/m3 0. lkg/m3、碳氧比為60/40 95/5，優選體積密度為20kg/m3 0. lkg/m3、碳氧比為80/20 95/5的氧化石墨烯。氧化石墨烯是聚硫密封膠的優良補強劑，一般要求其PH值為9 11。所述的增粘劑為環氧樹脂，優選選用雙酚A型環氧樹脂。環氧樹脂具有優良的耐高低溫性能，對鋁合金和無機玻璃有著良好的粘結性能。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸丁芐酯或氯化石蠟。所述的助劑包括防流淌劑-氣相白炭黑；穩定劑-硬脂酸鈣。硫化膏包括以下組分(以重量百分比計)硫化劑25 70%;增塑劑25 70%;硫化促進劑0· 5 5% ；所述的硫化劑為二氧化錳、二氧化鉛、過氧化鈣、過氧化鋅或有機過氧化物，優選為二氧化錳。二氧化錳可以實現聚硫橡膠室溫硫化的可能，耐熱性優于二氧化鉛，是聚硫橡膠主要的硫化劑，其PH值應在6-8之間，呈弱酸性。所述的促進劑選用二苯胍。二苯胍能加快硫化過程，是液體聚硫橡膠通用的促進劑。增塑劑的選用同基膏。基膏和硫化膏的混配重量比為100 6 100 15。上述高強度聚硫密封膠使用時，可按以下方法配制1)基膏的制備按基膏的配方中各組分的比例，稱量基膏的各組分的重量；將稱取的物料混合均勻，反復研磨直至得到均勻膏狀物；2)硫化膏的配制按硫化膏的配方中各組分的比例，稱量硫化膏的各組分的重量；將稱取的物料混合均勻，反復研磨直至得到均勻膏狀物。3)基膏和硫化膏的混配重量比為100 6 100 15。配制時可采用普通開煉機或密煉機進行機械混合，調配工藝簡單，便于大量生產。本發明的聚硫密封膠的特點是在配比中添加了氧化石墨烯增強材料。氧化石墨烯能夠增加聚硫膠的楊氏模量，是聚硫橡膠良好的補強劑。本發明的高強度聚硫密封膠能對多種金屬、非金屬材料實施粘結及密封，適用于航空、高速列車車體和高檔汽車等的密封。通過組分微調，適于在不同季節、不同環境條件下使用。
具體實施例方式下面結合實施案例對本發明進行進一步說明。實施例1-4及對比例5-6采用表1的6種配方制備聚硫膠粘結劑。基膏(A組分)和硫化膏(B組分)分別配置、混煉。基膏配置時，按基膏的配方中各組分的比例，稱量基膏的各組分的重量，基膏原材料稱量時，先稱量固體料(氧化石墨烯、助劑)，再稱量液體料(液態聚硫橡膠、增塑劑、增粘劑)；上述液體料混合均勻后，再按次序分別和前面稱量好的固體料混合均勻，充分潤濕。硫化膏配置時，先稱量二氧化錳和增塑劑，混合均勻；再稱量、加入其他組分，混合后充分潤濕。二苯胍的量按不同的使用環境進行調節，低溫時適當增加其使用量，調整固化周期為7天左右。所有原材料充分潤濕，攪拌后經混煉制成聚硫密封膠，按組分及比例分別裝入密封容器內，密封保存于干燥陰涼處。表1實施例(1 4)及對比例(5 6)的配方(組分稱量單位g)
權利要求
1.一種高強度聚硫密封膠，包括基膏和硫化膏，其特征在于以基膏總重量為100%計，所述的基膏包括以下重量百分比的組分液態聚硫橡膠30 80% ；氧化石墨烯5 60% ；增粘劑:0.5 10% ；增塑劑:5 20% ；助劑0 5% ；所述的液體聚硫橡膠為平均分子量為1000-7000的液體聚硫橡膠中的一種或多種的液體混合物；所述的氧化石墨烯為由X射線衍射測定時未顯示石墨和/或氧化石墨的特征的碳材料；所述的增粘劑為環氧樹脂；所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸丁芐酯或氯化石蠟中的一種；所述的助劑為氣相白炭黑和硬脂酸鈣的混合物；以硫化膏總重量為100%計，所述的硫化膏包括以下重量百分比的組分硫化劑25 70% ；增塑劑25 70% ；硫化促進劑0. 5 5% ；所述的硫化劑為二氧化錳、二氧化鉛、過氧化鈣或過氧化鋅； 所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸丁芐酯或氯化石蠟； 所述的促進劑為二苯胍；所述的基膏和硫化膏的混配重量比為100 6 100 15。
2.根據權利要求1所述的高強度聚硫密封膠，其特征在于所述的氧化石墨烯的體積密度為40 0. lkg/m3、碳氧比為60/40 95/5。
3.根據權利要求1所述的高強度聚硫密封膠，其特征在于所述的液體聚硫橡膠的平均分子量為4000。
4.根據權利要求1所述的高強度聚硫密封膠，其特征在于所述的增塑劑是鄰苯二甲酸丁芐酯。
全文摘要
本發明公開了一種具有高強度的聚硫密封膠，包括基膏和硫化膏，基膏包括30～80％液態聚硫橡膠、5～60％氧化石墨烯、0.5～10％增粘劑、5～20％增塑劑和0～5％助劑；硫化膏包括25～70％硫化劑、25～70％增塑劑和0.5～5％硫化促進劑。基膏和硫化膏的混配重量比為100∶6～100∶15。本發明的特點在于采用氧化石墨烯作為增強劑，增加聚硫密封膠的拉伸強度，材料工藝穩定、重現性好。本發明材料可用于飛機、高速列車和汽車等密封部件的粘結，因此在工業上具有極大的應用價值。
文檔編號C09J11/08GK102329595SQ20111022839
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月10日 優先權日2011年8月10日
發明者張啟龍, 徐意, 李鵬, 楊輝, 陳文杰, 黃振暉 申請人:浙江大學