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本栏焦点:本栏目提供国内外钢桶行业相关的原辅材料信息,供行业朋友参考。
  首页-原辅材料-钢制包装桶盖密封胶的研制 钢制包装桶盖密封胶的研制 -中国钢桶包装网  

 
 

钢制包装桶盖密封胶的研制

文/谢大强

摘要:研制密封胶固化后为一不连续的微孔弹性体,密封性好,对金属具有一定的粘接力,能耐各 类油漆及其溶剂浸蚀,适应包装桶自动生产线所需要。

关健词:密封胶;VPC溶胶;钢制桶盖;包装

 

前言

某油漆厂从意大利SARGIANI,SPA公司引进钢制包装桶自动生产线。为了防止油漆在储存、运输过程中跑漏,包装桶的桶盖需用密封胶进行密封。油漆厂委托我所研制生产该密封胶。

 

1、国内外同类产品的生产和技术水平现状

目前美国、日本、欧洲有生产该类密封胶的公司、厂家,其牌号有COV740HS、X-60、CFR177等,生产的方法主要有以下三种:

(1)以橡胶为基料生产的密封胶;

(2)以树脂为基料生产的密封胶;

(3)橡塑并用生产的密封胶。

该类密封胶的特点:

(1)具有良好的柔软和压缩复原性;

(2)能耐各类油漆及其溶剂的浸蚀;

(3)对金属有一定的粘接力;

(4)因化时间短,一般为几分钟,以适应自动生产线的需要。

 

2、主要技术指标

(1)粘度:2~3Pa.s

(2)pH值:≈7

(3)固含量:60~70%

(4)密度:0.6~0.8

(5)静压缩复原性:≤25%

(6)拉伸强度:>0.8MPa

(7)伸长率:>120%

(8)剥离强度:≥10N/cm(微孔弹性体与桶盖的粘接)

(9)耐蚀性:能耐受各类溶剂的浸蚀

 

3、工艺路线的选取

根据国内外有关资料的报道和厂家提供的技术要求,我们拟定以羟基氯丁胶乳为基料试制密封胶和PVC树脂为基料试制密封胶。

通过实验发现,胶乳的固含量较低,水份高,一般为50%左右,硫化时间较长,至少得20分钟才能得到理想的制品,故不能满足厂家提出的硫化时间不大于3分钟的要求。

PVC树脂生产的密封胶为塑料溶胶,增塑剂在固化过程中溶解于高分子固体中,整个体系全部参加塑化、发泡,因此时间短,基本无污染性气体排出,能满足厂家提出的要求。因此我们选取以PVC树脂为基料研制密封胶的工艺路线。


4、初步试验

我们选用了国外意大利一厂家,国产上海、武汉、西安的PVC树脂进行对比实验,从表1可知,意大利PVC试制的密封条物理性能好,表面平滑,其次为上海、西安、武汉的PVC树脂颗粒较粗、不均匀,试制和密封条表面粗糙,物理性能也较差。

表1密封条性能对比

物理性能

意大利

上海

武汉

西安

拉伸强度

1.16

0.82

0.78

0.72

伸长率

140

100

90

95

压缩变形

29.67

32.17

35.43

34.25

密度

0.68

0.79

0.82

0.84

表面状况

很平滑

平滑

较粗糙

较粗糙

根据以上分析和原料立足于国内的具体情况,我们选取上海的PVC为试制材料。

国外密封条样品,其密封条是不连续的微孔发泡体。当温度高于150度时,PVC增塑糊能变化熔融的均一体,发泡剂在此熔融体中分解方能得到不连续的微孔发泡体结构,偶氮二甲酰胺(AC)的分解温度为190度至200度,若加入其发泡促进剂分解温度可降至150度至175度。根据有关资料介绍,我们选用发泡促进剂YA220-2和CXY-1作对比实验,见表2、表3。

表2 促进剂效果比较(时间)

时间(分)

2

3

4

5

促进剂

A

O

A

O

A

O

A

O

密度g/cm3

 

 

0.93

0.83

0.90

0.75

0.78

0.70

注:A-YA220-2;O-CXY-1,下同。

表3 促进剂效果比较(温度)

DOP(分)

90

100

110

120

促进剂

A

O

A

O

A

O

A

O

密度g/cm3

0.97

0.92

0.85

0.82

0.81

0.78

0.83

0.75

注:DOP-临苯二甲酸二丁酯。

从上表可知CXY-1的促进效果较YA220-2好,密封胶的密度随增塑剂的含量而降低,但考虑到技术指标规定其粘度为2~3Pa.s的要求,我们选取DOP量为100份,如将配方进行适当的调整能满足工艺工求(发泡时间3分钟,固化温度180度)。

 

5、条件试验

根据初步试验可知要在3分钟,180度的条件下固化,得到理想微孔发泡体,技术的关键是选取一种合适的发泡促进剂。CXY-1是一种硬酯酸盐类复合物,发泡剂(AC)与硬酯酸盐以某种形式发生反应,形成金属偶氮羟酸盐,比原来的AC更不稳定,降低了AC的分解温度,增加了AC的分解速率。据有关资料介绍,硬酯酸镉、锌、钡是最有效的活性剂,只要我们调整好三种物质的用量和比率以及适应的AV用量,得到理想的微孔弹性体是可能的。

经初步实验发现,制品密度是一关键性能,只要制品密度在0.6至0.8范围的,其它物理性能不难达到。因此,在条件试验中我们以密封条密度作为考察指标,选取硬酯酸锌、镉、钡、AC作为变量因素,由初步实验的结果确定基本组成范围,选取Lgd34正交实验表,进行条件试验,实验结果表明,发泡促进剂CXY-1选取2份,AC选取3份,密封条密度可达0.75~0.8,制品表面光滑,发孔率致密。

 

6、粘接性实验

该密封胶固化前经浇注机浇注到桶盖周围边沿的密封胶槽中,然后送入固化室进行固化,固化后,密封胶成一微孔弹性体,该弹性体自粘到密封胶槽中,不得脱掉。桶盖为一致密的薄型钢板,为了适应自动化生产线的需要,厂方提出在桶盖表面不涂刷胶粘剂和表面处理剂,欲使微孔弹性体粘接到桶盖上,须在配方中加入一定量的增粘树脂,以增加微孔间性体的自粘力,其增粘树脂既要对金属有较好的粘接性能,同时对PVC树脂有较好的相容性。实验表明,增粘树脂增多,粘接增强,但制品孔率降低,反之亦然。综合考虑,以选取增粘树脂5~10为宜。

 

7、耐溶剂实验

由于该密封胶条系微孔发泡体,在溶剂中浸泡后不能在天平中恒重,故不能用膨胀率来考察实验结果。我们以密封胶条在溶剂中浸泡后的表面状况推断其耐溶剂性能。

表4中选用1#(国外制品)、2#(河北制品)、3#(本所制品)浸泡在各类溶剂中,观察制品在溶剂内表面状况随时间的变化,浸泡时间为30天。同时,我们在密封胶中添加了微量金属氧化物,以提高密封条的耐溶剂性能。

表4 耐溶剂试验

溶剂

丙酮

乙酸乙酯

纯苯

香蕉水

汽油

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

溶胀

断裂

溶胀

轻微溶胀

同左

同左

体积无变化

同左

同左

轻微溶胀

同左

同左

体积无变化

同左

同左

3

溶胀

断裂

溶胀

轻微溶胀

同左

同左

体积变小

同左

同左

轻微溶胀

同左

同左

体积无变化

同左

同左

5

溶胀

断裂

溶胀

轻微溶胀

同左

同左

体积变小

同左

同左

轻微溶胀

同左

同左

体积无变化

同左

同左

10

裂痕

断裂

裂痕

轻微溶胀

同左

同左

体积变小

同左

同左

轻微溶胀

同左

同左

体积略变小

同左

同左

15

裂痕

断裂

断裂

轻微溶胀

同左

同左

体积变小

同左

同左

轻微溶胀

同左

同左

体积略变小

同左

同左

20

断裂

断裂

断裂

轻微溶胀

同左

同左

体积变小

同左

同左

轻微溶胀

同左

同左

体积略变小

同左

同左

25

断裂

断裂

断裂

轻微溶胀

同左

同左

体积变小

同左

同左

轻微溶胀

同左

同左

体积略变小

同左

同左

30

断裂

断裂

断裂

轻微溶胀

同左

同左

体积变小

同左

同左

轻微溶胀

同左

同左

体积略变小

同左

同左

从表4中可知,各种密封条耐纯苯、汽油的性能较好,耐乙酸乙酯、香蕉水次之,耐丙酮性能不够理想,考虑到该耐溶剂实验是在极端条件下即浸泡中进行的,实际应用中该密封条是处于溶剂的气氛中。国此,认为3#制品类似国外制品,基本上能满足该制品耐溶剂性能的要求。

 

8、结论

(1)试制的密封胶达到了厂方提出的技术要求,并已投入批量生产。

(2)整个生产过程中无三废产生,不需要三废治理,固化过程中基本无污染性气体排出。

 

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