钢桶密封材料应用技术之探讨

北京华德密封材料工业有限公司 杨连吉

随着我国外向型经济的发展，商品出口量不断增长， 自实行《国际海运危规》以来，全国各钢桶厂对提高钢桶质量都极为重视。为了达到《国际海运危规》I类要求，不少厂家200L钢桶产品都开始使用七层圆卷边技术，同时，钢桶密封材料的选择及施涂方法及它对产品质量重要性的认识也在不断加深。在此，对这个问题我谈一些粗浅的认识，供参考。

一、在钢桶制造过程中密封材料的作用。

钢桶的一项很重要的质量指标是“渗漏率”。渗漏是钢桶致命的缺馅。在钢桶制造过程中，要降低渗漏率，就必须推行下料、缝焊、卷封等全过程管理。控制下料和缝焊的质量比较容易，而控制桶身与底盖的卷封质量难度就大得多。在卷封全过程中，提高环缝的密封质量，除要保证其卷边的几何尺寸外，很关键的问题就是密封材料的填充（当然桶身与底盖采用焊接方法的除外）。

密封材料究竟有什么作用呢？

1．钢桶的桶身与底盖的卷封是在冷态的情况下靠机械外力使钢板产生弯曲变形而完成的。无论是矩形卷边，还是圆形卷边，在其断面中形成空洞都是不可避免的。

如果不用密封材料填充空洞，钢桶制成后很难保证不渗漏。

2．钢桶是石油、化工、食品等产品（其中很多是液体）的最终包装。在运输过程中起到盛装和保护内装物的作用，故要求钢桶必须具备一定的抗冲击性能。尽管七层圆卷边桶的抗冲击性能比较高，终因卷边是靠钢板的弯曲变形而成的，不象焊接可形成一个整体。当钢桶受到外力冲击后会造成卷边部位有一定程度上的松动。如果卷边中没有—种具有一定弹性的密封材料来补位，桶内的液体物料即会渗出，造成污染和浪费。

3．大开口桶的桶顶如果没有密封材料，即无法达到《国际海运危规》的要求，不是一个完整的产品，因为它不能实现盛装及保护内装物的功能。

从上述分析不难看出，在防止钢桶渗漏方面密封填料起着举足轻重的作用。

二、钢桶密封材料的种类及选择

根据钢桶对密封材料的性能要求，一种好的密封材料必须具备如下性能：

1．具备一定的耐化学性能；

2．材料本身固化后有一定的强度和弹性；

3。对钢板有一定的附着力；

4．具备良好的可施工性。

目前我国生产的钢桶密封材料水平还比较低，可供钢桶制造厂选择的范围比较窄，尤其是对盛装强溶剂的钢桶有效的密封材料较缺乏。

市场上见到的钢桶密封材料大体上分为两大系列：橡胶系列和塑料系列。

因不耐所盛装的化学物品侵蚀，就起不到密封的作用，故在选择密封材料时首先应认定其耐化性。然而，桶装化学物品种类繁多，要做到有把握就必须提前认定。

通常液体使固化后密封材料：

①液体被固化后的密封材料吸收（一般称为“溶胀”）。

②可溶组份从固化后的密封材料中抽出。

③与固化后的密封材料发生化学反应。

其最终结果表现为体积的变化（即：体积增大或缩小）。因此，认定试验通常采用体积变化试验。又因桶顶、桶底密封材料在钢桶上施涂位置不同，故具体试验方法为：

1．桶底密封材料。一般的做法是将密封材料制成千试片，置入化学物品中浸泡七天后，观察比较其浸泡前后的体积变化。以不变形或体积无明显变化的为佳品，略有溶胀体积变大的为可用品，试片被溶解或体积缩小的为禁用品。

2．桶顶密封材料。将化学物品装入小罐中，用密封材料制成之干试片盖住口，再用盖压紧，放置较长时间(35-70天)后测定其体积变化。体积无明显变化的为佳品，略有溶胀体积变大的为可用品，试片体积缩小超过30%为禁用品。

其次应选择固体份较高，有一定强度和弹性的密封材料。因为在桶顶（底）上喷涂等量的湿胶固化以后，固体份高的胶膜会厚一些，密封效果也就会好一些。目前国内橡胶系列密封胶的固体份在35-55%的范围之内，而国外的类似产品固体份最高可达70%以上。

施工性能选择对于提高生产效率，简化生产装置是极为重要的。所谓施工性能是指密封材料的使用是否方便。例如有的密封胶在使用前必须加热到60-80℃方可喷涂，这比在常温下即可喷涂胶的施工就麻烦一些。有的胶粘度很高只能手工涂刷，不能喷涂，这就造成施工局限性太大。再如胶的固化条件，固化时间等都属对这一范畴，需要加热固化的不如常温固化的方便，固化时间长的不如固化时间短的便于管理等等。

总之，选择密封材料要根据各厂的装备水平。要选用密封效果好，使用方便，便于管理，消耗量小，价格适宜，对操作者无害的密封材料。

三、密封材料的施工方法比较

包装钢桶密封材料的应用分为两部分：一是闭口钢桶的桶顶、桶底及大开口钢桶的桶底。二是大开口钢桶的桶顶。

前者密封材料的施涂方法，大体上可分为手工涂刷、机械喷注及浸印三种方法。手工涂刷和机械喷注是常见的方法，而浸印法只是在方形桶底盖上涂胶的一种特殊方法。即用一个与方底盖待涂胶部位形状尺寸相同的胎膜所带起的胶即印留在底盖需涂胶的位置上。这一方法比较古老，效率低，涂层不均匀，很难保证底盖的清洁。比较好的方底盖注胶机是由注胶喷咀做方形轨迹运动完成注胶工作。

在此重点分析对圆形桶顶底的涂胶施工。由于我国钢桶行业的装备水平参差不齐，且大部分厂家是土生土长，靠自力更生艰苦奋斗创立的，在注胶这道工序上表现更为突出。因为桶顶（底）予卷这道工序是在推行七层圆卷边技术的过程中才增加的，故在密封材料的施涂方面，不少厂家还保留着手工涂刷的方法。下面比较手工涂刷及机械喷注两种方法。

在钢桶制造过程中，桶顶涂胶工序放在哪个工位好呢？我认为所有钢桶的桶顶和桶底应经予卷注胶工序，待胶固化后再进入钢桶组装线为宜。

目前不少厂仍延用钢桶组装卷封的同时刷胶喷注的办法。这种办法的缺点是密封胶为液态，卷封以后胶与空气隔绝不易固化，难以发挥密封作用；其二是液态物质固化以后一般在体积上都有不同程度的收缩，卷封以后即使能固化，密封材料体积上的收缩也会降低其补偿能力，密封效果也不好。因此，设立予卷注胶工序，先在桶顶底上涂好胶，待其固化以后再去组装成桶，对提高钢桶密封质量极为有效。

目前涂胶的方法有两种；其一是手工刷胶，这种方法当然很简便，但缺陷较多：

1．胶膜涂层不均匀；

2．每只底盖的涂胶量很难控制准确；

3．不可能将胶涂在最有的率部位上。

机械予卷注胶的办法就非常理想。机械予卷注胶后的桶顶（底），密封填料的填充位置及固化后的形状都是比较理想的，而且可以预先控制。其位置正好是卷边的中心空洞部位。加之是固化以后再组装成桶，卷封过程施加的压力使密封填料产生向四周扩张的一种予应力，一但钢桶卷边受到外力的冲击，使卷边产生松动或变形时，密封填料会依靠自身弹性迅速给予补偿，达到密封和提高抗冲击性能的目的。

结论：

1．钢桶顶底均应予卷注胶，待填料固化后再组装成桶，可提高环缝质量。

2．注胶方法采取机械予卷注胶为宜。

对于大开口钢桶桶顶的密封而言，其施工方法分为：

1．成型后放入式。

2．注胶加热成型式。

目前应用较多的是将橡胶或塑料加工成圆形垫圈或密封条用粘接剂将其粘在桶盖上即成型后放入法。这种方法的缺点：成本较高；放入时比较困难；容易脱落。注胶加热成型法就比较理想，尤其是注入发泡胶后，所得到的密封圈弹性好，密封效果优良。其加工过程极为简便，这也是国际通用的锥形钢提桶制造过程中不可缺少的一道工序。将其移植到所有大开口桶的制造过程中来无疑是极为有益的。

四、HDF型PVC发泡胶的应用。

北京华德密封材料工业有限公司引进国外先进技术生产的HDF型PVC发泡胶是大开口桶桶顶不可缺少的品质优良的密封材料。该发泡胶以聚氯乙烯树脂为主要原料，使用时将发泡胶注入桶顶的凹槽内，置入可加热的烘烤设备中，经一定的时间后，发泡胶塑化并在塑化的密封条中均匀地产生微小气泡，使其变成类似海棉状的弹性体。其松软程度与加热的温度及时问成正比。

该发泡胶塑化成型温度为170℃-210℃之间。温度过高密封条的颜色会变深，甚至焦化。其塑化成型时间，随桶顶（底）的大小，注胶量的多少而异。以20L钢提桶顶为例：其注胶量为10.5-llg，烘烤温度170℃-175℃ 0C，烘烤时间约5分钟。

由于HDF型PVC发泡胶的广泛应用，定会提高大开口桶桶顶密封效果，使各钢桶厂的大开口钢桶都成为品质优良的包装商品。