阅读说明：本技术 一种密封圈粘合剂及其制备方法和应用 (Sealing ring adhesive and preparation method and application thereof ) 是由 姜玉华 刘娜 赵聪聪 姜子凡 于 2019-05-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及粘合材料技术领域,提供了一种密封圈粘合剂,包括独立分装的粘合剂A、粘合剂B和多异氰酸酯；所述粘合剂A由氯丁橡胶混炼后溶于120#汽油和乙酯的混合液中制成,含大量弹性体,可室温冷固化,初粘强度较高,具备优良的耐水性、耐曲挠性、耐介质性,特别适合不同材质间的粘合；所述粘合剂B由萜烯树脂、促进剂PX、硫代乙酰胺混合溶于120#汽油和乙酯的混合液中制成,可增大弹性体的粘度、热稳定性和耐寒性,缩短固化时间。本发明将两种不同类型的粘合剂配方并用,按比例混合均匀后加入多异氰酸酯即可使用,可应用于大型风洞建设中的橡胶密封圈和水泥板的粘合,粘合牢固耐水性强,可长期抵抗高低温及应力拉扯的影响。(The invention relates to the technical field of bonding materials, and provides a sealing ring bonding agent which comprises a bonding agent A, a bonding agent B and polyisocyanate which are independently subpackaged; the adhesive A is prepared by mixing chloroprene rubber and dissolving the chloroprene rubber into a mixed solution of 120# gasoline and ethyl ester, contains a large amount of elastomers, can be cold-cured at room temperature, has high initial adhesion strength, excellent water resistance, bending resistance and medium resistance, and is particularly suitable for adhesion among different materials; the adhesive B is prepared by mixing terpene resin, accelerant PX and thioacetamide and dissolving in a mixed solution of 120# gasoline and ethyl ester, and can increase the viscosity, thermal stability and cold resistance of the elastomer and shorten the curing time. The adhesive is prepared by mixing two different types of adhesive formulas together, uniformly mixing the two types of adhesive formulas according to a proportion, adding the polyisocyanate for use, being applicable to the adhesion of rubber sealing rings and cement plates in large wind tunnel construction, being firm in adhesion and strong in water resistance, and being capable of resisting the influences of high and low temperatures and stress pulling for a long time.)

一种密封圈粘合剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及粘合材料技术领域，特别涉及一种密封圈粘合剂及其制备方法和应用。

背景技术

风洞是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器体周围气体的流动情况，并可量度气流对飞行器的作用效果以及观察其物理变化的一种管道状实验设备，风洞是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。随着我国航空航天技术的快速发展，更多类型的风洞已投入了建设，比如高超音速风洞，低温风洞，加热风洞等，甚至一个风洞还要满足具有高低温调变的多种测试需求。例如，在哈尔滨筹建的一大型风洞，设计的洞体主体架构由水泥预制板拼接组成，预制板间隙采用密封圈密封，但是密封圈的使用环境温度的变化为-50～50℃，环境高、低温变化较大，且风洞内部会有冷凝水产生，对密封圈的长期密封性能要求很高。

由于大型风洞主体的构造需求，水泥预制板的拼接会存在8°、21°、90°、136°、158°、180°等多个夹角，故要求制备密封圈采用的橡胶材料具有良好的抗拉伸性能和加工性能，可加工成多种形状的密封圈用来填充水泥预制板的夹角间隙。将三元乙丙橡胶和氯丁胶并用，设计出大型风洞用密封圈已能够满足风洞工作状态及水泥板缝隙的各种拉扯挤压变化；但是，如何将风洞用大型密封圈与水泥预制板进行稳定的粘合，在经受高低温变化、外力拉扯和冷凝水的侵蚀的情况下，满足使用寿命在50年以上的设计要求，是一个待解决的难题，现有的粘合剂尚不能够满足这些要求。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种密封圈粘合剂及其制备方法和应用，本发明提供的密封圈粘合剂具有极强的粘合性能，可用于橡胶密封圈和水泥板这两种不同材质间的粘合，形成的粘合层的剥离强度高，耐水性强，粘合层具有优异的机械性能和耐候性能，符合风洞建造的设计需求。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种密封圈粘合剂，包括独立分装的粘合剂A、粘合剂B和多异氰酸酯；

所述粘合剂A由包括以下重量份组分的原料制备得到：

所述粘合剂B由包括以下重量份组分的原料制备得到：

所述粘合剂A和粘合剂B的质量比为2～5:1；

应用时，将所述粘合剂A、粘合剂B和多异氰酸酯混合。

优选的，所述粘合剂A中的氯丁橡胶为氯丁橡胶CR232、氯丁橡胶M130L和氯丁橡胶A90的混合物，所述混合物中氯丁橡胶CR232、氯丁橡胶M130L和氯丁橡胶A90的质量比为50～60:15～20:35～45。

优选的，所述粘合剂A中的活性剂包括氧化锌、氧化镁和氧化铅中的一种或多种。

优选的，所述粘合剂B中的树脂包括210松香改性酚醛树脂和萜烯树脂T-100，所述210松香改性酚醛树脂和萜烯树脂T-100的质量比为1～2:2～1。

优选的，所述多异氰酸酯包括JQ-1或JQ-6，所述多异氰酸酯的质量与所述粘合剂A和粘合剂B总质量的比例为0.5～1.5:12。

本发明提供了上述技术方案所述密封圈粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

粘合剂A的制备：

将氯丁橡胶和防老剂D混合进行第一混炼，得到细化胶；

将细化胶和活化剂进行第二混炼，得到混炼胶；

将混炼胶浸入120#汽油和乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂A；

粘合剂B的制备：

将树脂、促进剂PX和硫代乙酰胺混合，将混合物浸入120#汽油和乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂B；

应用时，将所述粘合剂A、粘合剂B和多异氰酸酯混合，得到密封圈粘合剂。

优选的，所述第一混炼的方法为八八刀薄通4～6遍，所述第一混炼过程中控制氯丁橡胶的温度＜50℃。

优选的，所述第二混炼的方法为八八刀薄通6～10遍，所述第二混炼的温度为15～22℃。

优选的，所述粘合剂A的制备中，所述混炼胶浸入120#汽油和乙酯的混合液中溶解的时间为2～5h；所述粘合剂B的制备中，所述混合物浸入120#汽油和乙酯的混合液中溶解的时间为40～55h。

本发明还提供了上述方案所述密封圈粘合剂在风洞用大型密封圈粘合中的应用。

有益效果：

本发明提供的密封圈粘合剂包括独立分装的粘合剂A、粘合剂B和多异氰酸酯；本发明将两种不同类型的粘合剂配方并用，按比例混合均匀后加入多异氰酸酯即可使用，利于储存和施工。

本发明的粘合剂A由氯丁橡胶混炼后溶于120#汽油和乙酯的混合液中制成，具备一定的弹性体，可室温冷固化，初粘强度较高，具备优良的耐水性、耐曲挠性、耐介质性，特别适合不同材质间的粘合；但是粘合剂A自身的长期粘合强度不足，热稳定性较差，耐寒性较差。

本发明的粘合剂B由树脂、促进剂PX、硫代乙酰胺混合溶于120#汽油和乙酯的混合液中制成，优点是可增大弹性体的粘度，缩短弹性体的固化时间，提高弹性体的热稳定性，提高弹性体的耐寒性，提高弹性体的长期稳定性；但是粘合剂B自身不具备一定的弹性，抗机械性能差。

本粘合将粘合剂A和粘合剂B相互配合，弥补了两者单一使用的缺陷，改善粘合弹性体的耐机械性和耐侯性，增强了粘合后的剥离强度。使用环保型原料，减少其毒副作用和对环境的污染；本发明提供的密封圈粘合剂具备良好的耐高低温老化性，耐机械性、耐水侵蚀、成本低。

实施例结果表明，本发明制备的密封圈粘合剂的固化后粘合状态下，经测试十万次交变载荷作用不脱胶不开胶；剥离强度＞3N/mm，在水中侵泡48小时无裂缝；并且强制剥离后，粘合层的弹性体无损坏，破坏仅发生在水泥板或密封圈的橡胶层内。

具体实施方式

本发明提供了一种密封圈粘合剂，包括独立分装的粘合剂A、粘合剂B和多异氰酸酯；

所述粘合剂A由包括以下重量份组分的原料制备得到：

所述粘合剂B由包括以下重量份组分的原料制备得到：

所述粘合剂A和粘合剂B的质量比为2～5:1；

应用时，将所述粘合剂A、粘合剂B和多异氰酸酯混合。

如无特殊说明，本发明对上述制备原料的来源均无特殊要求，采用本领域技术人员熟知的原料即可。

以重量份数计，本发明所述粘合剂A的制备原料包括氯丁橡胶100～125份，优选为105～120份，更优选为110～115份。在本发明中，所述氯丁橡胶优选为氯丁橡胶CR232、氯丁橡胶M130L和氯丁橡胶A90的混合物，所述混合物中氯丁橡胶CR232、氯丁橡胶M130L和氯丁橡胶A90的质量比优选为50～60:15～20:35～45，更优选为55:18:40。

以粘合剂A中氯丁橡胶的重量为基准，本发明所述粘合剂A的制备原料包括防老剂D1～3份，优选为1.5～2.5份，更优选为2份。

以粘合剂A中氯丁橡胶的重量为基准，本发明所述粘合剂A的制备原料包括活性剂28～40份，优选为32～36份，更优选为34份。在本发明中，所述活性剂优选包括氧化锌、氧化镁和氧化铅中的一种或多种。

以粘合剂A中氯丁橡胶的重量为基准，本发明所述粘合剂A的制备原料包括120#汽油200～300份优选为230～270份，更优选为250份。

以粘合剂A中氯丁橡胶的重量为基准，本发明所述粘合剂A的制备原料包括乙酯200～300份，优选为230～270份，更优选为250份。

以重量份数计，本发明所述粘合剂B的制备原料包括树脂30～60份，优选为40～50份，更优选为45份。在本发明中，所述树脂优选包括210松香改性酚醛树脂和萜烯树脂T-100，所述210松香改性酚醛树脂和萜烯树脂T-100的质量比优选为1～2:2～1，更优选为1:1。

以粘合剂B中树脂的重量为基准，本发明所述粘合剂B的制备原料包括促进剂PX10～15份，优选为11～14份，更优选为12.5份。

以粘合剂B中树脂的重量为基准，本发明所述粘合剂B的制备原料包括硫代乙酰胺10～15份，优选为11～14份，更优选为12.5份。

以粘合剂B中树脂的重量为基准，本发明所述粘合剂B的制备原料包括120#汽油25～30份，优选为26～29份，更优选为26.5份。

以粘合剂B中树脂的重量为基准，本发明所述粘合剂B的制备原料包括乙酯25～30份，优选为26～29份，更优选为26.5份。

在本发明中，应用时，将所述粘合剂A、粘合剂B和多异氰酸酯混合。在本发明中，所述混合时粘合剂A和粘合剂B的质量比为2～5:1，优选为3～4:1，更优选为3.5:1；在本发明中，所述多异氰酸酯优选包括JQ-1或JQ-6，所述多异氰酸酯的质量与所述粘合剂A和粘合剂B总质量的比例优选为0.5～1.5:12，更优选为1:12。本发明将多异氰酸酯加入到所述粘合剂A和粘合剂B的混合液中，能够缩短密封圈粘合剂的固化时间，促进固化效果，提升密封圈粘合剂的初粘强度和抗剥离性能。

本发明提供了上述方案所述封圈粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

粘合剂A的制备：

将氯丁橡胶和防老剂D混合进行第一混炼，得到细化胶；

将细化胶和活化剂进行第二混炼，得到混炼胶；

将混炼胶浸入120#汽油和乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂A；

粘合剂B的制备：

将树脂、促进剂PX和硫代乙酰胺混合，将混合物浸入120#汽油和乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂B；

应用时，将所述粘合剂A、粘合剂B和多异氰酸酯混合，得到密封圈粘合剂。

本发明制备粘合剂A，先将氯丁橡胶和防老剂D混合进行第一混炼，得到细化胶。在本发明中，优选先将氯丁橡胶进行薄通预处理10遍，然后加入防老剂D进行第一混炼。本发明所述第一混炼的方法优选为八八刀薄通，所述八八刀薄通的次数优选为4～6遍，更优选为5遍；本发明对所述八八刀薄通采用的开炼机无特殊要求。本发明所述第一混炼过程中，优选采用冷却水冷却，控制氯丁橡胶的温度＜50℃。

得到细化胶后，本发明将细化胶和活化剂进行第二混炼，得到混炼胶。在本发明中，所述第二混炼的方法优选为八八刀薄通，所述八八刀薄通的次数优选为6～10遍，更优选为8遍；所述第二混炼的温度优选为15～22℃，更优选为17～20℃。本发明通过八八刀薄通将氯丁橡胶的颗粒细化，进行两次混炼与防老剂和活化剂达到充分混合，提升了氯丁橡胶胶料的性能，利于后期溶解形成高质量的弹性体。

得到混炼胶后，本发明将将混炼胶浸入120#汽油和乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂A。在本发明中，所述混炼胶浸入120#汽油和乙酯的混合液中溶解，所述溶解的时间优选为2～5h，更优选为4h；

溶解完成后，本发明得到粘合剂A。在本发明中，将120#汽油和乙酯的混合液作为溶解性溶剂，根据相似相容原理，能够较好的溶解混炼胶，得到的粘合剂A中具备一定的弹性体，可室温冷固化，初粘力强度较高，具备优良的耐水性、耐曲挠性、耐介质特性，特别适合不同材质间的粘合；但是粘合剂A自身的长期粘合强度不足，热稳定性较差，耐寒性较差。

本发明制备粘合剂B，将树脂、促进剂PX和硫代乙酰胺混合，将混合物浸入120#汽油和乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂B。在本发明中，所述混合物浸入120#汽油和乙酯的混合液中溶解的时间优选为40～55h，更优选为45～50h，进一步优选为47h。

在本发明中，所述粘合剂B由树脂、促进剂PX、硫代乙酰胺混合溶于120#汽油和乙酯的混合液中制成，优点是可增大弹性体的粘度，缩短弹性体的固化时间，提高弹性体的热稳定性，提高弹性体的耐寒性，提高弹性体的长期稳定性；但是粘合剂B自身不具备一定的弹性，抗机械性能差。

本发明还提供了上述密封圈粘合剂在风洞用大型密封圈粘合中的应用。应用时，本发明将所述粘合剂A、粘合剂B和多异氰酸酯按比例混合，得到密封圈粘合剂；本发明将所述密封圈粘合剂用于大型风洞中的橡胶密封圈和水泥板间的粘合，能够长期有效的将二者牢固粘合，且在有水存在和高低温变化以外力拉扯环境下，仍能够保持较佳的粘合强度。

下面结合实施例对本发明提供的一种密封圈粘合剂及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种密封圈粘合剂的制备方法，包括如下步骤：

制备粘合剂A：取55kg氯丁橡胶CR232、18kg氯丁橡胶M130L和40kg氯丁橡胶A90各自薄通10遍，加入2kg防老剂D进行八八刀薄通5遍得到细化胶，控制温度＜50℃；

在细化胶中加入12kg氧化锌、12kg氧化镁和10kg氧化铅进行八八刀薄通8遍得到混炼胶，温度控制在17℃；

将混炼胶浸入250kg 120#汽油和250kg乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂A；

制备粘合剂B：

将22.5kg 210松香改性酚醛树脂和22.5kg萜烯树脂T-100锤碎，与12.5kg促进剂PX和12.5kg硫代乙酰胺混合，将混合物浸入26.5kg 120#汽油和26.5kg乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂B；

将所述粘合剂A、粘合剂B按照3.5:1的质量比混合后，加入占混合物质量1/12的JQ-6，得到待使用的密封圈粘合剂。

实施例2

一种密封圈粘合剂的制备方法，包括如下步骤：

制备粘合剂A：取50kg氯丁橡胶CR232、15kg氯丁橡胶M130L和35kg氯丁橡胶A90各自薄通10遍，加入2kg防老剂D进行八八刀薄通5遍得到细化胶，控制温度＜50℃；

在细化胶中加入10kg氧化锌、9kg氧化镁和9kg氧化铅进行八八刀薄通8遍得到混炼胶，温度控制在15℃；

将混炼胶浸入200kg 120#汽油和200kg乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂A；

制备粘合剂B：

将15kg 210松香改性酚醛树脂和15kg萜烯树脂T-100锤碎，与10kg促进剂PX和10kg硫代乙酰胺混合，将混合物浸入25kg 120#汽油和25kg乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂B；

将所述粘合剂A、粘合剂B按照3.5:1的质量比混合，加入占混合物质量1/12的JQ-6，得到待使用的密封圈粘合剂。

实施例3

一种密封圈粘合剂的制备方法，包括如下步骤：

制备粘合剂A：取55kg氯丁橡胶CR232、15kg氯丁橡胶M130L和45kg氯丁橡胶A90各自薄通10遍，加入3kg防老剂D进行八八刀薄通5遍得到细化胶，控制温度＜50℃；

在细化胶中加入30kg氧化锌、2kg氧化镁和2kg氧化铅进行八八刀薄通8遍得到混炼胶，温度控制在22℃；

将混炼胶浸入250kg 120#汽油和300kg乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂A；

制备粘合剂B：

将25kg 210松香改性酚醛树脂和20kg萜烯树脂T-100锤碎，与15kg促进剂PX和10kg硫代乙酰胺混合，将混合物浸入30kg 120#汽油和27kg乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂B；

将所述粘合剂A、粘合剂B按照3.5:1的质量比混合，加入占混合物质量1/12的JQ-1，得到待使用的密封圈粘合剂。

实施例4

一种密封圈粘合剂的制备方法，包括如下步骤：

制备粘合剂A：取60kg氯丁橡胶CR232、18kg氯丁橡胶M130L和37kg氯丁橡胶A90各自薄通10遍，加入2kg防老剂D进行八八刀薄通5遍得到细化胶，控制温度＜50℃；

在细化胶中加入12kg氧化锌、12kg氧化镁和12kg氧化铅进行八八刀薄通8遍得到混炼胶，温度控制在20℃；

将混炼胶浸入220kg 120#汽油和260kg乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂A；

制备粘合剂B：

将15kg 210松香改性酚醛树脂和30kg萜烯树脂T-100锤碎，与13kg促进剂PX和15kg硫代乙酰胺混合，将混合物浸入25kg 120#汽油和29kg乙酯的混合液中溶解，得到粘合剂B；

将所述粘合剂A、粘合剂B按照4:1的质量比混合，加入占混合物质量1/8的JQ-1，得到待使用的密封圈粘合剂。

应用例

将实施例1～4制备的密封圈粘合剂分别应用于大型风洞密封圈和水泥板的粘合，并进行剥离强度和耐水性能的测定，具体性能数据见表1。

表1密封圈粘合剂性能

由表1可以看出，本发明实施例1～4制备的密封圈粘合剂能够牢固的粘合橡胶密封圈和水泥板，固化后粘合状态下，经测试十万次交变载荷作用不脱胶不开胶；剥离强度＞3N/mm，在水中侵泡48小时无裂缝；具有剥离强度高，耐水性强的特点，粘合层具有优异的机械性能和耐候性能，符合风洞建造的设计需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。