密封膠預聚體強度不高,制備密封膠必須添加具有一定補強作用的填料,常見的填料主要有碳酸鈣、石英粉、炭黑、鈦白粉、氫氧化鋁、滑石粉、高嶺土、黏土等。其中碳酸鈣填料粒徑分級多、表面處理方式多樣、白度高、生產工藝成熟、價位低廉,相比其他填料應用普遍。碳酸鈣在密封膠中應用的優勢,在于它能增加密封膠的體積,提高密封膠的拉伸強度、耐磨性、抗撕裂性、硬度等,其添加量可占整個密封膠配方體系的10%~70%。由于碳酸鈣產品在密封膠中的用量如此之大,密封膠行業對碳酸鈣產品也提出了較高的要求:質量穩定、各項性能指標波動小、具有良好的補強效果和加工性能、價位合適、能創造一定的經濟效益等。目前,國產碳酸鈣已經逐步克服了種種技術難題,以過硬的產品質量逐步取代了進口碳酸鈣產品,開拓了自己的新天地。密封膠領域的發展促進了整個碳酸鈣行業的發展,兩者相輔相成,息息相關。
碳酸鈣產品主要有3類:納米碳酸鈣、輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣。研發人員需要根據密封膠性能的需要,對不同種類的碳酸鈣做出合理的選擇。一般情況下,制備灌封等流平型密封膠時,可選擇粒徑大、流動性較好的碳酸鈣;制備觸變性要求較高的密封膠時,可選擇粒徑小、表面處理過的碳酸鈣;制備高硬度密封膠時,可適當增大碳酸鈣的添加量;改善密封膠的擠出性時,可選擇納米碳酸鈣和重質碳酸鈣復配使用。除此之外,碳酸鈣粒徑、吸油值、水分含量、表面活化方式以及活化劑的選擇等不同,也會導致密封膠的物理、力學性能出現較大差異。我們以雙組分硅酮密封膠為例,研究碳酸鈣對硅酮密封膠性能的影響,為密封膠中碳酸鈣的選擇提供參考。
將硅酮密封膠分為基膠(A 組分)、固化劑(B 組分)兩個組分。
A 組分:在雙行星攪拌機加入120 份107 硅橡膠和100 份碳酸鈣充分混合均勻,裝入潔凈容器中密封。
B組分:在雙行星攪拌機中加入固化劑,混合均勻后裝入潔凈塑料管中密封。
不同種類的碳酸鈣對密封膠性能的影響不同:納米碳酸鈣粒徑小,補強效果好,制得的密封膠產品觸變性好、拉伸強度和斷裂伸長率高;輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣粒徑稍大,補強效果次于納米碳酸鈣,但其制得的密封膠產品流動性好;輕質碳酸鈣制得的密封膠硬度高,重質碳酸鈣制得的密封膠硬度低;高溫處理后,不同碳酸鈣制成的硅酮密封膠強度和伸長率都會有所降低;低溫處理后,不同碳酸鈣制成的硅酮密封膠強度和伸長率都會有所提高。