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液态密封胶

补充:0  浏览:4334  发布时间:2011-9-28


  液态密封胶亦称液态垫圈、液态垫片、液体密封填料等。它是一种呈液态状的新型高分子静密封材料。液态密封胶与液体密封腻子不同之处在于,必须给液态密封胶一定的紧固力,才能发挥其密封作用,因此有人称它为“液体垫片”。但它与固体垫片,如橡胶、石棉、金属、纸质等材料做成的垫子又不同,它具有流动性,因此不存在固体垫片起密封作用时必然产生的压缩变形,因而也没有内应力、松弛、蠕变和弹性疲劳破坏等导致泄漏的因素。由于它具有流动性,可以充满结合面之间的凹陷和缝隙,消除界面泄漏,因而是一种较理想的静密封材料。


  


液态密封胶的分类


  按液态密封胶的化学组成、涂敷后成膜形状和应用场合等可分成许多类型。


  1.按化学组份分类 可分为树脂型、橡胶型、油改性型及天然高分子型。这种分类法能根据高分子材料的特性,推测出它的耐温性、密封性和对各种介质的适应性。


  2.按应用场合分类 可分为耐热型、耐寒型、耐压型、耐油型、耐水型、耐溶剂型、耐化学药品型和绝缘型等。


  3.按其涂敷后成膜性状分类 可分为干性附着型、干性可剥型、非干性粘型、和半干性粘弹型4种。这种分类法是国内常用分类法。对制造者和使用者都很方便。


  目前我国液态密封胶已形成通用型、无溶剂硅酮型以及厌氧型、填隙型、浸渗型等密封胶体体系。


液态密封胶的特性


  液态密封胶本身呈液态,因此流动性好,能在金属的接合面的窄缝中充满缝隙,形成一种具有粘性、粘弹性或可剥性的均匀的稳定的连续的薄膜,从而使在设备各部件的接合面之间起密封作用。


  液态密封胶在一定紧固力下密封性能好,耐压、耐热、耐油性能好。对介质(油、水)有良好的稳定性,对金属不腐蚀,同时,它是液态状,不像固体垫圈那样在起密封作用时必须要有压缩变形,因此也就不存在内应力、松弛、蠕变和弹性疲劳等导致泄漏因素,由于它具有流动性和触变性,可以充满接合面之间凹陷和缝隙,消除了固体垫圈在使用中出现的界面泄漏现象。密封胶是一种具有良好粘接弹性的物质,在受到振动、冲击以及过度压缩时,不会像固体垫圈那样产生龟裂、脱落等破坏性泄漏现象。此外,密封胶制造工艺简单,价格便宜,贮用方便,因此这是一种理想的机械产品静密封材料。


密封机理


  液态密封胶为什么能在机械结合面的缝隙中起密封作用?我们可用一些通常为大家所熟悉的例子来理解它,例如实验室用的玻璃干燥器上盖和主体之间涂一层凡士林,就能防止水、气的侵入;实验室用的滴定管旋塞涂上考克脂,即使旋钮旋转灵活,又起密封作用。


  液态密封膜的起始形态一般呈液态,但是涂敷成膜的最终形态又不一样,所以必须结合它在结合面之间的性状作具体的分析。例如,对于干性附着型的液态密封胶来说,由于它们呈固态,而且粘弹性差,在受到外力紧固后的情况与固体垫片有些相似。因此必须结合分析固体垫片来探索其密封机理,干性可剥型与干性附着型除在最终状态相似外,还表现出优良的粘弹性和受压下的回复能力。因此在密封机理上也不尽相同。而非干性粘型的液和半干性粘弹型密封胶在接合面之间的最终状态是一种粘稠的物质,其密封机理还要考虑到粘性流动问题。近年来,人们分别用粘性流动理论和能量吸收理论来研究和探讨密封胶的密封机理。但这些理论都是在理想工作状态下来分析的,与实际状况相比较还有距离,此处不作论述。


  归纳起来,液态密封胶的作用具有以下五个效果:


  1.表面效果


  固体垫片无论怎样压紧,也不会完全填满接合面上的凹凸不平,在界面上总会存有间隙,而液态密封胶却能将全部凹陷填平,呈现出良好的密封效果。


  2.粘附效果


  液态密封胶呈液态状,具有一定的粘性,对金属接合面具有一定的粘附力,有利于密封。


  3.薄膜效果


  处于接合面间的液态密封胶被螺纹紧固后,形成与间隙相同的薄膜,同时与表面十分吻合。根据单分子膜理论,越薄的膜,复原能力越大,越有利于密封。


  4.流动和耐压


  根据帕斯卡原理,施加在静止液体边界上的压力,将以同等大小向液体所有方向传递,处于接合面间的液态密封胶受到内压作用后,除接合面产生弹性变形外,还会产生不可逆的牛顿型粘性流动。当间隙很小时仅发生弹性变形,当间隙大时才发生流动,即开始泄漏。使用液态密封胶的金属接合面,间隙一般都在0.1mm以下,而且液态密封胶又是粘度很高的液体,很难发生流动,从而保持了密封性。


  5.容积变化和流动


  固体垫片的防泄漏作用是靠垫片的压缩而产生的弹性变形。而液态密封胶的防漏是在受压和拉伸时容积发生变形,它不存在固体垫片的压缩变形,从而也就没有压缩疲劳,弹性破坏,应力松弛等现象,而且它总是与连接 界面粘附着的,所以能防止界面泄漏。


组成


  在研究密封胶的组成之前,我们首先研究一下具备什么条件的粘稠状液体.才能作为密封胶来用。一种实用的液态密封胶必须具备以下几个条件:


  (1)填充性:当金属表面很粗糙时,也能填充所有的凹陷,并对金属表面有很好的浸润性。


  (2)致密性:在间隙中的液态密封胶本身是密致的和柔韧的。


  (3)吻合性:与金属表面有很好的粘附性,受振动时仍然粘附在金属表面。


  (4)连续性:成膜必须是连续的。


  (5)高粘度:胶液粘度要高,并且随温度的变化要小。


  (6)稳定性:胶液本身对金属不腐蚀,对密封的介质稳定,不发生化学反应。


  (7)适应性:适应外界环境介质和温度条件变化,不因外界条件发生变化而失去密封性。


密封性能


  液态密封胶在使用过程中,它的密封性能优劣除与本身的性质有关外,工作条件对它的影响也很大,主要有:


  1.温度


  液态密封胶的基体大都是高分子聚合物,这些聚合物都有不同的使用温度范围,因此使用时必须加以选择。液态密封胶的耐热性可用其胶液的热分解温度或软化温度来表示,密封胶的耐热性取决于聚合物的耐热性,聚合物的耐热性高,胶的耐热性也高。


  2.干燥时间


  大多数通用型液态密封胶都含有溶剂,溶剂挥发完全与否对它的密封性能影响很大,胶液涂在接合面后,过迟或过早连接紧固都会降低其密封性能。一般而言,对干性可剥型密封胶,连接紧固前要凉干2~3min,对含有溶剂的非干性粘型、半干性粘弹型,则需要3~6min。而硅酮型和厌氧型液态密封胶都不含溶剂,无需有干燥时间,但硅酮密封胶固化时必须吸收空气中微量水份才能起密封作用,这个过程对硅酮密封胶而言称为“吸湿”过程。


  3.紧固扭矩


  接合面被紧固时,紧固力越大,接合面间隙就越小,胶液在间隙中的流动性越差,同时胶液对金属的粘附力越大,因此胶的耐压性越高。


  4.接合面形状


  接合面的形状大小、宽度、所用螺栓个数等,对密封胶的密封性能也有才很大的影响,可概括以下几点:


  (1)如果法兰接合面面积受压一定,法兰内径越小,液态密封胶的耐压力越高。


  (2)如果法兰接合面内径和单位面积承受压力一定,则法兰接合面越宽,胶的耐压力越高。


  (3)任意法兰单位面积承受压力越大,即紧固扭矩越大,则胶的耐压力越高。


  (4)如果法兰接合面内外径同时变化,接合面单位面积承受压力保持一定,当法兰接合面外径面积变化大于内径面积变化时,则胶的耐压力越高。


  (5)密封胶的粘力越大,则胶的耐压力越高。


  5.表面粗糙度


  如果连接面很平,表面粗糙度越低,胶的耐压力就越高。但表面粗糙度过低,胶液易于变形和流动,承受压力后胶液易被挤出,不利于密封,但耐压性降低。因此表面粗糙度在Ra 6.3~Ra 0.63为宜。这样还可降低加工费用。


  6.不平度


  如果接合面本身不平,连接紧固后,胶液在接合面间的厚度不一样,厚度较大处的胶液流动时所遇到的摩擦阻力小,容易变形,在介质压力作用下,易产生泄漏,胶的耐压性降低。


  7.保压时间和耐压力


  液态密封胶在使用过程中,短时间内可承受较高的压力,随着保压时间的延长,耐压.力有所下降,但到2小时后耐压力又趋向稳定。


  8.液态密封胶与固态垫片合用


  在通常情况下,接合面间隙在0.1mm以内,通用型液态密封胶可以单独使用;当间隙超过0.1mm或工作条件较苛刻时,可将通用型液态密封胶与固体垫片并用,其密封效果更好。在两者并用的情况下,固体垫片主要起着防止接合面因间隙过大而发生的泄漏,而液态密封胶则起着充满接合面凹陷的作用。


  9.耐介质性能

  选用液态密封胶时,要考虑它对接触介质的稳定性,这种稳定可用重量变化率来衡量,通常重量变化率在±10%以下可认为是稳定的。

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