重鈣、輕鈣、納米鈣，誰是密封膠的“最愛”？

碳酸鈣是密(mi)封(feng)膠行(xing)業(ye)應用最為普遍的功能填料(liao)之一，其添(tian)加量占整(zheng)個密(mi)封(feng)膠配(pei)方(fang)體系的10%～70%，可(ke)增加密(mi)封(feng)膠的體積(ji)，提(ti)高其拉伸強度、耐磨性、抗撕裂性、硬度等性能。目前(qian)，市場(chang)上的(de)(de)碳(tan)酸鈣(gai)產(chan)品主要(yao)有(you)重質碳(tan)酸鈣(gai)、輕質碳(tan)酸鈣(gai)和納米碳(tan)酸鈣(gai)3類，在實際生產(chan)過程中，可根(gen)據(ju)密封膠(jiao)性能的(de)(de)需要(yao)，選擇(ze)不同種類的(de)(de)碳(tan)酸鈣(gai)產(chan)品，一般的(de)(de)選擇(ze)原則如下：

      制備灌(guan)封等流(liu)平型密(mi)封膠時，可選(xuan)擇粒徑大、流(liu)動性較好的碳酸鈣；

      制備觸變性要求較高的(de)密封膠時，可選擇粒徑小、表面處理過(guo)的(de)碳酸(suan)鈣(gai)；

      制(zhi)備高硬(ying)度密封膠時，可適當增大碳酸鈣的添加量；

      改(gai)善(shan)密(mi)(mi)封膠的(de)擠(ji)出性時，可選擇納米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣和重(zhong)質碳(tan)酸(suan)(suan)鈣復配使(shi)用。除此(ci)之(zhi)外，碳(tan)酸(suan)(suan)鈣粒徑、吸油值、水分(fen)含量、表面活化方(fang)式(shi)以及活化劑的(de)選擇等不同，也會導致密(mi)(mi)封膠的(de)物理、力學性能出現較大差異。

      專業人士研(yan)究了不同(tong)廠家、不同(tong)粒(li)徑的碳(tan)酸(suan)鈣(gai)對雙組分硅(gui)酮(tong)密(mi)(mi)封(feng)膠(jiao)(jiao)(jiao)性(xing)(xing)能的影響，結果(guo)表(biao)明：納(na)米碳(tan)酸(suan)鈣(gai)粒(li)徑小，補強效果(guo)最好(hao)，制(zhi)(zhi)(zhi)得的密(mi)(mi)封(feng)膠(jiao)(jiao)(jiao)產品(pin)觸變性(xing)(xing)好(hao)、拉伸(shen)(shen)強度和(he)斷裂伸(shen)(shen)長率最高；輕(qing)質碳(tan)酸(suan)鈣(gai)和(he)重(zhong)質碳(tan)酸(suan)鈣(gai)粒(li)徑稍大，補強效果(guo)次于(yu)納(na)米碳(tan)酸(suan)鈣(gai)，但其制(zhi)(zhi)(zhi)得的密(mi)(mi)封(feng)膠(jiao)(jiao)(jiao)產品(pin)流動(dong)性(xing)(xing)好(hao)；輕(qing)質碳(tan)酸(suan)鈣(gai)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)的密(mi)(mi)封(feng)膠(jiao)(jiao)(jiao)流動(dong)性(xing)(xing)好(hao)、硬度高；重(zhong)質碳(tan)酸(suan)鈣(gai)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)的密(mi)(mi)封(feng)膠(jiao)(jiao)(jiao)流動(dong)性(xing)(xing)好(hao)、硬度稍低。

具體研究如下(xia)：

      1、不同種(zhong)類(lei)的碳酸鈣產(chan)品(pin)性能選用(yong)了6個廠家(jia)的碳酸鈣產(chan)品(pin)，性能檢(jian)測如下：

表1 不(bu)同廠家碳酸(suan)鈣產品(pin)的詳細信(xin)息

      注：1#和(he)2#產(chan)品(pin)(pin)屬于(yu)(yu)(yu)納米碳酸(suan)鈣(gai)；3#和(he)4#產(chan)品(pin)(pin)屬于(yu)(yu)(yu)輕質碳酸(suan)鈣(gai)；5#和(he)6#產(chan)品(pin)(pin)屬于(yu)(yu)(yu)重質碳酸(suan)鈣(gai)，下同(tong)。

表2 不同(tong)廠(chang)家碳酸鈣(gai)產品的(de)水(shui)分(fen)含量

      所有(you)碳酸(suan)(suan)鈣(gai)進廠后檢測的(de)水(shui)分含量比廠家給出的(de)數值均有(you)一定程度(du)的(de)偏(pian)高。這是(shi)因為碳酸(suan)(suan)鈣(gai)在運輸(shu)的(de)過程中容易吸(xi)收水(shui)分，水(shui)分吸(xi)收達到(dao)一定程度(du)后會形成(cheng)以碳酸(suan)(suan)鈣(gai)為結點的(de)局部(bu)微觀網狀結構(gou)，嚴重時密(mi)封膠中出現局部(bu)微觀結構(gou)化、應力集中，形成(cheng)較多分布(bu)均勻的(de)細小“顆粒(li)”，實際表現為局部(bu)收縮或突起(qi)。因此，在密(mi)封膠生產時，攪拌工藝中都(dou)會有(you)脫水(shui)工序；濕氣(qi)固化型密(mi)封膠，在投料前需(xu)先將碳酸(suan)(suan)鈣(gai)烘干，以免影響密(mi)封膠的(de)儲存效果。

2、不(bu)同種類的(de)碳(tan)酸(suan)鈣對密封膠A組分黏度的(de)影(ying)響

表3 密封(feng)膠A組分的黏(nian)度對(dui)比

      對于(yu)粒徑差(cha)別不(bu)大(da)的碳(tan)酸(suan)鈣產(chan)(chan)品，用其制成(cheng)的密封(feng)膠(jiao)(jiao)(jiao)黏(nian)度(du)差(cha)別也不(bu)大(da)。6種密封(feng)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品中，由5#和6#重(zhong)質(zhi)碳(tan)酸(suan)鈣制得的密封(feng)膠(jiao)(jiao)(jiao)黏(nian)度(du)稍低一(yi)些，這是(shi)由于(yu)二(er)者粒徑偏大(da)所致。

3、不同種類的碳酸鈣對(dui)密封膠流動性的影響

表4 密封膠的流動性對(dui)比

      采(cai)(cai)用1#和(he)2#納米碳(tan)酸鈣(gai)(gai)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)密封(feng)膠(jiao)不流(liu)淌；采(cai)(cai)用3#-6#輕質碳(tan)酸鈣(gai)(gai)和(he)重質碳(tan)酸鈣(gai)(gai)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)密封(feng)膠(jiao)，均具(ju)有很好的(de)(de)(de)流(liu)動性(xing)。也就是說，采(cai)(cai)用納米碳(tan)酸鈣(gai)(gai)制(zhi)(zhi)得(de)的(de)(de)(de)密封(feng)膠(jiao)具(ju)有很好的(de)(de)(de)觸變性(xing)，采(cai)(cai)用輕質和(he)重質碳(tan)酸鈣(gai)(gai)制(zhi)(zhi)得(de)的(de)(de)(de)密封(feng)膠(jiao)具(ju)有很好的(de)(de)(de)流(liu)平(ping)性(xing)。即碳(tan)酸鈣(gai)(gai)粒徑的(de)(de)(de)大小(xiao)決定了(le)密封(feng)膠(jiao)的(de)(de)(de)觸變性(xing)和(he)流(liu)平(ping)性(xing)。

4、不同種類(lei)的(de)碳酸(suan)鈣對密封膠硬度的(de)影響

表(biao)5 密封膠的硬度(du)對(dui)比

      采用5#和6#重質碳酸鈣制備的密封膠硬度較低；采用1#-4#納米碳酸鈣和重質碳酸鈣制備的密封膠硬度較高。脂肪酸表面處理的碳酸鈣會產生很多物理交聯點，使其制備的密封膠硬度增加；而重質碳酸鈣未經表面處理，對密封膠硬度的影響是其自身硬度造成的。

5、不同(tong)種類的碳(tan)酸鈣對(dui)密封膠力學性能(neng)的影響

（1）標(biao)準條件下(xia)密封膠的力學(xue)性能

表6 標準條件(jian)下力(li)學性能對比

      以上6種碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)制(zhi)成的硅酮密(mi)封(feng)(feng)膠(jiao)(jiao)，硫化后拉(la)伸(shen)(shen)(shen)強度和(he)(he)(he)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)伸(shen)(shen)(shen)長率(lv)都不相同(tong)。具體(ti)來說：1#和(he)(he)(he)2#納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)制(zhi)得(de)的密(mi)封(feng)(feng)膠(jiao)(jiao)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)強度和(he)(he)(he)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)伸(shen)(shen)(shen)長率(lv)接近。1#和(he)(he)(he)2#為納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)，粒徑(jing)在50nm左(zuo)右，比表面(mian)積大，與體(ti)系中密(mi)封(feng)(feng)膠(jiao)(jiao)聚合物的接觸點(dian)（補(bu)強點(dian)）多，能與密(mi)封(feng)(feng)膠(jiao)(jiao)分(fen)子界面(mian)之(zhi)間(jian)形成較強的相互作(zuo)(zuo)用(yong)，起到阻止裂(lie)(lie)(lie)紋擴展(zhan)、產生(sheng)剪(jian)切(qie)帶、吸收能量等作(zuo)(zuo)用(yong)，使密(mi)封(feng)(feng)膠(jiao)(jiao)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)強度和(he)(he)(he)伸(shen)(shen)(shen)長率(lv)變大，從而具有更好的韌性和(he)(he)(he)抗(kang)沖擊撕裂(lie)(lie)(lie)性能；3#和(he)(he)(he)4#輕質(zhi)(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)制(zhi)得(de)的密(mi)封(feng)(feng)膠(jiao)(jiao)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)強度和(he)(he)(he)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)伸(shen)(shen)(shen)長率(lv)接近。3#和(he)(he)(he)4#屬于微(wei)米(mi)(mi)級活性輕質(zhi)(zhi)(zhi)鈣(gai)(gai)(gai)粉，比表面(mian)積次于納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)，其他性能與納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)接近，所以補(bu)強點(dian)比納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)少，補(bu)強效(xiao)果(guo)稍(shao)差；5#和(he)(he)(he)6#重質(zhi)(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)制(zhi)得(de)的密(mi)封(feng)(feng)膠(jiao)(jiao)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)強度和(he)(he)(he)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)伸(shen)(shen)(shen)長率(lv)接近。5#和(he)(he)(he)6#是活性重質(zhi)(zhi)(zhi)鈣(gai)(gai)(gai)粉，比表面(mian)積遠(yuan)小于納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)和(he)(he)(he)活性輕質(zhi)(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)，補(bu)強點(dian)數量最(zui)少，所以拉(la)伸(shen)(shen)(shen)強度和(he)(he)(he)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)伸(shen)(shen)(shen)長率(lv)最(zui)低(di)，補(bu)強效(xiao)果(guo)最(zui)差。

（2）90℃高溫條件下密封膠的力學性能

表(biao)7 90℃高(gao)溫條件下密(mi)封膠的力學性能對比

      經過(guo)90℃高溫(wen)處(chu)理(li)后，密(mi)封膠(jiao)(jiao)的拉伸強(qiang)度(du)和斷裂伸長率(lv)都明顯(xian)下降(jiang)。其中，1#和2#納米(mi)碳酸鈣(gai)制得(de)的密(mi)封膠(jiao)(jiao)產品(pin)強(qiang)度(du)和伸長率(lv)下降(jiang)最(zui)為明顯(xian)。這是因為納米(mi)碳酸鈣(gai)的比表面積(ji)大，受(shou)熱(re)面積(ji)大，其補強(qiang)效果(guo)更容(rong)易受(shou)到高溫(wen)處(chu)理(li)的影響(xiang)。

 

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