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密封膠與密封脂

密封膠與密封脂

　　密封膠是一種涂敷在兩結合面間，使之膠接在一起，從而將泄漏縫隙堵塞的密封材料。密封膠是一種高分子密封材料。密封膠一般分為液態密封膠與厭氧膠兩類。液態密封膠的初始形態一般是具有流動性的粘稠液狀物，能容易地填滿接合面間的縫隙而形成（或者經過干燥后形成）具有粘性、粘彈性或可剝性的均勻而穩定的連續薄膜。而厭氧膠則在密封膠滲入兩接合面并與空氣隔絕時，在常溫下自行聚合固化而將兩接合面牢固地膠接和密封。

　　密封膠具有良好的密封性能，又有良好的耐溫、耐壓、耐密介質等特點，使用方法簡便，常用于機電產品的靜止接合面間的密封，以及接合面較復雜的螺紋等的密封。

　　密封脂則是一種輔助密封材料，它可配合密封材料解決密封泄漏或在沖擊、振動、交變負荷下的靜密封和低速一下的動密封。

　　一、液態密封膠

　　（一）分類

　　按液態密封膠的化學組成、涂敷后成膜形狀和應用場合等可分成許多類型。

　　1.按化學組份分類　可分為樹脂型、橡膠型、油改性型及天然高分子型。這種分類法能根據高分子材料的特性，推測出它的耐溫性、密封性和對各種介質的適應性。

　　2.按應用場合分類　可分為耐熱型、耐寒型、耐壓型、耐油型、耐水型、耐溶劑型、耐化學藥品型和絕緣型等。

　　3.按其涂敷后成膜性狀分類　可分為干性附著型、干性可剝型、非干性粘型、和半干性粘彈型4種。這種分類法是國內常用分類法。對制造者和使用者都很方便。

　　目前我國液態密封膠已形成通用型、無溶劑硅酮型以及厭氧型、填隙型、浸滲型等密封膠體體系。

　　（二）特性

　　液態密封膠本身呈液態，因此流動性好，能在金屬的接合面的窄縫中充滿縫隙，形成一種具有粘性、粘彈性或可剝性的均勻的穩定的連續的薄膜，從而使在設備各部件的接合面之間起密封作用。

　　液態密封膠在一定緊固力下密封性能好，耐壓、耐熱、耐油性能好。對介質（油、水）有良好的穩定性，對金屬不腐蝕，同時，它是液態狀，不像固體墊圈那樣在起密封作用時必須要有壓縮變形，因此也就不存在內應力、松弛、蠕變和彈性疲勞等導致泄漏因素，由于它具有流動性和觸變性，可以充滿接合面之間凹陷和縫隙，消除了固體墊圈在使用中出現的界面泄漏現象。密封膠是一種具有良好粘接彈性的物質，在受到振動、沖擊以及過度壓縮時，不會像固體墊圈那樣產生龜裂、脫落等破壞性泄漏現象。此外，密封膠制造工藝簡單，價格便宜，貯用方便，因此這是一種理想的機械產品靜密封材料。

　　（三）密封機理

　　液態密封膠為什么能在機械結合面的縫隙中起密封作用？我們可用一些通常為大家所熟悉的例子來理解它，例如實驗室用的玻璃干燥器上蓋和主體之間涂一層凡士林，就能防止水、氣的侵入；實驗室用的滴定管旋塞涂上考克脂，即使旋鈕旋轉靈活，又起密封作用。

　　液態密封膜的起始形態一般呈液態，但是涂敷成膜的*終形態又不一樣，所以必須結合它在結合面之間的性狀作具體的分析。例如，對于干性附著型的液態密封膠來說，由于它們呈固態，而且粘彈性差，在受到外力緊固后的情況與固體墊片有些相似。因此必須結合分析固體墊片來探索其密封機理，干性可剝型與干性附著型除在*終狀態相似外，還表現出優良的粘彈性和受壓下的回復能力。因此在密封機理上也不盡相同。而非干性粘型的液和半干性粘彈型密封膠在接合面之間的*終狀態是一種粘稠的物質，其密封機理還要考慮到粘性流動問題。近年來，人們分別用粘性流動理論和能量吸收理論來研究和探討密封膠的密封機理。但這些理論都是在理想工作狀態下來分析的，與實際狀況相比較還有距離，此處不作論述。

　　歸納起來，液態密封膠的作用具有以下五個效果：

　　1．表面效果

　　固體墊片無論怎樣壓緊，也不會完全填滿接合面上的凹凸不平，在界面上總會存有間隙，而液態密封膠卻能將全部凹陷填平，呈現出良好的密封效果。

　　2.粘附效果

　　液態密封膠呈液態狀，具有一定的粘性，對金屬接合面具有一定的粘附力，有利于密封。

　　3．薄膜效果

　　處于接合面間的液態密封膠被螺紋緊固后，形成與間隙相同的薄膜，同時與表面十分吻合。根據單分子膜理論，越薄的膜，復原能力越大，越有利于密封。

　　4．流動和耐壓

　　根據帕斯卡原理，施加在靜止液體邊界上的壓力，將以同等大小向液體所有方向傳遞，處于接合面間的液態密封膠受到內壓作用后，除接合面產生彈性變形外，還會產生不可逆的牛頓型粘性流動。當間隙很小時僅發生彈性變形，當間隙大時才發生流動，即開始泄漏。使用液態密封膠的金屬接合面，間隙一般都在0.1mm以下，而且液態密封膠又是粘度很高的液體，很難發生流動，從而保持了密封性。

　　5.容積變化和流動

　　固體墊片的防泄漏作用是靠墊片的壓縮而產生的彈性變形。而液態密封膠的防漏是在受壓和拉伸時容積發生變形，它不存在固體墊片的壓縮變形，從而也就沒有壓縮疲勞，彈性破壞，應力松弛等現象，而且它總是與連接界面粘附著的，所以能防止界面泄漏。

　　（四）組成

　　在研究密封膠的組成之前，我們首先研究一下具備什么條件的粘稠狀液體．才能作為密封膠來用。一種實用的液態密封膠必須具備以下幾個條件：

　　(1)填充性：當金屬表面很粗糙時，也能填充所有的凹陷，并對金屬表面有很好的浸潤性。

　　(2)致密性：在間隙中的液態密封膠本身是密致的和柔韌的。

　　(3)吻合性：與金屬表面有很好的粘附性，受振動時仍然粘附在金屬表面。

　　(4)連續性：成膜必須是連續的。

　　(5)高粘度：膠液粘度要高，并且隨溫度的變化要小。

　　(6)穩定性：膠液本身對金屬不腐蝕，對密封的介質穩定，不發生化學反應。

　　(7)適應性：適應外界環境介質和溫度條件變化，不因外界條件發生變化而失去密封性。

　　（五）密封性能

　　液態密封膠在使用過程中，它的密封性能優劣除與本身的性質有關外，工作條件對它的影響也很大，主要有：

　　1．溫度

　　液態密封膠的基體大都是高分子聚合物，這些聚合物都有不同的使用溫度范圍，因此使用時必須加以選擇。液態密封膠的耐熱性可用其膠液的熱分解溫度或軟化溫度來表示，密封膠的耐熱性取決于聚合物的耐熱性，聚合物的耐熱性高，膠的耐熱性也高。

　　2.干燥時間

　　大多數通用型液態密封膠都含有溶劑，溶劑揮發完全與否對它的密封性能影響很大，膠液涂在接合面后，過遲或過早連接緊固都會降低其密封性能。一般而言，對干性可剝型密封膠，連接緊固前要涼干2～3min，對含有溶劑的非干性粘型、半干性粘彈型，則需要3～6min。而硅酮型和厭氧型液態密封膠都不含溶劑，無需有干燥時間，但硅酮密封膠固化時必須吸收空氣中微量水份才能起密封作用，這個過程對硅酮密封膠而言稱為“吸濕”過程。

　　3.緊固扭矩

　　接合面被緊固時，緊固力越大，接合面間隙就越小，膠液在間隙中的流動性越差，同時膠液對金屬的粘附力越大，因此膠的耐壓性越高。

　　4.接合面形狀

　　接合面的形狀大小、寬度、所用螺栓個數等，對密封膠的密封性能也有才很大的影響，可概括以下幾點：

　　(1)如果法蘭接合面面積受壓一定，法蘭內徑越小，液態密封膠的耐壓力越高。

　　(2)如果法蘭接合面內徑和單位面積承受壓力一定，則法蘭接合面越寬，膠的耐壓力越高。

　　(3)任意法蘭單位面積承受壓力越大，即緊固扭矩越大，則膠的耐壓力越高。

　　(4)如果法蘭接合面內外徑同時變化，接合面單位面積承受壓力保持一定，當法蘭接合面外徑面積變化大于內徑面積變化時，則膠的耐壓力越高。

　　(5)密封膠的粘力越大，則膠的耐壓力越高。

　　5.表面粗糙度

　　如果連接面很平，表面粗糙度越低，膠的耐壓力就越高。但表面粗糙度過低，膠液易于變形和流動，承受壓力后膠液易被擠出，不利于密封，但耐壓性降低。因此表面粗糙度在Ra6.3～Ra 0.63為宜。這樣還可降低加工費用。

　　6．不平度

　　如果接合面本身不平，連接緊固后，膠液在接合面間的厚度不一樣，厚度較大處的膠液流動時所遇到的摩擦阻力小，容易變形，在介質壓力作用下，易產生泄漏，膠的耐壓性降低。

　　7.保壓時間和耐壓力

　　液態密封膠在使用過程中，短時間內可承受較高的壓力，隨著保壓時間的延長，耐壓．力有所下降，但到2小時后耐壓力又趨向穩定。

　　8.液態密封膠與固態墊片合用

　　在通常情況下，接合面間隙在0.1mm以內，通用型液態密封膠可以單獨使用；當間隙超過0.1mm或工作條件較苛刻時，可將通用型液態密封膠與固體墊片并用，其密封效果更好。在兩者并用的情況下，固體墊片主要起著防止接合面因間隙過大而發生的泄漏，而液態密封膠則起著充滿接合面凹陷的作用。

　　9.耐介質性能

　　選用液態密封膠時，要考慮它對接觸介質的穩定性，這種穩定可用重量變化率來衡量，通常重量變化率在±10％以下可認為是穩定的。

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