[发明专利]一种高强度聚硫密封胶

说明书

技术领域

本发明属于密封胶技术领域，特别涉及一种高强度聚硫胶密封材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳质新材料，呈现单层或多层结构，具有优异的力学性能、电导率、热导率和透光率。氧化还原法的建立现实了石墨烯的规模化制备(Carbon，2006，44，3342-3347；Mater.Chem.，2006，16，155-158)，并使得石墨烯/聚合物复合材料的研制成为可能。最近已出现石墨烯/聚氨酯、丙烯酸树脂、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、环氧树脂复合材料的报道(Adv.Mater.，2011，23，1089-1115)。石墨烯/聚合物复合材料能够实现单一材料的优势互补，大幅度提高聚合物基材的力学性能，并赋予复合材料良好的电导率和热导率，使其可用于电磁波屏蔽材料、散热材料和导电材料，具有广泛的应用前景。研究发现，氧化还原法制备的氧化石墨烯经还原后，极易发生聚集，使得试验结果与理论预测仍相距甚远。而直接利用氧化石墨烯所制备的石墨烯/聚合物复合材料的性能更优越。

经硫化形成的弹性聚硫橡胶复合物在交通、建筑及石油化工等行业被广泛用作密封胶。已知的聚硫橡胶密封胶，通常是以液体聚硫橡胶为基体，添加适量的补强剂、助剂和固化剂，经机械混合而成的双组份密封材料。不添加补强材料的聚硫密封胶力学强度极低，几乎没有应用价值。通常利用炭黑和重钙对聚硫密封胶进行补强，获得拉伸强度为1.5～5MPa的密封材料。靳耿栓在中国专利(ZL 200610150004.3)中公开了用双酚A型环氧树脂和偶联剂对聚硫密封胶进行改性，得到100％内聚破坏的聚硫密封胶。但至今为止，尚未见有采用氧化石墨烯增加聚硫密封胶粘结性能的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高强度的聚硫类密封胶及其制备方法。

一种高强度聚硫密封胶，其主要组分包括基膏和硫化膏：

基膏包括以下组分(以重量百分比计)：

液态聚硫橡胶：30～80％；

氧化石墨烯：5～60％；

增粘剂：0.5～10％；

增塑剂：5～20％；

助剂：0～5％。

所述的液体聚硫橡胶是平均分子量为1000-7000的液体聚硫橡胶中的一种或多种的混合物；优选平均分子量为4000的液体聚硫橡胶。液体聚硫橡胶是密封胶的基体，其平均分子量根据密封胶硫化后的拉伸强度和断裂伸长率调整，增大分子量可提高拉伸强度，降低分子量则能提高断裂伸长率。

所述的氧化石墨烯为由X射线衍射测定时未显示石墨和/或氧化石墨的特征的碳材料；所述的氧化石墨烯的体积密度为40kg/m³～0.1kg/m³、碳氧比为60/40～95/5，优选体积密度为20kg/m³～0.1kg/m³、碳氧比为80/20～95/5的氧化石墨烯。氧化石墨烯是聚硫密封胶的优良补强剂，一般要求其PH值为9～11。

所述的增粘剂为环氧树脂，优选选用双酚A型环氧树脂。环氧树脂具有优良的耐高低温性能，对铝合金和无机玻璃有着良好的粘结性能。

所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯或氯化石蜡。

所述的助剂包括：防流淌剂-气相白炭黑；稳定剂-硬脂酸钙。

硫化膏包括以下组分(以重量百分比计)：

硫化剂：25～70％；

增塑剂：25～70％；

硫化促进剂：0.5～5％；

所述的硫化剂为二氧化锰、二氧化铅、过氧化钙、过氧化锌或有机过氧化物，优选为二氧化锰。二氧化锰可以实现聚硫橡胶室温硫化的可能，耐热性优于二氧化铅，是聚硫橡胶主要的硫化剂，其PH值应在6-8之间，呈弱酸性。

所述的促进剂选用二苯胍。二苯胍能加快硫化过程，是液体聚硫橡胶通用的促进剂。

增塑剂的选用同基膏。

基膏和硫化膏的混配重量比为100∶6～100∶15。

上述高强度聚硫密封胶使用时，可按以下方法配制：

1)基膏的制备：按基膏的配方中各组分的比例，称量基膏的各组分的重量；将称取的物料混合均匀，反复研磨直至得到均匀膏状物；

2)硫化膏的配制：按硫化膏的配方中各组分的比例，称量硫化膏的各组分的重量；将称取的物料混合均匀，反复研磨直至得到均匀膏状物。

3)基膏和硫化膏的混配重量比为100∶6～100∶15。