第四节 塑料密封改性配方设计

密封性塑料复合材料是指用于缝隙或结合部位使之不泄漏或不侵入气体、液体或灰尘等的一类材料。对密封材料的性能要求为不受温度、湿度及其他环境因素的影响，不能与密封的介质发生化学反应；对静密封材料的力学性能要求为耐蠕变性好和压缩强度高，对动密封材料除此之外还要求耐磨性好和低摩擦性。

密封性塑料复合材料是以塑料原料为主，适当加入增强剂、耐磨改性剂、填料、润滑剂等。

一、聚烯烃类密封材料配方设计

树脂选用相对分子质量高的牌号，如可能最好适度交联。增强材料有玻璃纤维、碳酸钙及滑石粉等，为提高稳定性能还需加入稳定剂。

具体配方如下。

（1）HDPE密封垫

HDPE：100；2—苯基萘胺：0.2；玻璃纤维：5；亚磷酸三苯酯：0.1；炭黑：3。

（2）PP密封条

PP：100；氯化石蜡：5；滑石粉：40；月桂酸二丁基锡：1。

二、聚氯乙烯类密封材料配方设计

主要为聚氯乙烯和聚过氯乙烯两类，其共同特点为具有阻燃性、耐腐蚀性和较好的力学性能。其中聚氯乙烯常作为密封件，聚过氯乙烯主要用作密封剂（又称为腻子），增强材料为无机填料，其他助剂有增塑剂、稳定剂及稀释剂等。

具体配方如下：

（1）PVC密封垫配方

PVC：100；稳定剂：6；DOP：60；碳酸钙：15。

（2）密封条配方

PVC（P=2500）：75～85；NBR粉：15～25；DOP：60；填充剂：适量。

（3）密封胶配方

PVC：24%；丙酮：28%；DOP：16%；二甲苯：16%；气相二氧化硅：8%；二乙烯三胺：8%。

三、聚四氟乙烯类密封材料配方设计

PTFE具有自润滑性和低摩擦因数，但因强度不高需加入增强材料。常用的增强材料有金属填料如铜、青铜、铝、铅粉和纤维，无机填料如石墨、二硫化钼等，纤维类如玻璃纤维、石棉纤维等。

具体配方如下：

（1）PTFE密封圈配方

PTFE：50%～90%；增强树脂：5%～50%；二硫化钼：0～6%。

（2）PTFE活塞环配方

PTFE：60%；石墨：5%；玻璃纤维：12%；二硫化钼：3%；锡青铜粉：20%。

（3）轴承材料配方

PTFE：5%～30%；石墨：1%～2%；青铜粉：5%～60%；PVDF：适量。

（4）密封胶配方

PTFE乳液：45%；石棉粉：2%；聚丁烯：30%；硬脂酸：1%；铝粉：15%；三氯乙烯：7%。

四、聚酰胺类密封材料配方设计

PA具有耐磨、自润滑、弹性好和抗冲击等优点，可用的增强材料有石墨、二硫化钼、铝、铜、玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。

具体配方如下：

（1）密封垫配方

PA6：100；对羟基苯甲酸酯：6；石墨：20；钛白粉：0.3；玻璃纤维：10。

（2）密封胶配方

共聚尼龙PA：15；立德粉：30；酚醛树脂：15；溶剂：40。

五、聚苯硫醚类密封材料配方设计

PPS具有优异的耐热性、耐腐蚀性、阻燃性和尺寸稳定性，常用的增强材料有二硫化钼、石棉、玻璃纤维、碳纤维及无机填料等。

具体配方有：

（1）PPS塑封料配方

PPS：100；有机硅烷化合物：0.5；玻璃纤维：68。

（2）PPS密封料配方

PPS：50%～94%；石墨：1%～20%；碳纤维：5%～30%。

六、聚酰亚胺类密封材料配方设计

PI的力学性能优异，耐热性好、阻燃性、耐辐射性和耐磨性均好，常用的增强材料有玻璃纤维、碳纤维、石墨、二硫化钼、二氧化硅和铝粉等。用于密封材料的PI用长纤维、炭黑及二硫化钼增强，用于封装材料的PI用铝粉、短纤维、二氧化硅和二硫化钼增强。

具体配方如下：

（1）聚酰亚胺密封配方Ⅰ

双马来酰亚胺（BMI）：100；硅烷偶联剂：4.1；二氧化硅（粉末）：295；蜡：0.9；二氧化硅（球形）：115；叔丁基过氧化缩酮化合物：1.8；1，4—双［2-（2—叔丁基过氧化）丙基］苯：0.45。

（2）聚酰亚胺密封配方Ⅱ

PI：20%；环氧硅烷：1.0%；酚芳烷基树脂：10%；炭黑：0.3%；二氧化硅：66.4%；蜡：0.3%；DCP：0.2%；三氧化二锑：1.5%；磷酸三苯酯：0.3%。

七、聚酯类密封材料配方设计

聚酯分为饱和聚酯和不饱和聚酯两类，在密封材料中都有应用。

饱和聚酯具有较好的韧性、柔性和干态力学性能，其所用增强材料为碳酸钙、滑石粉和二氧化硅等。饱含聚酯可用于密封料、热熔胶和封装料。

不饱和聚酯具耐磨性、耐热性和耐化学性，但韧性和耐热老化性一般。其所选用增强材料为各类纤维、金属和无机填料等。不饱和聚酯主要用之于封装材料和腻子。

具体配方如下：

（1）聚酯密封胶配方

不干油性醇酸树脂：29.8%；防老剂：0.2%；氯丁胶：8.8%；石蜡：0.5%；滑石粉：4.8%；氧化镁：0.4%；铝粉：2.8%；三氯乙烷：43.5%；氧化锌：0.4%；正己烷：8.8%。

（2）热熔胶密封配方

聚酯树脂：100；滑石粉：12；齐聚苯乙烯树脂：35；2，6—二叔丁基对甲酚：1.5；二甲苯树脂：20。

（3）封装料配方

聚酯：30%～95%；短切玻璃纤维：5%～70%。

（4）腻子配方

UP：30%～40%；苯乙烯：3%～5%；填料：60%～70%；促进剂：0.5%～0.8%。

八、环氧树脂类密封材料配方设计

环氧树脂具有黏附性能好、收缩率小、电性能优良和耐化学稳定性好等优点。其常用的增强材料有金属粉（如铁、铜、铝和银等）、非金属粉（如二氧化硅、石英粉、石棉粉、玻璃粉和水泥粉等）和纤维（玻璃纤维、石棉纤维和碳纤维等）。

环氧密封材料主要用于密封胶、密封剂和封装材料等。

具体配方如下：

（1）密封胶配方

环氧树脂：100；磷酸锌粉：30；二氧化硅：30；溶剂：适量。

（2）封装材料配方

环氧树脂：100；三氧化二锑：1；二氧化硅（硅烷处理）：80；炭黑：0.3。

九、酚醛树脂类密封材料配方设计

酚醛树脂具有黏接力强、耐热、耐腐蚀、抗蠕变及价廉等优点，增强材料有石墨、石棉、滑石粉、二氧化硅、碳酸钙、铝粉和玻璃纤维等。树脂选用甲阶酚醛和以丁腈胶、缩醛、环氧和有机硅等改性酚醛。

酚醛树脂密封材料主要用于封装材料和密封胶，具体配方如下：

酚醛密封胶配方

PF：100；苯酚：25；PA：68.5；甲醇：95；气相二氧化硅：12。

十、聚氨酯类密封材料配方设计

PU具有优异的弹性、耐低温、耐冲击、抗疲劳、耐磨性、耐候性及电绝缘等，用于密封材料的增强材料有二氧化硅、碳酸钙、氧化钙、钛白粉、陶土、滑石粉和炭黑等，可用于密封件、密封剂、密封胶及封装材料。

具体配方如下：

（1）密封剂配方

甲组分：聚醚：80%；磷酸：少量；异氰酸酯：20%。

乙组分：煤焦油54.9%；填料：26.3%；交联剂：10.4%；助剂：8.4%。

（2）密封胶配方

PU预聚物：100；填料：10～60；催化剂：0.1～3；助剂：0.5～5。

（3）封装料配方

端羟基聚丁二烯：100；助剂：4；MDI：36；硅微粉：50；扩链剂：10。

十一、有机硅类密封材料配方设计

SI具有优异的耐热和耐低温性能，良好的电性能、耐候性、化学稳定性、耐氧化性、透气性和弹性等。常用的增强材料有：炭黑、二氧化硅、石棉和钛白粉等，此外还可加入硫化剂、促进剂、偶联剂和溶剂等。

SI密封材料可作为密封件、密封胶、密封剂和封装材料等，具体配方如下：

（1）SI密封剂配方

有机硅橡胶：100；气相二氧化硅：42.4；二苯基二乙氧基硅烷：5.5；三氧化二铁：101。

（2）SI密封胶配方

二甲氧基硅烷聚氧化丙烯：100；硅烷偶联剂：5；三氧化二铁：200；碳酸钙：100；DOP：30；二月桂酸二丁基锡：2。

（3）SI封装料配方

乙烯基硅油：100；甲基含氢硅油：0.5～5；偶联处理的二氧化硅：20～40；铂催化剂：0.1～1。

十二、丙烯酸酯类密封材料配方设计

主要以丙烯酸酯乳液和橡胶为原料，增强材料为碳酸钙、陶土、滑石粉、硅灰石粉和炭黑等，此外还可加入增稠剂、交联剂和增塑剂等。丙烯酸酯主要用之于密封胶和密封剂，其中密封剂选丙烯酸酯二元和三元共聚物，密封胶可选均聚物，具体配方如下：

（1）丙烯酸酯密封剂配方

丙烯酸酯三元共聚乳液：100；填料：50～80。

（2）丙烯酸酯密封胶带配方

丙烯酸酯乳液：100；交联剂：4～5；导电填料：25～35；增稠剂：适量。

十三、乙酸乙烯酯类密封材料配方设计

乙酸乙烯酯的均聚物为PVAc，乙酸乙烯酯与乙烯的共聚物为EVA。其常用的增强剂为二氧化硅、钛白粉、石膏和炭黑等，其他助剂有增塑剂、增黏树脂和溶剂等。乙酸乙烯酯类可用于热熔胶和密封胶，热熔胶选EVA为原料，密封胶选用PVAc，具体配方如下：

（1）乙酸乙烯酯热熔胶配方

EVA：100；滑石粉：20；合成石蜡树脂：7；2，6—二叔丁基甲酚：1；香豆酮—茚树脂：25。

（2）乙酸乙烯酯密封胶配方

PVAc：100；磷酸三甲酸酯：50；环氧：20；防沉淀填料：18；甲苯：12；丁酮：6。

十四、含苯乙烯类树脂密封材料配方设计

主要以PS、SBS及SIS为原料。其中SBS用黏土、滑石粉、白垩和二氧化硅为增强材料，可用于热熔胶和密封胶；PS用陶土、碳酸钙、炭黑、钛白粉、滑石粉等，可用于密封剂和密封胶。

具体配方如下：

废PS：100；混合溶剂：350；SBS：10～40；活性炭酸钙：10～40；松香树脂：5～10。