轻质碳酸钙作为一种常见的无机填料,在密封胶生产中被广泛应用。它不仅能够显著提高密封胶的体积和降低成本,还能对密封胶的硬度、拉伸强度、耐磨性等物理性能产生重要影响。本文将深入探讨轻质碳酸钙添加量对密封胶硬度的影响及其作用机制。
轻质碳酸钙的特性及其在密封胶中的作用
轻质碳酸钙(PCC)是通过化学沉淀法制备的碳酸钙,具有粒径小、比表面积大、颗粒形状规整等特点。在密封胶中,轻质碳酸钙的主要作用包括:
1. 提高硬度:轻质碳酸钙的硬度较高,能够显著提高密封胶的整体硬度。
2. 增强机械性能:其细小的颗粒能够在密封胶基体中形成微小的支撑点,增强密封胶的拉伸强度和耐磨性。
3. 改善触变性:轻质碳酸钙的高比表面积使其能够与密封胶基体形成良好的相互作用,从而改善密封胶的触变性。
轻质碳酸钙添加量对密封胶硬度的影响
(一)硬度的提升
轻质碳酸钙的添加量对密封胶硬度的影响显著。研究表明,随着轻质碳酸钙添加量的增加,密封胶的硬度会逐步提高。这是因为轻质碳酸钙的颗粒硬度较高,能够在密封胶基体中形成微小的支撑点,从而增强整体硬度。例如,当轻质碳酸钙的添加量从10%增加到30%时,密封胶的硬度可以从邵氏硬度60HA提升到80HA。
(二)粒径与硬度的关系
轻质碳酸钙的粒径大小也会影响其对密封胶硬度的作用。粒径较小的轻质碳酸钙具有更高的比表面积,能够更均匀地分散在密封胶基体中,从而更有效地提高硬度。研究表明,粒径在1-5微米范围内的轻质碳酸钙对密封胶硬度的提升效果*为显著。
(三)表面处理的影响
轻质碳酸钙的表面处理对其在密封胶中的作用也有重要影响。经过脂肪酸或硅烷偶联剂表面处理的轻质碳酸钙,能够更好地与密封胶基体结合,形成更多的物理交联点,从而进一步提高密封胶的硬度。例如,经过硬脂酸处理的轻质碳酸钙制备的密封胶,其硬度比未处理的高出10%-20%。
(四)添加量的优化
虽然轻质碳酸钙能够提高密封胶的硬度,但过量添加可能会导致密封胶的柔韧性下降,甚至出现脆性增加的问题。因此,需要根据密封胶的具体应用场景,合理控制轻质碳酸钙的添加量。一般来说,添加量在10%-30%之间能够较好地平衡硬度和柔韧性。
轻质碳酸钙对密封胶其他性能的影响
(一)触变性
轻质碳酸钙能够显著改善密封胶的触变性。其高比表面积和细小颗粒能够在剪切力作用下快速重新排列,使密封胶在施工过程中具有良好的流动性,而在静置时保持较高的黏度。这种触变性对于密封胶的施工性能至关重要,能够有效防止施工过程中的流挂现象。
(二)拉伸强度和断裂伸长率
轻质碳酸钙的添加量对密封胶的拉伸强度和断裂伸长率也有显著影响。适量的轻质碳酸钙能够提高密封胶的拉伸强度,但过量添加可能会导致断裂伸长率下降。研究表明,当轻质碳酸钙的添加量为20%时,密封胶的拉伸强度可达2.5MPa,断裂伸长率为300%。
(三)耐磨性和抗压性
轻质碳酸钙能够显著提高密封胶的耐磨性和抗压性。其细小颗粒能够在密封胶基体中形成微小的支撑点,增强密封胶的耐磨性和抗压性能。例如,在聚氨酯密封胶中添加30%的轻质碳酸钙,耐磨寿命可延长至5000次循环。
结论
轻质碳酸钙作为一种重要的无机填料,能够显著提高密封胶的硬度、拉伸强度、耐磨性和抗压性。其添加量对密封胶性能的影响显著,适量的轻质碳酸钙能够有效提升密封胶的综合性能,但过量添加可能会导致柔韧性下降。通过优化轻质碳酸钙的添加量和表面处理方式,可以更好地平衡密封胶的硬度和柔韧性,从而满足不同应用场景的需求。