厌氧型密封胶综合性能检测方法

引言
厌氧型密封胶（俗称厌氧胶）是一种在隔绝氧气环境下固化的特殊胶粘剂，广泛应用于机械制造、汽车、航空、电子等领域的螺纹锁固、平面密封、圆柱固持及管道密封。其性能直接影响设备的可靠性、密封性和使用寿命。因此，对其进行系统、严格的性能检测至关重要。以下为全面的厌氧型密封胶关键性能检测项目及方法概述。

一、 物理性能检测
该类检测评估材料的基本力学和物理特性：

  1. 固化速度：

    • 目的： 评估在特定条件下达到规定强度所需时间。
    • 方法： 按标准制备试样（如螺纹锁固用螺栓-螺母组合件），在规定的温度（常用25°C）和湿度条件下固化。使用扭矩仪或拉力机定期测量破坏扭矩或破坏强度，直至达到稳定值（如90%最终强度）。记录达到特定强度（如指干时间、操作强度时间、全固时间）所需时间。参考标准如ISO 10964或GB/T 18747.1。
    • 关键点： 严格控制温度；不同应用对固化速度要求不同（如快速定位 vs. 允许较长时间操作）。

  2. 强度性能：

    • 剪切强度 (Shear Strength)：
      • 目的： 衡量胶层抵抗平行于粘接面的外力能力（核心强度指标）。
      • 方法： 使用标准搭接剪切试样（如钢或铝试片），按标准粘接、固化。在拉力试验机上以恒定速率加载直至破坏。记录最大载荷，计算平均剪切强度（MPa）。常用标准如ISO 4587、ASTM D1002、GB/T 7124。
    • 拉伸强度 (Tensile Strength)：
      • 目的： 衡量胶层抵抗垂直于粘接面的外力能力（对平面密封、固持重要）。
      • 方法： 使用标准轴套拉扭试样（如套接的圆柱体），按标准粘接、固化。在拉力试验机上以恒定速率拉伸直至破坏。记录最大载荷，计算平均拉伸强度（MPa）。常用标准如ASTM D4562或GB/T 6329。
    • 破坏扭矩 & 平均拆卸扭矩：
      • 目的： 专门评估螺纹锁固性能。
      • 方法（破坏扭矩）： 在标准螺栓-螺母组合件上施加锁固胶，按规定扭矩拧紧，固化后使用扭矩仪测量将紧固件拧断或胶层破坏所需的最大扭矩（N·m）。标准如ISO 10964、GB/T 18747.1。
      • 方法（平均拆卸扭矩）： 在测量破坏扭矩的同批样品（或另制备相同样品）固化后，测量拧松紧固件所需的平均扭矩（N·m）。反映拆卸难易度。
    • 压缩剪切强度： 评估固持应用（如轴承、衬套）的性能。方法类似剪切强度，但试样和受力方向不同。

  3. 硬度：

    • 目的： 表征固化后胶层的软硬程度，影响密封性、耐冲击性、应力分布。
    • 方法： 通常使用邵氏硬度计（常用D型）。将足量胶液注入标准模具固化，形成规定厚度的胶块，直接在胶块表面测量。参考标准如ISO 868、ASTM D2240、GB/T 531.1。

  4. 压缩恢复率 (Compression Recovery / Compression Set)：

    • 目的： 评估密封胶在长期受压后恢复原有厚度（保持密封力）的能力，对垫片替代应用（GMP）至关重要。
    • 方法： 将固化胶片置于压缩夹具中，在规定温度下施加规定压力并保持规定时间（如25°C，25%压缩率，22小时）。卸载后，在规定时间（如30分钟）测量胶片厚度恢复百分比。标准如ASTM D395 Method B、ISO 815-2。
 

二、 化学性能与耐环境性检测
该类检测评估材料在化学介质和极端环境下的稳定性：

  1. 耐化学介质性：

    • 目的： 评估胶层抵抗各种油品、溶剂、酸、碱等化学物质侵蚀的能力。
    • 方法： 将固化后的标准试样（如剪切、拉伸、硬度试样或固化胶片）完全浸泡在指定介质（如机油、齿轮油、汽油、柴油、刹车油、防冻液、酸、碱溶液等）中，在规定温度下保持规定时间。取出后清洗、干燥，测试其外观变化、重量变化率以及关键性能（如剪切强度、拉伸强度、硬度）的保留率（%）。参考标准如ASTM D1308、GB/T 11547。

  2. 耐热性：

    • 目的： 评估胶层在高温环境下的长期稳定性（强度保持、热老化）和在极限高温下的短期耐受能力（热强度）。
    • 方法：
      • 热老化： 将固化试样置于规定温度（如150°C）的烘箱中保持规定时间（如1000小时）。取出冷却至室温后测试关键性能（强度、硬度），计算性能保留率（%）。标准如ISO 188、ASTM D573。
      • 热强度： 直接在高温环境下（如使用环境试验箱）测试固化试样的强度（剪切或拉伸强度）。反映材料在该温度下的即时承载能力。

  3. 耐低温性：

    • 目的： 评估胶层在低温环境下的韧性和抗脆裂能力。
    • 方法： 将固化试样置于规定低温（如-40°C, -55°C）下保持规定时间（通常>24小时），然后在低温环境下或取出后立即（防止回温）进行冲击试验或弯曲试验，观察是否开裂或破坏。或在低温下直接测试其强度。

  4. 耐湿热老化性：

    • 目的： 模拟高温高湿环境对胶层的影响（水解、塑化、强度下降）。
    • 方法： 将固化试样置于恒温恒湿试验箱（如85°C, 85% RH）中保持规定时间。取出后干燥（如有必要），测试关键性能（强度、硬度）的保留率（%）。标准如ISO 6270 (CH方法)、ASTM D2247。

  5. 耐盐雾性：

    • 目的： 评估胶层对盐雾腐蚀环境的抵抗能力（对紧固件锁固后防锈蚀尤为重要）。
    • 方法： 制备带有胶层的标准金属试样（常用钢或铝的搭接剪切试样），固化后放入盐雾试验箱，按标准（如中性盐雾NSS，ASTM B117、ISO 9227）进行规定周期的测试。结束后检查胶层本身和被保护金属基材的腐蚀情况（起泡、剥落、锈蚀等级）。
 

三、 应用工艺性能检测
该类检测评估材料在施工过程中的表现：

  1. 粘度：

    • 目的： 影响点胶流动性、涂布性、渗透性（尤其是毛细作用）。
    • 方法： 使用旋转粘度计（常用Brookfield粘度计），选择合适转子与转速，在规定温度（如25°C）下测量胶液的粘度（单位通常为 mPa·s 或 cP）。标准如ISO 2555、ASTM D2196、GB/T 2794。

  2. 触变性：

    • 目的： 衡量胶液在剪切力（搅拌、涂布）作用下粘度降低，静置后粘度恢复的能力。影响施工防流挂性和渗入能力。
    • 方法： 使用旋转粘度计测量不同转速（如低转速0.3 rpm或0.5 rpm代表静置状态，高转速6 rpm或30 rpm代表施工状态）下的粘度值，计算触变指数（TI = 低转速粘度 / 高转速粘度）。TI值越大，触变性越强。

  3. 密度：

    • 目的： 用于成本计算、工艺控制（如定量点胶）。
    • 方法： 常用比重瓶法（重量/体积），在标准温度下测量单位体积胶液的质量（g/cm³）。标准如ISO 2811、GB/T 4472。

  4. 储存稳定性：

    • 目的： 评估胶液在未开封的原包装内，在规定储存条件下（通常要求阴凉干燥处）保持其原始性能（粘度、固化活性）的能力。
    • 方法： 将未开封的样品置于规定温度（如25°C或40°C加速老化）下储存规定时间（如12个月，或40°C下3个月模拟1年）。定期取样测试粘度、固化速度、强度等关键指标，观察是否在允许变化范围内（如粘度变化率≤15%）。标准如ISO 10364。
 

四、 其他重要检测项目

  1. 电绝缘性： 对用于电子电器绝缘密封的厌氧胶，需检测体积电阻率、介电强度等（标准如IEC 60243, IEC 60093）。
  2. 密封性能：
    • 静密封： 使用标准法兰或密封堵头试验台，施加规定压力（液压或气压），在规定温度和介质下保持或循环，检测是否泄漏（标准如ISO 5208, API 598）。
    • 动态密封： 模拟活塞杆等往复运动部件的密封性测试。
  3. 摩擦系数： 对微胶囊预涂型厌氧锁固胶尤为重要，影响螺栓装配扭矩-预紧力关系（标准如ISO 16047）。
 

结论

厌氧型密封胶的综合性能检测是确保其满足特定应用要求的关键环节。通过科学、系统地执行涵盖物理性能（固化速度、强度、硬度、压缩恢复）、化学与耐环境性（耐介质、耐热、耐寒、耐湿热、耐盐雾）以及应用工艺性（粘度、触变性、储存性）等多维度的测试，可以有效评估其可靠性、耐久性和施工便利性。严格遵循相关国际（如ISO, ASTM）和国家标准（如GB）进行检测，并结合实际应用场景选择关键指标，是选择和使用厌氧型密封胶的重要依据，对于保障设备安全运行、延长使用寿命、提升产品质量具有不可替代的作用。生产企业、研发机构和终端用户均应高度重视这一过程。