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吉安地磅称重传感器密封胶的选择与应用

来源:www.jxguoheng.com         发布时间:2018-08-31

  吉安地磅称重传感器密封胶的选择与应用,一起来看看吧。

  本文通过对聚氨酯胶和有机硅橡胶的比较、分析和试验,指出了两者的不同特点,确认PR-1聚氨酯密封胶有突出的防潮能力,在硅橡胶的众多品种中,防潮 能力有着很大的差异,同时提出了密封胶选用的一般程序和密封胶应用的四要素。
密封胶品种繁多。其分类也有多种方式,有按化学组成、物理形态、应用范围分的,也有按固化方式、固化后胶膜性质、强度高低来分的。面对繁多的密封胶品种。我们常有无所适从的感觉;即使是己为行业所公认的产品,也因不同生产厂家有着不同的质量而产生不同的使用效果,更增加了选择的难 度。某国际知名品牌的产品说明书上的一段话,也许可以帮助我们确定选择程序。对密封胶产品样本分析比较一自己的实验室 试验一产品现场应用考核一确定密封胶的选 型——优化密封结构。事实上一些质量管理比较严格的传感器厂也是 这样做的。下面以聚氨酯密封胶和有机硅橡胶的比 较与选择过程加以说明。
  1.分析比较
聚氨酯和有机硅材料性能的一般表述
聚氨酯(PU)是其分子链中含有氨酯基(一 NHCOO—)或/和异氨酸酯基(一NCO)的高分子材 料。用PU为黏料制成的胶粘剂和密封胶具有一系 列优异特性而成为胶黏剂和密封胶大家族中占有重 要地位的胶种之一。聚氨酯密封胶的特点是:
①由于PU分子中含有活泼的极性很强的一 NHCOO—和一NCO基团,它们与含活泼氢的材料可 发生化学结合,从而无论对金属、玻璃橡胶等光滑表 面还是对木材、皮革、织物、纸张、泡沫材料等多孔材 料均有良好粘接力。
②由于PU分子既有氨基甲酸基构成硬链段, 又有聚醚或聚酯构成的软链段,调节PU大分子中 的软硬段比例,可制成从硬到软的系列产品,满足不 同用途需要。
③极佳的低温性能。
④良好的耐水、耐油、耐溶剂、耐化学品、耐磨、耐臭氧和耐细菌的性能。
⑤既可室温固化,也可加温固化,操作性能良好。
⑥无副反应发生,不易产生缺陷。
缺点是耐热性较差,在高温高湿条件下易生水 解使其性能下降。
有机硅的结构特征是非极性、饱和、高能键。这 些特点决定了有机硅化合物具有优异的耐高低温 (特别是耐高温)、耐臭氧、耐辐射、耐候性以及优异 的电绝缘性能,使有机硅在密封胶领域占有极其重 要的特殊地位。
①使用温度范围宽,在-65~250T范围内都能保 持良好弹性和粘接密封性能。
②优良的电性能。当用于电子领域时其优异的 介电性能、防水、防潮、防腐性能确保它能有效地保 护各种电子兀件和设备。
③卓越的耐候性,在日晒雨淋条件下也可长期不 老化变脆、不降解、不龟裂。保持其原有的力学性能.
④良好的化学稳定性,可承受大多数化学品、润 滑剂的腐蚀。
缺点是机械强度不太高,耐油性、耐非极性溶剂 性也不够好。
以上是对聚氨酯灌封胶和双组分硅橡胶的一般 表述。具体到目前国内称重传感器行业应用最多的 两种灌封胶一聚氨酯密封胶和双组分硅橡胶(俗称 AB胶或果冻胶)。具体的产品样本通常有如下表述:
聚氨封胶有优良的防潮、绝缘、耐湿热、耐老化、耐低温和密封性能。一般环境条件下,产品性能在十年内基本稳定。对被密封物没有腐蚀性。与铁 合金、不锈钢有很强的粘合力,与铝合金、铜玻璃等 有较强的粘合力。双组分硅橡胶有优良的电气性能和化学稳定 性,其耐候性、耐老化性、耐臭氧性、耐水性均优异。 可在-40~180$范围内使用。
从以上的一般表述,到具体产品介绍,直至性能 数据,我们能看出两种胶在高温性能上有明显差别,在胶膜的强度方面有些差别,其它的差别就都不明 显了。因此,只能通过试验来比较。
2.0试验
2.1试验目的
室温条件下,两种密封胶对传感器性能的影响; 湿热条件下,传感器绝缘电阻的变化;
湿热试验后,传感器性能的变化。
2.2试验材料PR-1聚氨酯密封胶取自洛阳贝 隆公司,双组分硅橡胶取自江浙两家化工厂。
2.3试验方法、评价标准及步骤 试验可以是对材料性能的复测,也可以是直接 在产品上进行。我们认为在产品上进行最能说明问 题,选择直接在传感器上进行。
评价标准有通用标准和产品标准。通用标准是 《GB 4208 -93外壳防护等级》,产品标准是《GB 7551-1997称重传感器》。从用户的角度看,往往更 熟悉通用标准。因此,传感器生产厂在产品上标注外 壳防护等级的IP代码也是需要的。但作为生产者, 同一性能,有产品标准的,应该按产品标准,因为产 品标准更符合产品的实际使用条件。从密封的效果 看,产品标准包含了密封后对传感器产品性能的影 响,而通用标准则没有。显然能满足GB 4208-93外壳防护要求的,未必能满足产品标准要求。所以,我 们选择按GB-7551-1997进行。具体试验项目如下:
①常温下密封前传感器性能(线性、滞后、重复 性、零点、灵敏系数、蠕变)测试;
②常温下密封后传感器性能(线性、滞后、重复 性、零点、灵敏系数、蠕变)测试;
③湿热条件下传感器绝缘电阻的变化;
④湿热试验后传感器性能(线性、滞后、重复性、零点、灵敏系数、蠕变)测试;
2.4试验情况
试验共进行了两轮,每轮试验6周期。第一轮试 验投入传感器9个,第二轮试验投入传感器27个。
第一轮试验后,差别已经比较明显了。但是为了慎重起见,又进行了第二轮试验。当然,第二轮试验也不仅是验证第一轮试验结果,还增加了密封胶品 种(包括进口硅橡胶),增加了不同密封胶搭配使用 的综合效果试验。
2.5试验结果及分析
①常温下,两种密封胶对传感器线性、滞后、重复性、零点、蠕变的影响不明显,但是对灵敏系数的影响差别明显,就是在100kg量程的传感器上,PR-1聚氨酯胶密封后,其灵敏系数约降低0.002mV/V,有机硅橡胶影响不明显;PR-11聚氨酯密封胶硬度已接近有机硅橡胶,其影响也可以忽略不计。
②湿热试验前后,两种密封的传感器绝缘电阻有明显差别常温条件下,有机硅橡胶密封的绝缘电阻要高于聚氨酯;湿热试验开始后,有机硅橡胶密封的绝缘电阻下降速度较快,到第三个周期开始低于聚氨酯,到第六周期则明显低于聚氨酯了,大多数有机硅橡胶密封的绝缘电阻普遍降到1000M0以下,而聚氨酯密封的绝缘电阻都在3000MD以上。湿热试验结束后将被试传感器同时置于室内常温条件下,绝缘电阻开始恢复。聚氨酯密封的传感器 绝缘电阻半小时恢复到1000M%有机硅橡胶恢复 要慢得多。这一结果说明,聚氨酯材料吸水率确实较小。
③湿热试验后,传感器线性、滞后、重复性指标 变化都不大,但是有机硅橡胶密封的传感器零点和 灵敏系数的变化大于聚氨酯密封的传感器。
2.6试验可以得出的初步看法
2.6.1两种灌封胶都可以用于称重传感器的密封。聚氨酯密封胶在潮湿环境中表现更好一些。结合两种胶的性能的一般表述,我们可以认为,有机硅橡 胶在高温环境中的表现会更好一些。
2.6.2 PR-1聚氨酯密封胶对传感器的灵敏度 有一定影响,在小量程传感器中应用时须考虑这一 点,也可选用PR-11聚氨酯密封胶。
3.产品现场应用考核
实验室的试验简化了传感器的环境条件,还不能完全代表现场条件。现场使用结果才是最终考核。但是由于现场条件千差万别,难以比较,只能通过统计数据来说明问题。总的来说,两种密封胶的使用效果都是不错的。但是,通过对生产过程中的问题传感器和使用过程中的失效传感器的分析,还有进一步 改进的必要。
4.操作中的问题是传感器密封缺陷的重要因素
4.1搅拌不均匀
搅拌不均匀会使胶体局部配比不准确,胶体各部分软硬不一致,严重的时候,胶体表面要可见丝状纹,同时胶的绝缘性能、机械强度都会下降。因此,搅拌一定要均匀。调胶时,调胶罐的上下、四周都要搅到,尤其是罐底四周易形成死角,要特别注意。同一批传感器中,个别传感器绝缘不好,通常就是用罐底 胶灌注的。调胶罐最好是圆形,底部有较大的圆角。搅拌棒 最好是扁的。有的厂根据一次调胶量的多少不同,规 定了不同的搅拌时间,不失为一种好的作法。
4.2配比不准确
配比对于不同的胶影响不同。有的胶配比不同,所形成的胶膜硬度、延伸率不 同,但是,绝缘电阻、酸碱度等性能不变。这类胶配比 不准确对被密封器件的性能影响虽有,但是不至于产生缺陷。有的胶配比不准确,则影响到绝缘电阻和酸碱度,这就要引起注意了。笔者用过一种胶,第一次未注意配比,湿热试验后传感器的绝缘电阻下降到300M%左右,零点、灵敏系数也有较大变化。第二次注意配比,湿热试验后传感器的绝缘电阻只下降到 1000M%左右,零点、灵敏系数的变化相对第一次也 小了不少。
4.3清洗不干净
有的胶对含有氮、磷、硫、锡的有机物敏感,被密封部位清洗不干净,会使密封胶中的催化剂失效,致使固化不良,俗称“中毒”现象。在称重传感器中,焊剂残留可能会导致这 种现象发生。
4.4产品过期
化工产品通常都有保质期,超过保质期的产品 性能会有一定程度的下降。
5.其它密封胶试验结果介绍
笔者曾对多种有机硅橡胶做过对比试验,几乎所有硅橡胶常温条件下绝缘电阻都很高,应证了一般表述中“优异的电绝缘性能”。但是在湿热条件下,不仅不同牌号的硅橡胶有明显差别,同一型号,不同厂家的产品亦有明显差别。即使是进口产品中,也有明显差别。有的产品并不比国产的好。但是也确有明显优于国内产品的品种,道康宁3140是其中之一,还有比3140防潮性能更好的品种。鉴于笔者的试验不可能很全面,也难以做到反复确认,只能回到 前面所说的“应自己作试验确认”。
6.对国产密封胶的两点建议
6.1国产单组分有机硅橡胶与国际知名品牌 相比,性能差距仍较大。但是进口硅橡胶不仅价格 昂贵,而且供货期也较长,加上产品有效期的限制,一 般传感器生产厂难以采用。目前为传感器生产有机硅 橡胶的生产厂多为规模较小的厂,产品多年来进步不 大,建议有关科研院所合作,尽快突破这一难关。
6.2国产密封胶与国际知名品牌相比,产品性 能指标往往不够全面,给用户的选择带来了一定难 度。建议密封胶生产厂完善指标体系。 可调性和仪表的准确度,给自己配合检秤工作带来 不必要的麻烦。

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