鋼桶密封材料應用技術之探討

北京華德密封材料工業有限公司 楊連吉

隨著我國外向型經濟的發展，商品出口量不斷增長， 自實行《國際海運危規》以來，全國各鋼桶廠對提高鋼桶質量都極為重視。為了達到《國際海運危規》I類要求，不少廠家200L鋼桶產品都開始使用七層圓卷邊技術，同時，鋼桶密封材料的選擇及施涂方法及它對產品質量重要性的認識也在不斷加深。在此，對這個問題我談一些粗淺的認識，供參考。

一、在鋼桶制造過程中密封材料的作用。

鋼桶的一項很重要的質量指標是“滲漏率”。滲漏是鋼桶致命的缺餡。在鋼桶制造過程中，要降低滲漏率，就必須推行下料、縫焊、卷封等全過程管理。控制下料和縫焊的質量比較容易，而控制桶身與底蓋的卷封質量難度就大得多。在卷封全過程中，提高環縫的密封質量，除要保證其卷邊的幾何尺寸外，很關鍵的問題就是密封材料的填充（當然桶身與底蓋采用焊接方法的除外）。

密封材料究竟有什么作用呢？

1．鋼桶的桶身與底蓋的卷封是在冷態的情況下靠機械外力使鋼板產生彎曲變形而完成的。無論是矩形卷邊，還是圓形卷邊，在其斷面中形成空洞都是不可避免的。

如果不用密封材料填充空洞，鋼桶制成后很難保證不滲漏。

2．鋼桶是石油、化工、食品等產品（其中很多是液體）的最終包裝。在運輸過程中起到盛裝和保護內裝物的作用，故要求鋼桶必須具備一定的抗沖擊性能。盡管七層圓卷邊桶的抗沖擊性能比較高，終因卷邊是靠鋼板的彎曲變形而成的，不象焊接可形成一個整體。當鋼桶受到外力沖擊后會造成卷邊部位有一定程度上的松動。如果卷邊中沒有—種具有一定彈性的密封材料來補位，桶內的液體物料即會滲出，造成污染和浪費。

3．大開口桶的桶頂如果沒有密封材料，即無法達到《國際海運危規》的要求，不是一個完整的產品，因為它不能實現盛裝及保護內裝物的功能。

從上述分析不難看出，在防止鋼桶滲漏方面密封填料起著舉足輕重的作用。

二、鋼桶密封材料的種類及選擇

根據鋼桶對密封材料的性能要求，一種好的密封材料必須具備如下性能：

1．具備一定的耐化學性能；

2．材料本身固化后有一定的強度和彈性；

3。對鋼板有一定的附著力；

4．具備良好的可施工性。

目前我國生產的鋼桶密封材料水平還比較低，可供鋼桶制造廠選擇的范圍比較窄，尤其是對盛裝強溶劑的鋼桶有效的密封材料較缺乏。

市場上見到的鋼桶密封材料大體上分為兩大系列：橡膠系列和塑料系列。

因不耐所盛裝的化學物品侵蝕，就起不到密封的作用，故在選擇密封材料時首先應認定其耐化性。然而，桶裝化學物品種類繁多，要做到有把握就必須提前認定。

通常液體使固化后密封材料：

①液體被固化后的密封材料吸收（一般稱為“溶脹”）。

②可溶組份從固化后的密封材料中抽出。

③與固化后的密封材料發生化學反應。

其最終結果表現為體積的變化（即：體積增大或縮小）。因此，認定試驗通常采用體積變化試驗。又因桶頂、桶底密封材料在鋼桶上施涂位置不同，故具體試驗方法為：

1．桶底密封材料。一般的做法是將密封材料制成千試片，置入化學物品中浸泡七天后，觀察比較其浸泡前后的體積變化。以不變形或體積無明顯變化的為佳品，略有溶脹體積變大的為可用品，試片被溶解或體積縮小的為禁用品。

2．桶頂密封材料。將化學物品裝入小罐中，用密封材料制成之干試片蓋住口，再用蓋壓緊，放置較長時間(35-70天)后測定其體積變化。體積無明顯變化的為佳品，略有溶脹體積變大的為可用品，試片體積縮小超過30%為禁用品。

其次應選擇固體份較高，有一定強度和彈性的密封材料。因為在桶頂（底）上噴涂等量的濕膠固化以后，固體份高的膠膜會厚一些，密封效果也就會好一些。目前國內橡膠系列密封膠的固體份在35-55%的范圍之內，而國外的類似產品固體份最高可達70%以上。

施工性能選擇對于提高生產效率，簡化生產裝置是極為重要的。所謂施工性能是指密封材料的使用是否方便。例如有的密封膠在使用前必須加熱到60-80℃方可噴涂，這比在常溫下即可噴涂膠的施工就麻煩一些。有的膠粘度很高只能手工涂刷，不能噴涂，這就造成施工局限性太大。再如膠的固化條件，固化時間等都屬對這一范疇，需要加熱固化的不如常溫固化的方便，固化時間長的不如固化時間短的便于管理等等。

總之，選擇密封材料要根據各廠的裝備水平。要選用密封效果好，使用方便，便于管理，消耗量小，價格適宜，對操作者無害的密封材料。

三、密封材料的施工方法比較

包裝鋼桶密封材料的應用分為兩部分：一是閉口鋼桶的桶頂、桶底及大開口鋼桶的桶底。二是大開口鋼桶的桶頂。

前者密封材料的施涂方法，大體上可分為手工涂刷、機械噴注及浸印三種方法。手工涂刷和機械噴注是常見的方法，而浸印法只是在方形桶底蓋上涂膠的一種特殊方法。即用一個與方底蓋待涂膠部位形狀尺寸相同的胎膜所帶起的膠即印留在底蓋需涂膠的位置上。這一方法比較古老，效率低，涂層不均勻，很難保證底蓋的清潔。比較好的方底蓋注膠機是由注膠噴咀做方形軌跡運動完成注膠工作。

在此重點分析對圓形桶頂底的涂膠施工。由于我國鋼桶行業的裝備水平參差不齊，且大部分廠家是土生土長，靠自力更生艱苦奮斗創立的，在注膠這道工序上表現更為突出。因為桶頂（底）予卷這道工序是在推行七層圓卷邊技術的過程中才增加的，故在密封材料的施涂方面，不少廠家還保留著手工涂刷的方法。下面比較手工涂刷及機械噴注兩種方法。

在鋼桶制造過程中，桶頂涂膠工序放在哪個工位好呢？我認為所有鋼桶的桶頂和桶底應經予卷注膠工序，待膠固化后再進入鋼桶組裝線為宜。

目前不少廠仍延用鋼桶組裝卷封的同時刷膠噴注的辦法。這種辦法的缺點是密封膠為液態，卷封以后膠與空氣隔絕不易固化，難以發揮密封作用；其二是液態物質固化以后一般在體積上都有不同程度的收縮，卷封以后即使能固化，密封材料體積上的收縮也會降低其補償能力，密封效果也不好。因此，設立予卷注膠工序，先在桶頂底上涂好膠，待其固化以后再去組裝成桶，對提高鋼桶密封質量極為有效。

目前涂膠的方法有兩種；其一是手工刷膠，這種方法當然很簡便，但缺陷較多：

1．膠膜涂層不均勻；

2．每只底蓋的涂膠量很難控制準確；

3．不可能將膠涂在最有的率部位上。

機械予卷注膠的辦法就非常理想。機械予卷注膠后的桶頂（底），密封填料的填充位置及固化后的形狀都是比較理想的，而且可以預先控制。其位置正好是卷邊的中心空洞部位。加之是固化以后再組裝成桶，卷封過程施加的壓力使密封填料產生向四周擴張的一種予應力，一但鋼桶卷邊受到外力的沖擊，使卷邊產生松動或變形時，密封填料會依靠自身彈性迅速給予補償，達到密封和提高抗沖擊性能的目的。

結論：

1．鋼桶頂底均應予卷注膠，待填料固化后再組裝成桶，可提高環縫質量。

2．注膠方法采取機械予卷注膠為宜。

對于大開口鋼桶桶頂的密封而言，其施工方法分為：

1．成型后放入式。

2．注膠加熱成型式。

目前應用較多的是將橡膠或塑料加工成圓形墊圈或密封條用粘接劑將其粘在桶蓋上即成型后放入法。這種方法的缺點：成本較高；放入時比較困難；容易脫落。注膠加熱成型法就比較理想，尤其是注入發泡膠后，所得到的密封圈彈性好，密封效果優良。其加工過程極為簡便，這也是國際通用的錐形鋼提桶制造過程中不可缺少的一道工序。將其移植到所有大開口桶的制造過程中來無疑是極為有益的。

四、HDF型PVC發泡膠的應用。

北京華德密封材料工業有限公司引進國外先進技術生產的HDF型PVC發泡膠是大開口桶桶頂不可缺少的品質優良的密封材料。該發泡膠以聚氯乙烯樹脂為主要原料，使用時將發泡膠注入桶頂的凹槽內，置入可加熱的烘烤設備中，經一定的時間后，發泡膠塑化并在塑化的密封條中均勻地產生微小氣泡，使其變成類似海棉狀的彈性體。其松軟程度與加熱的溫度及時問成正比。

該發泡膠塑化成型溫度為170℃-210℃之間。溫度過高密封條的顏色會變深，甚至焦化。其塑化成型時間，隨桶頂（底）的大小，注膠量的多少而異。以20L鋼提桶頂為例：其注膠量為10.5-llg，烘烤溫度170℃-175℃ 0C，烘烤時間約5分鐘。

由于HDF型PVC發泡膠的廣泛應用，定會提高大開口桶桶頂密封效果，使各鋼桶廠的大開口鋼桶都成為品質優良的包裝商品。