關(guān)于氣霧劑產(chǎn)品拋射劑與內(nèi)墊圈搭配的探討

1、關(guān)于氣霧劑產(chǎn)品拋射劑與內(nèi)墊圈搭配的探討氣霧劑通訊2010年第4期AerosolCommunication關(guān)于氣霧劑產(chǎn)品拋射劑與內(nèi)墊圈搭配的探討習(xí)早紅楊高產(chǎn)1張國杰1方江林2蕭民2粟開紅2(1.中山528429廣東三和化工科技有限公司;2.佛山528325佛山夫田涂料有限公司)摘要:氣霧劑拋射劑主要是通過氣霧劑閥門泄漏,氣霧劑拋射劑泄漏與氣霧劑閥門內(nèi)墊圈材質(zhì)存在一定關(guān)系.本文通過對目前比較通用的氣霧劑拋射劑與幾種常見的氣霧荊閥門的內(nèi)墊圈材質(zhì)進(jìn)行相容性測試,優(yōu)選出一組最佳搭配,可以有效減少氣霧劑拋射劑的泄漏量;可消除氣霧劑在生產(chǎn),儲運,使用過程中因拋射劑泄漏而造成的安全隱患,提高氣霧劑產(chǎn)品的安全性

2、.關(guān)鍵詞:氣霧劑泄漏率內(nèi)墊圈拋射劑l前言作為氣霧劑產(chǎn)品壓力包裝的重要組成部分.氣霧劑閥門在罐內(nèi)壓力的作用下會存在一定的泄漏風(fēng)險.因此氣霧劑在生產(chǎn),儲運,使用過程中因拋射劑泄漏.可能造成安全隱患通過對氣霧劑通用的閥門結(jié)構(gòu)分析可知,閥門的泄漏主要有三個途徑:其一是閥門的內(nèi)墊圈與閥芯的徑向配合處:其二是內(nèi)墊圈與固定蓋頂部的平面結(jié)合部:其三是固定蓋與氣霧罐的平面接觸部位由上述可知閥門的內(nèi)墊圈材質(zhì)與拋射劑泄漏有一定的聯(lián)系近年氣霧劑行業(yè)的迅猛發(fā)展.拋射劑,內(nèi)墊圈種類也出現(xiàn)多樣化發(fā)展:如何降低氣霧劑的安全隱患變得尤為重要.目前.對有機(jī)溶劑類型與墊圈材質(zhì)相容性問題已有研究:對拋射劑與內(nèi)墊圈材質(zhì)相容性方面研究相

3、對較少.但這也是一個不容忽視的內(nèi)容.拋射劑泄漏會引起氣霧劑產(chǎn)品使用功能的失效結(jié)合實際生產(chǎn)從拋射劑與內(nèi)墊圈材質(zhì)相容性方面進(jìn)行相關(guān)實驗.優(yōu)選最佳搭配.為氣霧劑的安全和質(zhì)量提供保證2實驗部分2.1實驗儀器游標(biāo)卡尺(精度0.02ram),防爆鼓風(fēng)烘干箱,電子天平(HANGPINGJA2003,精度0.001g).2.2內(nèi)墊圈與拋射劑的適應(yīng)性實驗20100622收稿,20100724修回.2.2.1內(nèi)墊圈材料選擇氣霧劑閥門的密封功能極大地依賴于內(nèi)墊圈在閥門的整個使用期中保持密封的能力.常用的內(nèi)墊圈橡膠材質(zhì)有氯丁橡膠,丁基橡膠,丁鈉橡膠,氯丁基橡膠當(dāng)閥門特別是內(nèi)墊圈與包裝的內(nèi)容物接觸時.由于對聚合物的溶脹

4、作用和對增塑劑的萃取.墊圈大小和物理性質(zhì)發(fā)生不可逆的改變.收縮的墊圈將降低閥桿與墊圈間的緊密配合.產(chǎn)生一條泄漏的通道:溶脹將使墊圈把閥桿包夾得更緊,提高密封性.然而溶脹過大可能阻止閥門的操作.墊圈的溶脹取決于與它接觸的昆合溶劑和拋射劑以及這些介質(zhì)的溶解度參數(shù)當(dāng)墊圈材質(zhì)和溶脹介質(zhì)的溶解度參數(shù)越接近.溶脹越厲害對于氣霧劑墊圈來說.在許多基本性能中有幾項最為重要:在溶劑中的溶脹性.在拋射劑中的溶脹性.在拋射劑和溶劑中的溶脹性,泄漏率,動態(tài)實驗及應(yīng)用實驗內(nèi)墊圈變化情況.噴頭,閥芯孑L徑,閥體進(jìn)料孔徑和旁孑L外徑,彈簧彈性,外墊圈,引液管長度對閥門也會產(chǎn)生一定的影響.有待以后研究.我們重點是優(yōu)選拋射劑與

5、內(nèi)墊圈的合理搭配.為今后選用新閥門及內(nèi)墊圈材質(zhì)提供參考2.2.2實驗方法選取市場上常見的拋射劑,二甲醚(DME),液化石油氣(LPG),二氧化碳(CO)為單純的實驗產(chǎn)2氣霧劑通訊2010年第4期AerosolCommunication品,避開溶劑的影響,做好平行實驗.將氯丁橡膠,丁基橡膠,丁鈉橡膠,氯丁基橡膠四種類型內(nèi)墊圈(各15個)分別置于填充有三種拋射劑(DME,LPG,LPG+CO)密閉罐中,每個時間間隔進(jìn)行檢測(時間間隔為3天,1周,2周,4周和8周),檢測內(nèi)墊圈溶脹情況.厚度溶脹率計算公式:厚度溶脹率(%):×100%/J1D.實驗前內(nèi)墊圈厚度D一實驗后內(nèi)墊圈厚度厚度溶脹率

6、可以接受的變化程度隨閥門的設(shè)計而異,對特定的內(nèi)容物選擇合適的墊圈材料.要求內(nèi)墊圈的溶脹在一定時間內(nèi)必須達(dá)到平衡.不同材質(zhì)的內(nèi)墊圈橡膠達(dá)到平衡所需時間均不一樣,最合適的內(nèi)容物/內(nèi)墊圈配合將在3天到2周內(nèi)達(dá)到平衡.然而有些內(nèi)墊圈可能需要更長的平衡期,若8周后內(nèi)墊圈和內(nèi)容物間仍未達(dá)到平衡則內(nèi)容物/墊圈配套不合適.經(jīng)過間隔性的檢測.發(fā)現(xiàn)四種內(nèi)墊圈在浸泡l4周后均能達(dá)到平衡點而穩(wěn)定不同材質(zhì)內(nèi)墊圈在不同拋射劑內(nèi)的溶脹不同(見圖13),從而造成產(chǎn)品泄漏情況有所差異表一為各類型橡膠內(nèi)墊圈在平衡點的溶脹率表1不同材質(zhì)內(nèi)墊圈在不同拋射劑內(nèi)的溶脹率(19,81%RH)注:表中厚度數(shù)據(jù)為平行實驗的平均值LPG(i烷:

7、丁烷=4:6)LPG+CO2(LPG:CO2=56:4).20糞15.503天l周2周4周8周時間圖1二甲醚fDME)圈厚度溶脹率的影響習(xí)早紅楊高產(chǎn)張國杰方江林蕭民粟開紅/關(guān)于氣霧劑產(chǎn)品拋射劑與內(nèi)墊圈搭配的探討3252015餐鏊1050,褂建時間圖2液化石油氣(LPG對內(nèi)墊圈厚度溶脹率的影響3天1周2周4周8周時間圖3復(fù)合拋射劑(LPG+CO:)對內(nèi)墊圈厚度溶脹率的影響從圖l可知.氯丁橡膠耐DME的厚度溶脹率范圍為5.19%11.42%.1周后DME與氯丁橡膠配合達(dá)到平衡:丁基橡膠耐DME的厚度溶脹率范圍為2.74%6.85%.2周后DME與丁基橡膠配合也能達(dá)到平衡:丁鈉橡膠耐DME的厚度溶脹

8、率范圍為18.4%26.35%.4周后DME與丁鈉橡膠配合也能達(dá)到平衡:氯丁基橡膠耐DME的厚度溶脹率范圍為7.59%12.41%.4周后DME與氯丁基橡膠配合也能達(dá)到平衡.從圖2可知.氯丁橡膠耐LPG的厚度溶脹率范圍為2-2l%2.77%.1周后LPG與氯丁橡膠配合達(dá)到平衡:丁基橡膠耐LPG的厚度溶脹率范圍為14.73%24.11%.2周后LPG與丁基橡膠配合也能達(dá)到平衡:丁鈉橡膠耐LPG的厚度溶脹率范圍為2.97%5.61%.1周后LPG與丁鈉橡膠配合也能達(dá)到平衡:氯丁基橡膠耐LPG的厚度溶脹率范圍為3.81%11.07%.2周后LPG與氯丁基橡膠配合也能達(dá)到平衡從圖3可知.氯丁橡膠耐復(fù)合

9、拋射劑(LPG+CO,)的厚度溶脹率范圍為2-37%3.55%.1周后復(fù)合拋射劑與氯丁橡膠配合達(dá)到平衡:丁基橡膠耐復(fù)合拋射劑的厚度溶脹率范圍為12.15%19.65%.1周后復(fù)合拋射劑與丁基橡膠配合也能達(dá)到平衡:丁鈉橡膠耐復(fù)合拋射劑的厚度溶脹率范圍為2.88%4.61%.2周后復(fù)合拋射劑與丁鈉橡膠配合也能達(dá)到平衡:氯丁基橡膠耐復(fù)合拋射劑的厚度溶脹率范圍為4.95%12.72%.1周后復(fù)合拋射劑與氯丁基橡膠配合也能達(dá)到平衡.不過在28周的測量數(shù)據(jù)時有輕微波動從以上圖表看.四種內(nèi)墊圈在l4周內(nèi)拋射劑與內(nèi)墊圈間配合就達(dá)到平衡.但內(nèi)墊圈的適用性還取決于穩(wěn)定性實驗結(jié)果,尤其是泄漏率的大小.其加m8642

10、4氣霧劑通訊2010年第4期Aer0solCommunication適用性有待以下實驗考核結(jié)果方可定論2_3穩(wěn)定性實驗選取只有內(nèi)墊圈不同.其它技術(shù)參數(shù)都一致的四種閥門(各l5支)分別將空的氣霧罐封口,分別填充三種拋射劑.分別在常溫和50的環(huán)境中放置一段時間.檢測拋射劑的泄漏情況2.3.1常溫貯存實驗將四種不同內(nèi)墊圈的實驗樣品.同時放于室溫環(huán)境中,八周后測量其泄漏情況.(見表2)2_3.2熱貯實驗根據(jù)GB/T144492008(氣霧劑產(chǎn)品測試方法,將四種不同內(nèi)墊圈的實驗樣品.同時放于5O環(huán)境中,八周后測量其泄漏情況.(見表3)表2常溫貯存穩(wěn)定性實驗數(shù)據(jù)表(25)注:表中的質(zhì)量數(shù)據(jù)為五組平行實驗的

11、平均值.表3熱貯穩(wěn)定性實驗數(shù)據(jù)表(50)注:表中的質(zhì)量數(shù)據(jù)為五組平行實驗的平均值.習(xí)早紅楊高產(chǎn)張國杰方江林蕭民粟開紅/關(guān)于氣霧劑產(chǎn)品拋射劑與內(nèi)墊圈搭配的探討53實驗結(jié)論拋射劑與內(nèi)墊圈的搭配問題不容忽視.使用合理搭配在保證安全,質(zhì)量方面有重要作用.通過上述實驗,可以得出:1)當(dāng)氣霧劑產(chǎn)品配方選用DME作拋射劑時.選用丁基橡膠內(nèi)墊圈在穩(wěn)定性實驗中泄漏率低.產(chǎn)品穩(wěn)定性符合要求:在DME中的溶脹率變化幅度小且波動平穩(wěn).產(chǎn)品的泄漏問題得到改善.保證了產(chǎn)品正常使用2)當(dāng)氣霧劑產(chǎn)品配方選用LPG或復(fù)合拋射劑(LPG+CO)作拋射劑時,選用丁鈉或氯丁基橡膠內(nèi)墊圈在穩(wěn)定性實驗中.使用丁鈉或氯丁基橡膠時的泄漏率明

12、顯低于使用其它橡膠的泄漏率.有效防止了產(chǎn)品的非正常泄漏.保證了產(chǎn)品質(zhì)量和安全3)內(nèi)墊圈在2%12%溶脹范圍內(nèi).既能讓墊圈有適度溶脹以保證密封效果.又能有效排除嚴(yán)重溶脹的墊圈.避免氣霧閥打開困難和墊圈韌性減弱4.在溶脹實驗中,丁基橡膠在DME,LPG中的溶脹變化幅度大.造成了泄漏率差異明顯(見表2).對于四種內(nèi)墊圈與LPG搭配的泄漏率(0.Ol1%0.250%)明顯低于與DME搭配的泄漏率(0.206%4.506%).4實驗討論一般引起氣霧劑產(chǎn)品使用功能失效的原因主要有兩種:其一內(nèi)容物本身變質(zhì):其二包裝問題.閥門泄漏是氣霧劑產(chǎn)品包裝環(huán)節(jié)易出現(xiàn)的一個大問題,不僅會引起氣霧劑產(chǎn)品使用功能的失效.而且

13、有時會造成安全隱患甚至爆炸就氣霧劑行業(yè)目前的包裝工藝,先裝料液.后填充拋射劑.拋射劑與閥門內(nèi)墊圈接觸的機(jī)會較多.對閥門泄漏的影響較大.客觀地說,拋射劑對墊圈的影響不僅有溶脹,還有收縮,萃取等方面.有待以后深入研究本文僅從拋射劑和內(nèi)墊圈搭配上進(jìn)行了探討.合理的搭配能有效降低泄漏.這就要求在開發(fā)產(chǎn)品時.在內(nèi)墊圈的選擇上就充分考慮其與內(nèi)容物的化學(xué)關(guān)系.做足相關(guān)實驗.以從前端排除泄漏隱患實際上閥門泄漏是個復(fù)雜的問題.可能是閥門質(zhì)量也可能由于配方(強(qiáng)溶劑,拋射劑等)問題.諸多因素需要氣霧劑行業(yè)同仁集思廣益共同去探討參考文獻(xiàn)1賈愛華,廖松等.氯丁橡膠外墊圈在強(qiáng)溶劑型氣霧劑中的應(yīng)用研究J.氣霧劑通訊,200

14、9(2)2苗昌華.氣霧劑閥門選用及測試方法J.氣霧劑通訊,1998(5)3GB/T14449-2008,氣霧劑產(chǎn)品測試方法S4鄧紅星.內(nèi)墊圈材質(zhì)的辨別J.氣霧劑通訊,2003(4)StudyonTheMatchBetweenPropellantandInnerGasketUsedinAerosolProductsXiZaohongYangGaochanZhangGuojieFangJianglinXiaoMinSuKaihongz(1.Zhongshan528429GuangdongSanvoChemicalIndustryTechnologyLimited;2.Foshan528325Fos

15、hanFutimCoatingCo,.Ltd.)Abstract:Sincepropellantmainlyleaksthroughaerosolvalve,thematerialofthegasketusedinaerosolvalveisaveryinfluentialfactorcausingtheleakage.Inthisarticle,wehaverunseveraltestsusingdifferentcombinationsofthemorecommonlyusedpropellantwithaerosolvalvesmadeofdifferentgasketmaterials,and