关于气雾剂产品抛射剂与内垫圈搭配的探讨

1、关于气雾剂产品抛射剂与内垫圈搭配的探讨气雾剂通讯2010年第4期AerosolCommunication关于气雾剂产品抛射剂与内垫圈搭配的探讨习早红杨高产1张国杰1方江林2萧民2粟开红2(1.中山528429广东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:气雾剂抛射剂主要是通过气雾剂阀门泄漏,气雾剂抛射剂泄漏与气雾剂阀门内垫圈材质存在一定关系.本文通过对目前比较通用的气雾剂抛射剂与几种常见的气雾荆阀门的内垫圈材质进行相容性测试,优选出一组最佳搭配,可以有效减少气雾剂抛射剂的泄漏量;可消除气雾剂在生产,储运,使用过程中因抛射剂泄漏而造成的安全隐患,提高气雾剂产品的安全性

2、.关键词:气雾剂泄漏率内垫圈抛射剂l前言作为气雾剂产品压力包装的重要组成部分.气雾剂阀门在罐内压力的作用下会存在一定的泄漏风险.因此气雾剂在生产,储运,使用过程中因抛射剂泄漏.可能造成安全隐患通过对气雾剂通用的阀门结构分析可知,阀门的泄漏主要有三个途径:其一是阀门的内垫圈与阀芯的径向配合处:其二是内垫圈与固定盖顶部的平面结合部:其三是固定盖与气雾罐的平面接触部位由上述可知阀门的内垫圈材质与抛射剂泄漏有一定的联系近年气雾剂行业的迅猛发展.抛射剂,内垫圈种类也出现多样化发展:如何降低气雾剂的安全隐患变得尤为重要.目前.对有机溶剂类型与垫圈材质相容性问题已有研究:对抛射剂与内垫圈材质相容性方面研究相

3、对较少.但这也是一个不容忽视的内容.抛射剂泄漏会引起气雾剂产品使用功能的失效结合实际生产从抛射剂与内垫圈材质相容性方面进行相关实验.优选最佳搭配.为气雾剂的安全和质量提供保证2实验部分2.1实验仪器游标卡尺(精度0.02ram),防爆鼓风烘干箱,电子天平(HANGPINGJA2003,精度0.001g).2.2内垫圈与抛射剂的适应性实验20100622收稿,20100724修回.2.2.1内垫圈材料选择气雾剂阀门的密封功能极大地依赖于内垫圈在阀门的整个使用期中保持密封的能力.常用的内垫圈橡胶材质有氯丁橡胶,丁基橡胶,丁钠橡胶,氯丁基橡胶当阀门特别是内垫圈与包装的内容物接触时.由于对聚合物的溶胀

4、作用和对增塑剂的萃取.垫圈大小和物理性质发生不可逆的改变.收缩的垫圈将降低阀杆与垫圈间的紧密配合.产生一条泄漏的通道:溶胀将使垫圈把阀杆包夹得更紧,提高密封性.然而溶胀过大可能阻止阀门的操作.垫圈的溶胀取决于与它接触的昆合溶剂和抛射剂以及这些介质的溶解度参数当垫圈材质和溶胀介质的溶解度参数越接近.溶胀越厉害对于气雾剂垫圈来说.在许多基本性能中有几项最为重要:在溶剂中的溶胀性.在抛射剂中的溶胀性.在抛射剂和溶剂中的溶胀性,泄漏率,动态实验及应用实验内垫圈变化情况.喷头,阀芯孑L径,阀体进料孔径和旁孑L外径,弹簧弹性,外垫圈,引液管长度对阀门也会产生一定的影响.有待以后研究.我们重点是优选抛射剂与

5、内垫圈的合理搭配.为今后选用新阀门及内垫圈材质提供参考2.2.2实验方法选取市场上常见的抛射剂,二甲醚(DME),液化石油气(LPG),二氧化碳(CO)为单纯的实验产2气雾剂通讯2010年第4期AerosolCommunication品,避开溶剂的影响,做好平行实验.将氯丁橡胶,丁基橡胶,丁钠橡胶,氯丁基橡胶四种类型内垫圈(各15个)分别置于填充有三种抛射剂(DME,LPG,LPG+CO)密闭罐中,每个时间间隔进行检测(时间间隔为3天,1周,2周,4周和8周),检测内垫圈溶胀情况.厚度溶胀率计算公式:厚度溶胀率(%):×100%/J1D.实验前内垫圈厚度D一实验后内垫圈厚度厚度溶胀率

6、可以接受的变化程度随阀门的设计而异,对特定的内容物选择合适的垫圈材料.要求内垫圈的溶胀在一定时间内必须达到平衡.不同材质的内垫圈橡胶达到平衡所需时间均不一样,最合适的内容物/内垫圈配合将在3天到2周内达到平衡.然而有些内垫圈可能需要更长的平衡期,若8周后内垫圈和内容物间仍未达到平衡则内容物/垫圈配套不合适.经过间隔性的检测.发现四种内垫圈在浸泡l4周后均能达到平衡点而稳定不同材质内垫圈在不同抛射剂内的溶胀不同(见图13),从而造成产品泄漏情况有所差异表一为各类型橡胶内垫圈在平衡点的溶胀率表1不同材质内垫圈在不同抛射剂内的溶胀率(19,81%RH)注:表中厚度数据为平行实验的平均值LPG(i烷:

7、丁烷=4:6)LPG+CO2(LPG:CO2=56:4).20粪15.503天l周2周4周8周时间图1二甲醚fDME)圈厚度溶胀率的影响习早红杨高产张国杰方江林萧民粟开红/关于气雾剂产品抛射剂与内垫圈搭配的探讨3252015餐鏊1050,褂建时间图2液化石油气(LPG对内垫圈厚度溶胀率的影响3天1周2周4周8周时间图3复合抛射剂(LPG+CO:)对内垫圈厚度溶胀率的影响从图l可知.氯丁橡胶耐DME的厚度溶胀率范围为5.19%11.42%.1周后DME与氯丁橡胶配合达到平衡:丁基橡胶耐DME的厚度溶胀率范围为2.74%6.85%.2周后DME与丁基橡胶配合也能达到平衡:丁钠橡胶耐DME的厚度溶胀

8、率范围为18.4%26.35%.4周后DME与丁钠橡胶配合也能达到平衡:氯丁基橡胶耐DME的厚度溶胀率范围为7.59%12.41%.4周后DME与氯丁基橡胶配合也能达到平衡.从图2可知.氯丁橡胶耐LPG的厚度溶胀率范围为2-2l%2.77%.1周后LPG与氯丁橡胶配合达到平衡:丁基橡胶耐LPG的厚度溶胀率范围为14.73%24.11%.2周后LPG与丁基橡胶配合也能达到平衡:丁钠橡胶耐LPG的厚度溶胀率范围为2.97%5.61%.1周后LPG与丁钠橡胶配合也能达到平衡:氯丁基橡胶耐LPG的厚度溶胀率范围为3.81%11.07%.2周后LPG与氯丁基橡胶配合也能达到平衡从图3可知.氯丁橡胶耐复合

9、抛射剂(LPG+CO,)的厚度溶胀率范围为2-37%3.55%.1周后复合抛射剂与氯丁橡胶配合达到平衡:丁基橡胶耐复合抛射剂的厚度溶胀率范围为12.15%19.65%.1周后复合抛射剂与丁基橡胶配合也能达到平衡:丁钠橡胶耐复合抛射剂的厚度溶胀率范围为2.88%4.61%.2周后复合抛射剂与丁钠橡胶配合也能达到平衡:氯丁基橡胶耐复合抛射剂的厚度溶胀率范围为4.95%12.72%.1周后复合抛射剂与氯丁基橡胶配合也能达到平衡.不过在28周的测量数据时有轻微波动从以上图表看.四种内垫圈在l4周内抛射剂与内垫圈间配合就达到平衡.但内垫圈的适用性还取决于稳定性实验结果,尤其是泄漏率的大小.其加m8642

10、4气雾剂通讯2010年第4期Aer0solCommunication适用性有待以下实验考核结果方可定论2_3稳定性实验选取只有内垫圈不同.其它技术参数都一致的四种阀门(各l5支)分别将空的气雾罐封口,分别填充三种抛射剂.分别在常温和50的环境中放置一段时间.检测抛射剂的泄漏情况2.3.1常温贮存实验将四种不同内垫圈的实验样品.同时放于室温环境中,八周后测量其泄漏情况.(见表2)2_3.2热贮实验根据GB/T144492008(气雾剂产品测试方法,将四种不同内垫圈的实验样品.同时放于5O环境中,八周后测量其泄漏情况.(见表3)表2常温贮存稳定性实验数据表(25)注:表中的质量数据为五组平行实验的

11、平均值.表3热贮稳定性实验数据表(50)注:表中的质量数据为五组平行实验的平均值.习早红杨高产张国杰方江林萧民粟开红/关于气雾剂产品抛射剂与内垫圈搭配的探讨53实验结论抛射剂与内垫圈的搭配问题不容忽视.使用合理搭配在保证安全,质量方面有重要作用.通过上述实验,可以得出:1)当气雾剂产品配方选用DME作抛射剂时.选用丁基橡胶内垫圈在稳定性实验中泄漏率低.产品稳定性符合要求:在DME中的溶胀率变化幅度小且波动平稳.产品的泄漏问题得到改善.保证了产品正常使用2)当气雾剂产品配方选用LPG或复合抛射剂(LPG+CO)作抛射剂时,选用丁钠或氯丁基橡胶内垫圈在稳定性实验中.使用丁钠或氯丁基橡胶时的泄漏率明

12、显低于使用其它橡胶的泄漏率.有效防止了产品的非正常泄漏.保证了产品质量和安全3)内垫圈在2%12%溶胀范围内.既能让垫圈有适度溶胀以保证密封效果.又能有效排除严重溶胀的垫圈.避免气雾阀打开困难和垫圈韧性减弱4.在溶胀实验中,丁基橡胶在DME,LPG中的溶胀变化幅度大.造成了泄漏率差异明显(见表2).对于四种内垫圈与LPG搭配的泄漏率(0.Ol1%0.250%)明显低于与DME搭配的泄漏率(0.206%4.506%).4实验讨论一般引起气雾剂产品使用功能失效的原因主要有两种:其一内容物本身变质:其二包装问题.阀门泄漏是气雾剂产品包装环节易出现的一个大问题,不仅会引起气雾剂产品使用功能的失效.而且

13、有时会造成安全隐患甚至爆炸就气雾剂行业目前的包装工艺,先装料液.后填充抛射剂.抛射剂与阀门内垫圈接触的机会较多.对阀门泄漏的影响较大.客观地说,抛射剂对垫圈的影响不仅有溶胀,还有收缩,萃取等方面.有待以后深入研究本文仅从抛射剂和内垫圈搭配上进行了探讨.合理的搭配能有效降低泄漏.这就要求在开发产品时.在内垫圈的选择上就充分考虑其与内容物的化学关系.做足相关实验.以从前端排除泄漏隐患实际上阀门泄漏是个复杂的问题.可能是阀门质量也可能由于配方(强溶剂,抛射剂等)问题.诸多因素需要气雾剂行业同仁集思广益共同去探讨参考文献1贾爱华,廖松等.氯丁橡胶外垫圈在强溶剂型气雾剂中的应用研究J.气雾剂通讯,200

14、9(2)2苗昌华.气雾剂阀门选用及测试方法J.气雾剂通讯,1998(5)3GB/T14449-2008,气雾剂产品测试方法S4邓红星.内垫圈材质的辨别J.气雾剂通讯,2003(4)StudyonTheMatchBetweenPropellantandInnerGasketUsedinAerosolProductsXiZaohongYangGaochanZhangGuojieFangJianglinXiaoMinSuKaihongz(1.Zhongshan528429GuangdongSanvoChemicalIndustryTechnologyLimited;2.Foshan528325Fos

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