高溫室溫有機硅膠技術(shù)綜述

1、高溫/室溫有機硅膠技術(shù)綜述 前言前言 有機硅化合物，是指含有有機硅化合物，是指含有Si-C鍵、且至少鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物，習(xí)慣上也常把那些通過氧、硫、氮等物，習(xí)慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與硅原子相連接的化合物也當(dāng)作使有機基與硅原子相連接的化合物也當(dāng)作有機硅化合物。其中，以硅氧鍵（有機硅化合物。其中，以硅氧鍵（-Si-0-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷，是有機硅化合物為骨架組成的聚硅氧烷，是有機硅化合物中為數(shù)最多，研究最深、應(yīng)用最廣的一類，中為數(shù)最多，研究最深、應(yīng)用最廣的一類，約占總用量的約占總用量的90%以上。以上。高溫

2、膠 高溫硫化硅橡膠是高分子量（分子量一般為高溫硫化硅橡膠是高分子量（分子量一般為4080萬）的聚有機硅氧烷（即生膠）加入萬）的聚有機硅氧烷（即生膠）加入補強填料和其它各種添加劑，采用有機過氧補強填料和其它各種添加劑，采用有機過氧化物為硫化劑，經(jīng)過加熱使有機過氧化物分化物為硫化劑，經(jīng)過加熱使有機過氧化物分解產(chǎn)生游離基，并與橡膠的有機側(cè)基形成交解產(chǎn)生游離基，并與橡膠的有機側(cè)基形成交聯(lián)，經(jīng)加壓成型（模壓、擠壓、壓延）或注聯(lián)，經(jīng)加壓成型（模壓、擠壓、壓延）或注射成型，并在高溫下交鏈成橡皮。射成型，并在高溫下交鏈成橡皮。高溫膠 高溫硫化硅橡膠的生膠無色透明，能溶于苯高溫硫化硅橡膠的生膠無色透明，能溶于苯

3、等溶劑中，制品耐氧化，抗臭氧，高頻下電等溶劑中，制品耐氧化，抗臭氧，高頻下電氣絕緣性優(yōu)良氣絕緣性優(yōu)良,耐電弧、耐電暈，并有透氣和耐電弧、耐電暈，并有透氣和對人體生理惰性等特點。大量用作苛刻條件對人體生理惰性等特點。大量用作苛刻條件下的電線、電纜絕緣層，密封件，導(dǎo)管下的電線、電纜絕緣層，密封件，導(dǎo)管,登月登月鞋等。因其無致癌性，有較好的抗凝血性和鞋等。因其無致癌性，有較好的抗凝血性和生物相容性，已大量用于制作人體內(nèi)外用的生物相容性，已大量用于制作人體內(nèi)外用的導(dǎo)管、插管、人工關(guān)節(jié)等。導(dǎo)管、插管、人工關(guān)節(jié)等。高溫膠 高溫硫化硅橡膠通常以高溫硫化硅橡膠通常以D4和帶有和帶有C6H5、CHCH2、CH2

4、CH2CF3等基團的環(huán)四硅等基團的環(huán)四硅氧烷為原料，用堿催化劑開環(huán)共聚，經(jīng)脫除氧烷為原料，用堿催化劑開環(huán)共聚，經(jīng)脫除催化劑和低揮發(fā)分即得硅生膠。催化劑和低揮發(fā)分即得硅生膠。主要高溫膠品種主要高溫膠品種主要高溫膠品種主要高溫膠品種 高溫膠按不同特性分成下列幾大類： 通用型：通用型：采用乙烯基硅橡膠與補強劑等組成，是用量最多、通用性最大的一種類型的膠料。 高強度型高強度型 ：采用乙烯基硅橡膠或低苯基硅橡膠，以比表面積較高的氣相白炭黑或經(jīng)過改性處理的白炭黑作補強劑，并加入適宜的加工助劑和特殊添加劑等綜合性配合改進措施，改進交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高撕裂強度。 耐高溫型：耐高溫型： 采用乙烯基硅橡膠或低苯基硅橡膠

5、，補強劑的種類和耐熱添加劑經(jīng)適當(dāng)選擇，可制得耐300350高溫的硅橡膠。 高溫膠按不同特性分成下列幾大類： 低溫型低溫型 ：主要采用低苯基硅橡膠，脆性溫度達-120，在-90時不喪失彈性。 低壓縮永久變形型低壓縮永久變形型： 主要采用乙烯基硅橡膠，以乙烯基專用的有機過氧化物作硫化劑；當(dāng)壓縮率為30肘，在150下壓縮2472小時后的壓縮永久變形為7.015（普通硅橡膠為2030）。 電線、電纜型電線、電纜型： 主要采用乙烯基硅橡膠，選用電絕緣性能良好的氣相白炭黑為補強劑，具有良好的壓出工藝性能。 高溫膠按不同特性分成下列幾大類： 耐油耐溶劑型耐油耐溶劑型：主要采用氟硅橡膠。 阻燃型阻燃型 ：采用

6、乙烯基硅橡膠，添加含鹵或鉑化合物作阻燃劑組成的膠料，具有良好的抗燃性。 導(dǎo)電性硅橡膠導(dǎo)電性硅橡膠 ：采用乙烯基硅橡膠，以乙炔炭黑或金屬粉末作填料，選擇高溫硫化或加成型硫化方法，可得到體積電阻系數(shù)為2.0102cm的硅橡膠。 熱收縮型熱收縮型 ：乙烯基硅橡膠中加入具有一定熔融溫度或軟化溫度的熱塑性材料，硅橡膠膠料的熱收縮率可達3550。 不用二段硫化型：不用二段硫化型：采用乙烯基含量較高的乙烯基硅橡膠，通過控制生膠和配合劑的PH值，加入特殊添加劑等制得。 海綿硅橡膠：海綿硅橡膠：在乙烯基硅橡膠中加入亞硝基化合物、偶氮和重氮化合物等有機發(fā)泡劑，可制得發(fā)孔均勻的海綿。 除上述之外，國外尚有導(dǎo)熱性硅橡

7、膠、螢光性硅橡膠及醫(yī)用級混煉膠等品種出售。 高溫硫化硅橡膠的硫化一般分為兩個階段進行，第一階段是將生膠、高溫硫化硅橡膠的硫化一般分為兩個階段進行，第一階段是將生膠、補強劑、添加劑、硫化劑和結(jié)構(gòu)控制劑進行混煉，然后將混煉料在金補強劑、添加劑、硫化劑和結(jié)構(gòu)控制劑進行混煉，然后將混煉料在金屬模具中加壓加熱成型和硫化，其壓力為屬模具中加壓加熱成型和硫化，其壓力為50kg50kgcmcm2 2左右，溫度為左右，溫度為120120130130，時間為，時間為10103030分鐘，第二階段是將硅橡膠從模具中取出分鐘，第二階段是將硅橡膠從模具中取出后，放人烘箱內(nèi)，于后，放人烘箱內(nèi)，于200200250250下

8、烘數(shù)小時至下烘數(shù)小時至2424小時，使橡膠進一步小時，使橡膠進一步硫化，同時使有機過氧化物分解揮發(fā)。硫化，同時使有機過氧化物分解揮發(fā)。 高溫混煉膠高溫混煉膠硅橡膠的補強填料是各種類型的白炭黑，它可使硫化膠的強度增加硅橡膠的補強填料是各種類型的白炭黑，它可使硫化膠的強度增加十倍。加入各種添加劑主要是降低膠的成本、十倍。加入各種添加劑主要是降低膠的成本、 改善膠料性能以及賦予改善膠料性能以及賦予硫化膠各種特殊性能如阻燃、導(dǎo)電等。交鏈劑是各種有機過氧化物，硫化膠各種特殊性能如阻燃、導(dǎo)電等。交鏈劑是各種有機過氧化物，如過氧化苯甲酰，如過氧化苯甲酰，2,4-二二 氯過氧化苯甲酰，二枯基過氧化物，氯過氧化

9、苯甲酰，二枯基過氧化物，2,5- 二二甲基甲基-2,5-二特丁基過氧已烷等。結(jié)構(gòu)控制劑是為了避免混煉膠料因放二特丁基過氧已烷等。結(jié)構(gòu)控制劑是為了避免混煉膠料因放置時間過長、產(chǎn)生置時間過長、產(chǎn)生“結(jié)構(gòu)化結(jié)構(gòu)化”使膠料變硬，難以加工熟化而加入的，可使膠料變硬，難以加工熟化而加入的，可采用甲基羥基硅油或二苯基二羥基硅烷作為結(jié)構(gòu)控制劑。采用甲基羥基硅油或二苯基二羥基硅烷作為結(jié)構(gòu)控制劑。室溫有機硅膠室溫有機硅膠RTV-1與與RTV-2的區(qū)別的區(qū)別RTV-1RTV-2引發(fā)劑引發(fā)劑空氣中的水分空氣中的水分催化劑催化劑特點特點使用方便，但深部固化速度使用方便，但深部固化速度較困難較困難固化時不放熱固化時不放熱

10、, 收縮率很小，不收縮率很小，不膨脹，無內(nèi)應(yīng)力，固化可在內(nèi)部膨脹，無內(nèi)應(yīng)力，固化可在內(nèi)部和表面同時進行，可以深部硫化。和表面同時進行，可以深部硫化。加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要決定于溫度，因此，利用間主要決定于溫度，因此，利用溫度的調(diào)節(jié)可以控制其硫化速度。溫度的調(diào)節(jié)可以控制其硫化速度。應(yīng)用應(yīng)用主要用作粘合劑和密封劑，主要用作粘合劑和密封劑，其它應(yīng)用還包括就地成型墊其它應(yīng)用還包括就地成型墊片、防護涂料和嵌縫材料等。片、防護涂料和嵌縫材料等。廣泛用作灌封和制模材料，特別廣泛用作灌封和制模材料，特別適宜于做深層灌封材料并具有較適宜于做深層灌封材料并具有較快的硫化時間

11、快的硫化時間單組分室溫硫化硅橡膠單組分室溫硫化硅橡膠單組分室溫硫化硅橡膠單組分室溫硫化硅橡膠RTV-1 RTV-1具有優(yōu)良的電性能和化學(xué)惰性，以及耐具有優(yōu)良的電性能和化學(xué)惰性，以及耐熱、耐自然老化、耐火焰、耐濕、透氣等性熱、耐自然老化、耐火焰、耐濕、透氣等性能。它們在能。它們在-60200范圍內(nèi)能長期保持彈范圍內(nèi)能長期保持彈性。它固化時不吸熱、不放熱，固化后收縮性。它固化時不吸熱、不放熱，固化后收縮率小，對材料的粘接性好。因此，主要用作率小，對材料的粘接性好。因此，主要用作粘合劑和密封劑，其它應(yīng)用還包括就地成型粘合劑和密封劑，其它應(yīng)用還包括就地成型墊片、防護涂料和嵌縫材料等。墊片、防護涂料和嵌

12、縫材料等。 RTV-1的硫化反應(yīng)是靠與空氣中的水分發(fā)生作的硫化反應(yīng)是靠與空氣中的水分發(fā)生作用而硫化成彈性體，故它的優(yōu)點是使用方便、用而硫化成彈性體，故它的優(yōu)點是使用方便、固化快、粘接力強等，但深部固化速度較困固化快、粘接力強等，但深部固化速度較困難。難。單組分室溫硫化硅橡膠單組分室溫硫化硅橡膠RTV-1 RTV-1是以羥基封端的聚二甲基硅氧烷為基礎(chǔ)是以羥基封端的聚二甲基硅氧烷為基礎(chǔ)膠料，配以補強填料、交聯(lián)劑、催化劑，經(jīng)膠料，配以補強填料、交聯(lián)劑、催化劑，經(jīng)特殊配制而成。在大氣中交聯(lián)時脫除低分子特殊配制而成。在大氣中交聯(lián)時脫除低分子物質(zhì)，根據(jù)脫除物的種類物質(zhì)，根據(jù)脫除物的種類,單組份又分為脫酸單

13、組份又分為脫酸型、脫酮肟型、脫醇型、脫酰胺型和脫酮型型、脫酮肟型、脫醇型、脫酰胺型和脫酮型等類型，其中以前三種用途最為廣泛。等類型，其中以前三種用途最為廣泛。雙組分雙組分縮合型縮合型室溫硫化硅橡膠室溫硫化硅橡膠 雙組分室溫硫化硅橡膠硫化反應(yīng)是靠催化劑雙組分室溫硫化硅橡膠硫化反應(yīng)是靠催化劑來進行引發(fā)。通常是將膠料與催化劑分別作來進行引發(fā)。通常是將膠料與催化劑分別作為一個組分包裝。只有當(dāng)兩種組分完全混合為一個組分包裝。只有當(dāng)兩種組分完全混合在一起時才開始發(fā)生固化。雙組分縮合型室在一起時才開始發(fā)生固化。雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要取決于催化劑溫硫化硅橡膠的硫化時間主要取決于催化劑的類型、

14、用量以及溫度的類型、用量以及溫度。雙組分雙組分縮合型縮合型室溫硫化硅橡膠室溫硫化硅橡膠 雙組分縮合型室溫硫化硅椽膠在室溫下要達雙組分縮合型室溫硫化硅椽膠在室溫下要達到完全固化需要一天左右的時間，但在到完全固化需要一天左右的時間，但在150的溫度下只需要的溫度下只需要1小時。小時。 雙組分室溫硫化硅橡膠可在一雙組分室溫硫化硅橡膠可在一65250溫度溫度范圍內(nèi)長期保持彈性，并具有優(yōu)良的電氣性范圍內(nèi)長期保持彈性，并具有優(yōu)良的電氣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，能和化學(xué)穩(wěn)定性， 能耐水、耐臭氧、耐氣候能耐水、耐臭氧、耐氣候老化，加之用法簡單，工藝適用性強，因此，老化，加之用法簡單，工藝適用性強，因此，廣泛用作灌封和制模材料。廣泛用作灌封和制模材料。雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠RTV-2雙組分雙組分加成型加成型室溫硫化硅橡膠室溫硫化硅橡膠 雙組分加成型室溫硫化硅橡膠有彈性硅凝膠和硅雙組分加成型室溫硫化硅橡膠有彈性硅凝膠和硅橡膠之分，前者強度較低，后者強度較高。它們橡膠之分，前者強度較低，后者強度較高。它們的硫化機理是基于有機硅生膠端基上的乙烯基和的硫化機理是基于有機硅生膠端基上的乙烯基和交鏈劑分子上的硅氫基發(fā)生加成反應(yīng)來完成的。交鏈劑分子上的硅氫基發(fā)生加成反應(yīng)來完成的。在該反應(yīng)中，不放出副產(chǎn)物。在該反應(yīng)中，不放出副產(chǎn)物。雙組分雙組分加成型加成型室溫硫化硅