气相二氧化硅在硅胶中的作用

准备知识：硅橡胶常用的有机硅材料

■ 107胶

■ 生胶

   甲基硅橡胶

   甲基乙烯基硅橡胶

   甲基苯基乙烯基硅橡胶

■ 甲基硅油

■ 羟基硅油

（矿油、白油）

室温硫化硅橡胶RTV

按固化体系分类

■ 脱酸固化

■ 脱肟固化

■ 脱醇固化

按应用分类

■ 结构胶

■ 耐候胶

■ 特殊用途

■ 石材, 卫浴, 水族, 镜子, 耐火

■ 一般填缝

靠空气中水分固化原材料的水份控制非常关键

RTV的档次

■ 高档产品

100％有机硅

25％位移能力

半结构性大板玻璃装配用

■ 中档产品

较好的综合性能

20％位移能力

■ 经济型产品

溶剂稀释产品

15％位移能力

RTV生产流程

RTV的主要组成和加料次序

客户如何评价密封胶？

凭感觉

是否光滑？

很少粒子还是较多粒子？

粘还是不粘？

随时间黄变吗？

是否开裂？

是否污染？

密封胶的相关标准

■ 中国标准 《硅酮建筑密封胶》GB/T 14683-93

■ 中国标准 《建筑用硅酮结构密封胶》GB 16776-93

■ 中国标准 《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》 GB 18583-2001

■ 建材行标 《建筑用防霉密封胶》送审稿

■ 国际标准 《Building and construction-Sealants-Classification and requirements》ISO 11600

■ 其他各国标准

RTV的主要商业指标

商业指标

--表观

--流淌

--挤出速率

--结皮时间

--硬度

内控指标

--机动性能

表观

■ 表观对于客户感觉是非常重要的

一级          无表面缺陷，无块和粒子

二级    少量表面缺陷，小的块和粒子.

三级    明显表面缺陷，有块和粒子

四级    严重表面缺陷，大的块和粒子

用于测试触变性未固化密封胶的流动或流淌。

条件：23＋2C， 50＋5％RH

结果：毫米

结皮时间

从胶被从胶桶内挤出与空气接触开始，通过用尖细的物质轻触胶的表面，观察密封胶的结皮形成时间。

条件：23＋2C， 50＋5％RH

结果：分钟

硬度

在固化的弹性体上进行测试。

条件：在23＋2C， 50＋5％RH固化72小时后

样品：3层2mm片子

数据： 邵氏硬度             （Shore A）

挤出速率

在一定温度与压力和仪器条件下，测定单位时间内挤出的密封胶重量，用于恒量未固化密封胶的可挤出性。

条件：3MPa压力，23C及 相应的测试设备。

样品：支胶产品

数据：   克/分钟

机械性能

测试固化以后密封胶的机械性能：（条件：在23＋2C， 50＋5％RH固化72小时后）

拉伸强度

100％拉伸时的模量

断裂伸长率

气相法二氧化硅在RTV中的添加

白碳黑在RTV中作用？

为什么在一些颜色胶体系中不加气硅？

其他体系密封胶体系加不加气硅？

PU，丙烯酸、丁基胶、聚硫，环氧，MS胶

气相法二氧化硅在RTV中的触变性

RTV 出现的与气硅有关的问题

■ 颗粒

-- 产生原因（白碳黑团聚、其他原因（107有水），结皮）

-- 敏感性    酸胶﹥中性透明﹥ 杂色

-- 可能原因：粉末团聚严重、水分偏高、其他结构方面的问题

■ 流变性： 流淌、触变性低，恢复慢

-- 比表面积不够、 团聚、 表面基团

■ 强度不够

-- 比表面积、 团聚、 表面基团，其他原因

■ 产品寿命缩短

-- 水分过高，消耗交联剂

高温硫化硅橡胶

■ 生胶

-- 二甲基硅橡胶

-- 甲基乙烯基硅橡胶

-- 甲基苯基乙烯基硅橡胶

■ 应用分类：

-- 通用型、高强度型、耐高温型、低温型、低永久压缩变形型、耐油耐溶剂型、阻燃型、导电型、热收缩型等

高温硫化硅橡胶的主要组成

主要成分：生胶

配合体系

■ 补强剂

■ 结构控制剂

■ 抗撕裂剂

■ 交联剂

■ 加成型（挤出级）

■ 过氧化物（双24，双25）

■ 催化剂

■ 颜料

评价配方：

生胶：100

二氧化硅：40

加工助剂：1-6

双2，4  ：0.5

高温硫化硅橡胶的加工工艺

■ 混炼工艺

■ 硫化工艺

一段硫化（时间、温度、压力、硫化剂）

10－20min，165－170C，10MPa

二段硫化（烘箱硫化/后硫化），除去硫化剂

4－20hr， 200－250C

高温硫化硅橡胶与白碳黑有关的性质

■ 透明性和黄变

■ 强度

■ 结构化

■ 耐热性

■ 加工不成团

新安气硅在高温胶中的应用问题

■ 批次之间稳定性差（生产稳定性）

■ 可塑度偏高或偏低（生产稳定性）

■ 透明性不好（外观）

■ 二段硫化黄变（外观）

■ 加工性不好（结构）

■ 耐热性不好（结构）

■ 高硬度胶中硬度偏低（成本问题?)

透明性

外观差的现象及可能的原因

■ 透明度差：

颗粒比实际粗（比表偏差，分散不好）

混炼胶以及硫化好之后较快变白（表面亲水基团较多？）

■ 黄变：

铁离子偏高

羟基偏高，促使生胶链断裂降解

气硅对硅橡胶的补强作用

■ 活性补强剂：白碳黑

■ 半活性或非活性补强剂：硅藻土，石英粉

■ 强度来自与聚合物链之间的交联以及聚合物与白碳黑之间的相互作用

■ 但白碳黑补强作用更明显（提高5-10倍）

气硅对硅橡胶的补强作用

气硅对硅橡胶的补强作用

耐热性不好

改善耐热性的解决方法：主动改进白碳黑或对白碳黑进行处理

■ 加工性问题

结构化

由于白碳黑表面基团与主链、端羟基以及自身的相互作用，经存放后形成强烈的相互作用，严重的话难以加工

解决办法：加入结构控制剂，或除羟基

■ 加工不成团

氯离子？

高温硫化硅橡胶中白碳黑的利弊矛盾

■ 白炭黑的羟基对于补强有显著贡献

■ 同时羟基对于结构化和耐热性也有重要影响

■ 除了在高温胶中添加疏水性处理剂以及耐热助剂外，研究先进白碳黑和新安白碳黑的差异也是重要课题

发展前景良好的液体硅橡胶

■ 通常为双组分

A组份含乙烯基生胶、填料和添加剂

B组分有机硅聚合物交联剂

■ 与高温胶相比

无副产物

储存温度性好

加工快（注塑几秒到几分钟成形，高温加热除去挥发份）

气硅是LSR中必不可少的原料

■ 高纯度

■ 高透明度

■ 高补强

液体硅橡胶的要求

解决方法

■与RTV中既补强也增稠不同，LSR要补强不要增稠

■消除羟基

国内较多采用高比表面积气硅与硅氮烷反应

■选择性：

结构改性产品 R8200等