有機硅行業(yè)
準備知識:硅橡膠常用的有機硅材料
■ 107膠
■ 生膠
甲基硅橡膠
甲基乙烯基硅橡膠
甲基苯基乙烯基硅橡膠
■ 甲基硅油
■ 羥基硅油
(礦油、白油)
室溫硫化硅橡膠RTV
按固化體系分類
■ 脫酸固化
■ 脫肟固化
■ 脫醇固化
按應用分類
■ 結構膠
■ 耐候膠
■ 特殊用途
■ 石材, 衛(wèi)浴, 水族, 鏡子, 耐火
■ 一般填縫
靠空氣中水分固化原材料的水份控制非常關鍵
RTV的檔次
■ 高檔產品
100%有機硅
25%位移能力
半結構性大板玻璃裝配用
■ 中檔產品
較好的綜合性能
20%位移能力
■ 經濟型產品
溶劑稀釋產品
15%位移能力
RTV生產流程
RTV的主要組成和加料次序
客戶如何評價密封膠?
憑感覺
是否光滑?
很少粒子還是較多粒子?
粘還是不粘?
隨時間黃變嗎?
是否開裂?
是否污染?
密封膠的相關標準
■ 中國標準 《硅酮建筑密封膠》GB/T 14683-93
■ 中國標準 《建筑用硅酮結構密封膠》GB 16776-93
■ 中國標準 《室內裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質限量》 GB 18583-2001
■ 建材行標 《建筑用防霉密封膠》送審稿
■ 國際標準 《Building and construction-Sealants-Classification and requirements》ISO 11600
■ 其他各國標準
RTV的主要商業(yè)指標
商業(yè)指標
--表觀
--流淌
--擠出速率
--結皮時間
--硬度
內控指標
--機動性能
表觀
■ 表觀對于客戶感覺是非常重要的
■ 表觀的定義一級 無表面缺陷,無塊和粒子
二級 少量表面缺陷,小的塊和粒子.
三級 明顯表面缺陷,有塊和粒子
四級 嚴重表面缺陷,大的塊和粒子
用于測試觸變性未固化密封膠的流動或流淌。
條件:23+2C, 50+5%RH
結果:毫米
結皮時間
從膠被從膠桶內擠出與空氣接觸開始,通過用尖細的物質輕觸膠的表面,觀察密封膠的結皮形成時間。
條件:23+2C, 50+5%RH
結果:分鐘
硬度
在固化的彈性體上進行測試。
條件:在23+2C, 50+5%RH固化72小時后
樣品:3層2mm片子
數據: 邵氏硬度 (Shore A)
擠出速率
在一定溫度與壓力和儀器條件下,測定單位時間內擠出的密封膠重量,用于恒量未固化密封膠的可擠出性。
條件:3MPa壓力,23C及 相應的測試設備。
樣品:支膠產品
數據: 克/分鐘
機械性能
測試固化以后密封膠的機械性能:(條件:在23+2C, 50+5%RH固化72小時后)
拉伸強度
100%拉伸時的模量
斷裂伸長率
氣相法二氧化硅在RTV中的添加
白碳黑在RTV中作用?
為什么在一些顏色膠體系中不加氣硅?
其他體系密封膠體系加不加氣硅?
PU,丙烯酸、丁基膠、聚硫,環(huán)氧,MS膠
氣相法二氧化硅在RTV中的觸變性
RTV 出現的與氣硅有關的問題
■ 顆粒
-- 產生原因(白碳黑團聚、其他原因(107有水),結皮)
-- 敏感性 酸膠﹥中性透明﹥ 雜色
-- 可能原因:粉末團聚嚴重、水分偏高、其他結構方面的問題
■ 流變性: 流淌、觸變性低,恢復慢
-- 比表面積不夠、 團聚、 表面基團
■ 強度不夠
-- 比表面積、 團聚、 表面基團,其他原因
■ 產品壽命縮短
-- 水分過高,消耗交聯(lián)劑
高溫硫化硅橡膠
■ 生膠
-- 二甲基硅橡膠
-- 甲基乙烯基硅橡膠
-- 甲基苯基乙烯基硅橡膠
■ 應用分類:
-- 通用型、高強度型、耐高溫型、低溫型、低永久壓縮變形型、耐油耐溶劑型、阻燃型、導電型、熱收縮型等
高溫硫化硅橡膠的主要組成
主要成分:生膠
配合體系
■ 補強劑
■ 結構控制劑
■ 抗撕裂劑
■ 交聯(lián)劑
■ 加成型(擠出級)
■ 過氧化物(雙24,雙25)
■ 催化劑
■ 顏料
評價配方:
生膠:100
二氧化硅:40
加工助劑:1-6
雙2,4 :0.5
高溫硫化硅橡膠的加工工藝
■ 混煉工藝
■ 硫化工藝
一段硫化(時間、溫度、壓力、硫化劑)
10-20min,165-170C,10MPa
二段硫化(烘箱硫化/后硫化),除去硫化劑
4-20hr, 200-250C
高溫硫化硅橡膠與白碳黑有關的性質
■ 透明性和黃變
■ 強度
■ 結構化
■ 耐熱性
■ 加工不成團
新安氣硅在高溫膠中的應用問題
■ 批次之間穩(wěn)定性差(生產穩(wěn)定性)
■ 可塑度偏高或偏低(生產穩(wěn)定性)
■ 透明性不好(外觀)
■ 二段硫化黃變(外觀)
■ 加工性不好(結構)
■ 耐熱性不好(結構)
■ 高硬度膠中硬度偏低(成本問題?)
透明性
外觀差的現象及可能的原因
■ 透明度差:
顆粒比實際粗(比表偏差,分散不好)
混煉膠以及硫化好之后較快變白(表面親水基團較多?)
■ 黃變:
鐵離子偏高
羥基偏高,促使生膠鏈斷裂降解
氣硅對硅橡膠的補強作用
■ 活性補強劑:白碳黑
■ 半活性或非活性補強劑:硅藻土,石英粉
■ 強度來自與聚合物鏈之間的交聯(lián)以及聚合物與白碳黑之間的相互作用
■ 但白碳黑補強作用更明顯(提高5-10倍)
氣硅對硅橡膠的補強作用
氣硅對硅橡膠的補強作用
耐熱性不好
改善耐熱性的解決方法:主動改進白碳黑或對白碳黑進行處理
■ 加工性問題
結構化
由于白碳黑表面基團與主鏈、端羥基以及自身的相互作用,經存放后形成強烈的相互作用,嚴重的話難以加工
解決辦法:加入結構控制劑,或除羥基
■ 加工不成團
氯離子?
高溫硫化硅橡膠中白碳黑的利弊矛盾
■ 白炭黑的羥基對于補強有顯著貢獻
■ 同時羥基對于結構化和耐熱性也有重要影響
■ 除了在高溫膠中添加疏水性處理劑以及耐熱助劑外,研究先進白碳黑和新安白碳黑的差異也是重要課題
發(fā)展前景良好的液體硅橡膠
■ 通常為雙組分
A組份含乙烯基生膠、填料和添加劑
B組分有機硅聚合物交聯(lián)劑
■ 與高溫膠相比
無副產物
儲存溫度性好
加工快(注塑幾秒到幾分鐘成形,高溫加熱除去揮發(fā)份)
氣硅是LSR中必不可少的原料
■ 高純度
■ 高透明度
■ 高補強
液體硅橡膠的要求
解決方法
■與RTV中既補強也增稠不同,LSR要補強不要增稠
■消除羥基
國內較多采用高比表面積氣硅與硅氮烷反應
■選擇性:
結構改性產品 R8200等
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