硅橡膠硫化體系
2021-12-04 來(lái)自: 西安方盛密封 瀏覽次數(shù):1535
硅橡膠是主鏈由硅原子和氧原子交替組成的、側(cè)鏈為甲基或乙烯基的低不飽和度線型聚硅氧烷彈性體。按硫化機(jī)理,它可分為三大類(lèi)型:自由基交聯(lián)型硫化硅橡膠、縮聚反應(yīng)型室溫硫化硅橡膠、加成反應(yīng)型低溫硫化硅橡膠。
(1)熱硫化硅橡膠硫化體系
熱硫化硅橡膠可分為有機(jī)過(guò)氧化物、脂肪族偶氮化合物、無(wú)機(jī)化合物和高能射線等方法硫化。其中最常用的是有機(jī)過(guò)氧化物硫化體系。因?yàn)橛袡C(jī)過(guò)氧化物在室溫下一般較穩(wěn)定,在較高的硫化溫度下(150℃以上)能迅速分解,產(chǎn)生硫化作用。在有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)下,橡膠有機(jī)側(cè)鏈基產(chǎn)生硫化反應(yīng),形成C-C鍵交聯(lián)。側(cè)鏈基如乙烯基含量越多,越容易硫化,交聯(lián)程度也越高。
硅橡膠常用有機(jī)過(guò)氧化物及其特性(如表177)。
硅橡膠用有機(jī)過(guò)氧化物可分為兩大類(lèi):即通用型和專(zhuān)用型。前者活性較大,能硫化各種硅橡膠,后者活性較低,僅能硫化含乙烯基硅橡膠(表178)。
硫化劑BP的硫化速度快,常用于模壓制品和連續(xù)硫化制品,不宜用厚壁制品。DCBP分解溫度低,分解時(shí)只產(chǎn)生低蒸氣壓產(chǎn)物,特別適用于壓出制品的熱空氣連續(xù)硫化,膠料存放時(shí)間短,易焦燒。硫化劑BP和DCBP易爆,常用硅油等制品膏狀分散體(一般含量50%),以利于安全操作和分散。
硫化劑DTBP易揮發(fā)(沸點(diǎn)110℃),宜以分子篩吸附功用,它不會(huì)與空氣或炭黑起反應(yīng),可適用于導(dǎo)電橡膠和模壓困難的制品。
硫化劑DBPMH在硫化溫度下?lián)]發(fā)性很大,可縮短二段硫化時(shí)間。
硫化劑DCP屬乙烯基專(zhuān)用型,分解物揮發(fā)性較低,適用于外壓小的硫化條件。
硫化劑TBPB適用于海綿制品。
各種過(guò)氧化物在硅橡膠中140℃下分解時(shí)間(如圖71)
各種有機(jī)過(guò)氧化物硫化曲線、硫化方法適應(yīng)性、焦燒性能(參照160~161頁(yè)表格)。
各種硅橡膠有機(jī)過(guò)氧化物配方及性能(如表181~183)(162~164頁(yè))。
(2)室溫硫化硅橡膠硫化體系
室溫硫化硅橡膠分子主鏈兩端含有羥基或乙酰氧基等活性官能團(tuán)。在條件下,這些官能團(tuán)發(fā)生縮合反應(yīng),形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。按硫化機(jī)理,可分為單組分室溫硫化硅橡膠和雙組分室溫硫化硅橡膠兩種。
a.單組分室溫硫化硅橡膠硫化體系 帶端羥基硅橡膠可以采用含易水解基團(tuán)硅烷作為交聯(lián)劑,在縮合催化劑存在條件下,產(chǎn)生縮合反應(yīng),形成Si—O鍵交聯(lián)。
硅橡膠縮合反應(yīng)流程圖(161~164頁(yè))。
單組分體系用交聯(lián)劑類(lèi)型和特性(如表184)(165頁(yè))。
單組分體系的硫化速度除受交聯(lián)劑類(lèi)型影響外,空氣濕度和環(huán)境溫度的影響十分重要。
單組分體系的硫化從空氣接觸的表層開(kāi)始,逐步向深層進(jìn)行。通常硫化層厚度在1cm以內(nèi)。為加速硫化,制備厚層制品,可加入氧化鎂或分層施工。
b.雙組分室溫硫化硅橡膠硫化體系 本體系由交聯(lián)劑和催化劑組成。在催化劑存在下,硅橡膠的端羥基與交聯(lián)劑的官能基發(fā)生縮合反應(yīng),形成硅—氧鍵交聯(lián)。
常用交聯(lián)劑有正硅酸乙酯(丙酯)、鈦酸正丁酯、甲基三乙氧基硅烷或它們的部分水解縮合物。常用交聯(lián)催化劑有金屬有機(jī)酸鹽類(lèi),如二丁基二月桂酸錫、二丁基二乙酸錫、辛酸錫、異辛酸亞錫和辛酸鉛等,其硫化過(guò)程(165~166頁(yè))。
制備膠料時(shí),通常將部分生膠、交聯(lián)劑與填料混合為一組分,而將余生膠、填充劑與催化劑混合成另一組份,使用時(shí)將兩個(gè)組分按計(jì)算規(guī)定混合,故稱雙組份室溫硫化硅橡膠。
交聯(lián)劑用量一般為2~10份;催化劑用量為0.1~5份。硫化體系配方舉例:室溫硫化硅橡膠100份,二丁基二月桂酸錫0.4份;正硅酸乙酯3.0份。
雙組分體系硫化速度主要決定于催化劑類(lèi)型和用量,同時(shí)也受空氣溫度和環(huán)境溫度的影響。此外胺類(lèi)促進(jìn)劑也可作助催化劑,以加速其硫化。
(3)低溫硫化硅橡膠硫化體系
低溫硫化硅橡膠又稱液體硅橡膠,是一種端基為乙烯基的聚硅氧烷彈性體材料,一般硫化溫度為40~120℃,即在熱硫化和室溫硫化之間。它可以采用帶Si—H基掛能聚硅氧烷作交聯(lián)劑,在催化劑存在下進(jìn)行加成反應(yīng),完成交聯(lián),又稱加成型硅橡膠。
常用催化劑為有機(jī)鉑絡(luò)合物。較新的品種有含乙烯基低分子聚硅氧烷的配合化合物。催化劑用量極少。
為調(diào)節(jié)膠料活性期,提高貯存穩(wěn)定性,可配用反應(yīng)抑制劑,一般為炔類(lèi)化合物,以及含胺、錫、磷等的化合物。
硫化體系活性較大,如果貯存不當(dāng),在室溫下膠料也會(huì)部分交聯(lián)。因此除用反應(yīng)抑制劑外,膠料一般須制成雙組分形式:一組分含交聯(lián)劑,另一組分含催化劑,與雙組分室溫硫化硅橡膠相似。使用時(shí),按規(guī)定計(jì)量混合配制。這樣,膠料貯存期較長(zhǎng),室溫下可達(dá)1年以上。加成型體系硫化速度與溫度關(guān)系。
產(chǎn)品展示
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