室温硫化泡沫硅橡胶的研究

室温硫化泡沫硅橡胶的研究潘大海,刘梅(北京航空材料研究院,北京100095)摘要:以 -二羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)、含氢硅油、沉淀法白炭黑为主要原料,制成了适合于灌封的双组分室温硫化(RT V-2)泡沫硅橡胶。

讨论了107硅橡胶粘度、含氢硅油和铂催化剂用量对RT V -2泡沫硅橡胶发泡性能、硫化性能及阻燃性能的影响。

结果表明,随着107硅橡胶粘度、含氢硅油和催化剂用量的增加,泡沫的发泡系数增大,泡孔尺寸逐渐减小,泡孔的闭孔率增加,泡孔的分布趋于均匀细密、硬度降低、弹性增加;当107硅橡胶粘度为3~5Pa s 、含氢硅油和铂催化剂的用量分别为3份和5~8份时,泡沫硅橡胶的发泡系数为2 5~3 0,且流动性好。

关键词:室温硫化,泡沫硅橡胶,铂催化剂, -二羟基聚二甲基硅氧烷,含氢硅油中图分类号:T Q 333 93 文献标识码:B文章编号:1009-4369(2004)03-0010-03收稿日期:2003-12-18。

作者简介:潘大海(1971 ),女,硕士,工程师,主要从事特种橡胶密封剂的研究。

电话:(010)62456622-5410。

室温硫化(RTV)泡沫硅橡胶一般由两组分或多组分组成。

当各组分以适当的比例混合均匀后,在室温下即可快速硫化成泡沫状或海绵状的弹性体。

RTV 泡沫硅橡胶除具有一般硅橡胶优良的耐高低温性能和电性能外,还具有介电常数小、隔热[1]、阻燃[2]、分装贮存稳定性好、硫化时间短[3]等优点;可广泛用于电子电器元件及机械部件的灌封,起到防潮、防尘、防振的作用,也可用于建筑墙壁中配管、导线的贯穿孔的灌封或填充。

RTV 泡沫硅橡胶多采用有机锡、铂系化合物或胺类化合物作催化剂。

本实验研究了 -二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度、含氢硅油和铂催化剂的用量对RTV 泡沫硅橡胶性能的影响。

1 实验1 1 主要原材料-二羟基聚二甲基硅氧烷(简称107硅橡胶):各种粘度,北京化工二厂;含氢硅油:活性氢质量分数大于1 6%,晨光化工研究院;铂催化剂:自制[1];沉淀法白炭黑:948 型,南昌精细化工厂。

1 2 基本配方100份107硅橡胶,20份沉淀法白炭黑,含氢硅油、铂系催化剂适量。

1 3 试样的制备按配方称取107硅橡胶、沉淀法白炭黑,混合均匀,在三辊研磨机上研磨三遍,至均匀细腻,无肉眼可见颗粒;然后,依次加入含氢硅油、铂催化剂,混合均匀,再上三辊研磨机研磨一遍;最后,置于模具中,在25 5 、相对湿度30%~70%条件下发泡硫化。

1 4 性能测试发泡系数:在直径为2cm 的小试管或小烧杯中,加入20g 5g 配好的RTV 泡沫硅橡胶胶料,记录胶料的液面高度(h 1);发泡硫化完全后,记录泡沫硅橡胶表面的高度(h 2)。

发泡系数定义为h 2/h 1。

2 结果与讨论2 1 泡沫硅橡胶的发泡机理双组分室温硫化(RTV -2)泡沫硅橡胶主要是脱氢型的。

这类硅橡胶由 -二羟基聚二甲基硅氧烷[HO (M e 2SiO)n H ]与分子中含有Si H 键的含氢硅油在铂系催化剂或有机锡系催化剂的催化下,于室温下经过脱氢交联反应,形成泡沫状或海绵状的硅橡胶弹性体。

其交产品 应用有机硅材料,2004,18(3):10~12SI LICON E M AT ER IAL联反应式如下:Si OH+H Si Si O Si+H22 2 107硅橡胶粘度对泡沫硅橡胶性能的影响表1是107硅橡胶的粘度对泡沫硅橡胶发泡性能的影响。

从表1可以看出,随着107硅橡胶粘度的增加,泡沫硅橡胶的发泡系数有所增大,泡沫的泡孔尺寸逐渐减小,泡孔的闭孔率增加,泡孔的分布也趋于均匀细密,硬度降低,弹性增加;但同时胶料的粘度也增大,流动性下降。

当107硅橡胶的粘度过低时,泡沫硅橡胶的发泡系数小,泡孔大且多为开孔,弹性很差。

这主要是因为107硅橡胶的粘度太低时,反应生成的气体极易从胶料中逸出,从而影响了泡孔的形成。

因此,选择粘度为3~5Pa s的107硅橡胶制得的泡沫硅橡胶具有较好的发泡性能和流动性能。

表1 107硅橡胶的粘度对泡沫硅橡胶性能的影响1)107硅橡胶的粘度/P a s胶料粘度/Pa s发泡系数泡孔状态外观1 8121 8孔大,多为开孔泡孔分布不均匀,较硬、弹性很差2 5142 0孔较大,多为开孔泡孔分布不均匀,弹性差3 6172 7孔较小,多为闭孔泡孔分布均匀细密,柔软有弹性5 1213 0孔小,多为闭孔泡孔分布均匀细密,柔软有弹性7 3262 9孔小,多为闭孔泡孔分布均匀细密,柔软、弹性很好8 1283 0孔小,多为闭孔泡孔分布均匀细密,柔软、弹性很好 注:1)含氢硅油用量为3份,铂催化剂用量为5份。

2 3 含氢硅油用量对泡沫硅橡胶性能的影响含氢硅油既是交联剂,又是发泡剂;其用量不仅影响泡沫硅橡胶的发泡系数,而且还影响泡沫硅橡胶的硫化性能(如表2所示)。

从表2可以看出,随着含氢硅油用量的增加,泡沫硅橡胶的发泡系数增大;但当其用量达到一定值后,发泡系数变化不明显。

当含氢硅油用量过低时,不仅发泡系数小,而且硫化也不完全,泡沫硅橡胶的表面发粘。

因此,含氢硅油的用量不应低于3份。

表2 含氢硅油用量对泡沫硅橡胶性能的影响1)含氢硅油用量/份发泡系数泡孔状态外观11 5孔小且少,多为闭孔泡孔分布较均匀,很软,表面粘手21 8孔小且少,多为闭孔泡孔分布较均匀,很软,表面粘手32 9孔小,多为闭孔泡孔分布均匀细密,表面平整,硫化好43 0孔小,多为闭孔泡孔分布均匀细密,表面平整,硫化好53 0孔小,多为闭孔泡孔分布均匀细密,表面平整,硫化好63 2孔小,多为闭孔泡孔分布均匀细密,表面平整,硫化好93 0孔小,多为闭孔泡孔分布均匀细密,表面平整,硫化好 注:1)铂催化剂用量为5份。

2 4 铂催化剂用量对泡沫硅橡胶性能的影响铂系催化剂对RTV-2泡沫硅橡胶的催化活性较高。

在它的催化作用下,硅橡胶在几分钟之内即可完成硫化并发泡。

铂催化剂用量对泡沫硅橡胶性能的影响见表3。

由表3可知,随着铂催化剂用量的增加,发泡速度明显加快,发泡系数增加,生成的泡沫的泡孔变小,分布也趋于均匀细密。

铂催化剂用量过低时,发泡速度与硫化速度不匹配,发泡速度比硫化速度快,反应生成的气体过早地从胶料中逸出,导致泡沫的泡孔尺寸大,发泡系数小;铂催化剂用量过大时,发泡及硫化速度极快,发泡及硫化在瞬间即可完成,使用期太短,操作困难,且泡沫表面不平整。

实验发现,铂催化剂的适宜用量在5~8份之间。

第3期潘大海等.室温硫化泡沫硅橡胶的研究 11表3 铂催化剂用量对泡沫硅橡胶性能的影响1)测试项目铂催化剂的用量/份2 55 08 010发泡系数2 03 03 3-使用期/min 1583-硫化时间/min 502010发泡硫化瞬间完成泡孔状态孔较大,多为闭孔孔小,多为闭孔孔小,多为闭孔孔很小,多为闭孔外观泡沫分布较均匀,表面稍粘,不平整,弹性较差泡沫分布均匀细密,表面平整,弹性好泡沫分布均匀细密,表面平整,弹性好泡沫分布极细密,表面不平整,硫化很好,弹性好注:1)含氢硅油用量为3份。

3 结论随着107硅橡胶粘度的增加,RTV -2泡沫硅橡胶的发泡系数有所增加,泡孔尺寸减小,泡沫弹性增加;随着含氢硅油、铂催化剂用量的增加,RTV-2泡沫硅橡胶的发泡系数增加,泡孔分布更加均匀细密。

选择粘度为3~5Pa s 的107硅橡胶、含氢硅油和铂催化剂的用量分别为3份和5~8份时,可制得适合于灌封、发泡性能良好的RTV -2泡沫硅橡胶。

参 考 文 献1 Inoue Y,Kimura T.Foamable polysiloxane composition.日本,特公平2-51541 19902 幸松民,王一璐.有机硅合成工艺及产品应用.北京:化学工业出版社,2000 642;6603 Hitachi L td.D C power supply circuit arrangement.EP416510 1991佛山市华联有机硅有限公司http://w ww fos757 com E-mail:fos757@vip 163 com本公司专业生产有机硅系列制品,为了确保最终产品满足顾客的要求,已经导入ISO 9001:2000质量管理体系,对原材料选购到成品出厂及售后服务整个过程进行持续的监控。

主要产品硅树脂:用于玻纤套管、云母粘接(耐高温)、薄膜防粘等消泡剂:用于印染、水性涂料、油墨、助剂等水相溶液,可耐高温混炼胶:阻燃、导电、辊筒、高抗撕、高透明、挤出型等硅丙乳液:化学合成,耐候性能佳,用于涂料等有机硅建筑防水剂:用于水泥砂浆其它有机硅材料及制品:硅油、偶联剂、硫化剂、铂催化剂、硅凝胶、硅橡胶专用助剂。

总经理:许锋 联系人:卢志明 电话:(0757)3386610,6483410传真:6483430华东地区总代理:上海海谊化工有限公司 联系人:吴立功电话:(021)5291542512 有 机 硅 材 料第18卷Synthesis of silicon substituted polysilane from disilane fraction.XING Xin1,LI Xiao dong1, GUO Ai qing2,et al.(1.Key Laboratory of Ad vanced Ceramic Fibers and Composite,National U niversity of Defense Technology,Changsha 410073; 2.Chemistry Department,Hunan Nor mal University,Changsha410081).Youjig ui Cailiao,2004,18(3):1~5Silicon substituted polysilane(SPS)w as prepared by the disiane fraction produced in Direct Sy nthe sis,via the redistribution of Si Cl w ith Grignard a gent,obtained1 1 dichlor 1 1 2 2 tetramethyl disilane follow ed by sodium mediated condensa tions.The structure w as confirmed by FT IR, U V and29Si CP MAS NM R.The results show ed that the yield of1 1 dichlor 1 1 2 2 tetramethyl disilane w as rested on the amount of Grignard a gent.The yield of SPS w as greatly affected by the reaction time,w hich w as4~5hours. Keywords:disilane fraction,sodium mediated condensated reaction,silicon substituted polysilane Study of plasma polymerization on cellular rubber surface.ZHANG Chang sheng,MA Yu zheng, LEI Wei hua,et al(The Institute of Chem ical M aterials,CAEP,Mianyang621900).Youjig ui Cailiao,2004,18(3):6~9CH4plasma w as polymized on the surface of damp ing foam rubber in the different acting time and pow er.The feasibility of the foam rubber surface processing by physical vapor deposit coating was discussed.The property changes of foam rubber surface before and after the treatment were studied by XPS and contact angle measurement.The re sult show ed that CH4plasma could form a thin cov er coating on the surface of foam rubber by poly merization,and the new surface w ith element dif ferent content w as attained.Keywords:plasma,surface polymerization, methane,foam rubberStudy on RTV foam silicone rubber.PAN Da hai, LIU M ei,QI Shi cheng(Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing100095).You jigui Cailiao,2004,18(3):10~12T he RTV 2foam silicone rubber suitable for encap sulation w as formulated by -dihydrox y poly dimethyl siloxane(107silicone rubber),precipi tated SiO2and H containing silicone fluid.T he ef fects of the viscosity of107 silicone rubber and the contents of H containing silicone fluid and platinum catalyst on the foaming,vulcanizing and antiflam ing performance of RTV 2foam silicone rubber were discussed.The results showed that as the viscosity of107silicone rubber,and the contents of H containing silicone fluid and platinum catalyst was increasing,the size of foam cells w as de creased gradually,the blind hole ratio of the foam increased and the foam distribution was well pro portioned,hardness decreased,elasticity en hanced,the ratio of the closed cells improved and the foam uniformly distributed.When the v iscosi ty of107silicone rubber w as3~5Pa s,the con tent of H containing silicone fluid w as3,w hile the content of catalyst w as5~8,the foaming coeffi cient of the foaming silicone rubber was2 5~3 0 with good flow ing property.Keywords:RTV,foam silicone rubber,plat inum, , -dihydrox y polydimethy l siloxane, H containning silicone fluidPreparation of chitosan containning silicone tex tile softening agent.ZHOU Jun,GUO Shun zhi, WU Xiang jiang,et al(Institute of Chemistry and Chemical Industry,H unan U niversity of technolo g y,Xiangtan411201).Youjig ui Cailiao,2004, 18(3):13~152 Hydrox ypropyltrimethyl am monium chloride chi tosan w as synthesized from trimethy lamine, epichloroky drin and chitosan.Then a new type of silicone softening agent was formulated by mix ing this chitosan aliquat w ith am ino modified silicone fuild,three kinds of non ion surfactant and one kind of silicone amphoterism surfantant.The fin ished product not only had good stability and soft ness,but had hygroscopicity and kind of antibacte rial activity.Keywords:chitosan,2 Hy drox ypropyltrimethyl ammonium chloride chitosan,amino modified sili cone fluid,softening agent,tex tilePreparation of silicone hard coating.SHAO Yue gang,ZAN Xue gui,JIANG Cheng yong,et al (1.Institute of M aterial and Chemical Engineer ing,Zhejiang University,H ang zhou310027; 2. Zhejiang Xin an Chemical Goup,Jiande311600).ABST RACT有机硅材料Z ,2004,18(3):43~44SI LICON E M AT ER IAL。