第五章 室温硫化硅橡胶
单组分透明脱醇室温硫化硅橡胶的研究进展
单组分透明脱醇室温硫化硅橡胶的研究进展作者：孙全吉张辉范召东吴娜王磊来源：《粘接》2021年第10期摘要：综述了单组分透明脱醇室温硫化硅橡胶的研究进展，分别介绍了α-官能基硅烷体系、有机钛体系、有机锡体系、有机锡/有机钛并用体系的单组分透明脱醇室温硫化硅橡胶性能的特点。
关键词：透明;脱醇;室温硫化硅橡胶中图分类号：TQ333.93 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）10-0010-04Research Progress of One-component Transparent Dealcoholized Silicone RubberSun Quanji1， Zhang Hui2， Fan Zhaodong1， Wu Na1， Wang Lei1（1.AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials， Beijing 100095， China;2. Military Representive office of army aviation department in Beijing， Beijing 100095，China ）Abstract：This paper reviews the research progress of one-component transparent dealcoholization room temperature vulcanized silicone rubber. The performance characteristics of single-component transparent dealcoholized room temperature vulcanized silicone rubber of α-functional silane system， organotitanium system， organotin system， organotin/organotitanium combined system are introduced respectively.Key words：transparent;dealcoholized; room temperature vulcanized silicone rubber单组分室温硫化硅橡胶是以液体端羟基硅橡胶为基胶，多官能团硅烷为交联剂，配合补强填料、催化剂、增粘剂等，在隔绝空气下混合均匀后，分装密闭保存而成;它挤出后接触空气中的水分，即可发生交联反应而成弹性体。
室温硫化硅橡胶简介介绍
在建筑领域，可用于建筑防水、密封、 保温等。
此外，室温硫化硅橡胶还可用于制造医 疗器械、日用品、玩具等。由于其优异 的性能和广泛的应用领域，室温硫化硅 橡胶已成为现代工业和生活中不可或缺
的重要材料之一。
02
室温硫化硅橡胶的制造与生产
制造工艺
缩聚反应
在催化剂的作用下，硅氧烷单体发生缩聚反应，生成 高分子量的聚硅氧烷。
生产效率低下
由于室温硫化硅橡胶的生 产过程较为复杂，需要经 过多道工序和长时间加工 ，导致生产效率低下。
性能改进需求
尽管室温硫化硅橡胶具有 良好的耐候性和电气性能 ，但仍需进一步提高其物 理性能和化学稳定性。
生产挑战
原材料成本高
01
室温硫化硅橡胶的原材料成本较高，尤其是高品质的原材料，
增加了生产成本。
02
它是一种热稳定性高、耐候性强 、电绝缘性能优良、抗撕裂、抗 压缩变形、耐化学品腐蚀等优点 的有机硅弹性体。
ห้องสมุดไป่ตู้
特性
室温硫化硅橡胶具有优良的耐温性能，可在-60℃～ 250℃的温度范围内长期使用。
室温硫化硅橡胶具有优良的电绝缘性能，可用于电子、 电器等领域。
它具有优良的耐候性能，可在户外长期使用，不易老化 。
它还具有优良的抗撕裂、抗压缩变形、耐化学品腐蚀等 特性，可在各种恶劣环境下使用。
应用领域
室温硫化硅橡胶广泛应用于电 子、电器、航空航天、汽车、 机械、建筑等领域。
在电子电器领域，可用于制造 电子元件、线路板、电器外壳 等。
在航空航天领域，可用于制造 飞机零部件、卫星部件等。
应用领域
在汽车领域，可用于制造汽车零部件、 密封件等。
04
室温硫化硅橡胶的市场与发展 趋势
单组份室温硫化硅橡胶国标代号
单组份室温硫化硅橡胶国标代号单组份室温硫化硅橡胶是一种广泛应用于工业领域的材料，具有优异的物理和化学性能。
国标代号为SY-1，下面将详细介绍SY-1硫化硅橡胶的相关参考内容，包括其性能指标、应用领域、制备方法和质量控制要求等。
1. 性能指标：SY-1硫化硅橡胶的性能指标包括硫化时间、硫化收缩率、硬度、拉伸强度、断裂伸长率、体积电阻率、介电常数和耐热性等。
硫化时间通常控制在30~60分钟之间，硫化收缩率一般在0.1~0.3%之间，硬度在30~80 Shore A之间。
拉伸强度和断裂伸长率分别为3 MPa和300%，体积电阻率高达10^15Ω/cm，介电常数在2.8~3.2之间，耐热温度可达200°C。
2. 应用领域：SY-1硫化硅橡胶主要应用于电子电气领域和建筑密封材料。
在电子电气领域，它可以用于制作高温电缆、电气绝缘件和终端密封等，具有良好的绝缘性能和耐高温性能。
在建筑密封材料中，它可以用于门窗密封条、玻璃胶、外墙保温胶等，具有良好的耐候性和耐腐蚀性。
3. 制备方法：SY-1硫化硅橡胶的制备方法主要包括橡胶配方设计、混炼、硫化等工艺。
橡胶配方设计中需要选择适当的硫化剂、加工助剂和填料，同时控制好各组分的配比。
混炼过程通常采用开放式混炼机进行，将橡胶和其他组分混合均匀。
硫化过程采用室温硫化，将混炼好的材料放置在室温下固化，硫化时间和温度需要根据具体要求进行控制。
4. 质量控制要求：SY-1硫化硅橡胶的质量控制主要包括外观检查、物理性能测试和化学性能测试等。
外观检查需要检查材料的颜色、异物和杂质等。
物理性能测试包括硬度测试、拉伸强度测试和断裂伸长率测试等，这些指标可以评估材料的机械性能。
化学性能测试包括体积电阻率测试、介电常数测试和耐热性测试等，这些指标可以评估材料的电性能和耐热性能。
综上所述，SY-1硫化硅橡胶是一种具有优异性能的单组份室温硫化硅橡胶材料，适用于电子电气领域和建筑密封材料。
室温硫化硅橡胶RTV
2、复合绝缘子在线运行所发生的事故分析
线路上运行的绝缘子受到雷击、污秽、鸟害、冰雪、高 湿、温差等环境因素的影响，在电气上要承受强电场、雷电 冲击电流、工频电弧电流的作用，在机械上要长期工作载荷、 综合载荷、导线舞动等机械力的作用。因此，复合绝缘子的 事故统计也由上述因素而被分为不同的事故类型。
我国复合绝缘子事故统计（截至1998年9月）
1.3.1耐候性 如前所述，有机硅产品的主链为-Si-O-Si-，无双键存在， 且键能比紫外线辐照能量高，因此不易被紫外光和臭氧所 分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及 耐辐照和耐候能力，在自然环境下的使用寿命可达几十年。
1.3.2耐温特性及化学稳定性 硅橡胶（Silicone Rubber）是一种分子键兼具无机 和有机性质的高分子弹性材料，它的分子主键由硅原子 和氧原子交替组成（-Si-O-Si-）。硅氧键的键能达 370kJ/mol，比紫外线辐照能量高，比一般的橡胶的C-C 结合键能240kJ/mol要大得多，在高温（或辐射照射） 下分子的化学键不断裂、不分解。可在–90～+300℃温 度范围内长期使用，仍不失原有的强度和弹性。 硅橡胶硫化成型后，主链和侧链上均没有活性基团， 因此硅橡胶具备极佳的化学稳定性，酸和碱都不会对其 分子结构造成影响。 而且，无论是化学性能还是物理机械性能，随温度 的变化都很小。
1、复合绝缘子应用于外绝缘面临的主要问题及对策分析 目前在我国，复合绝缘子以其优异的耐污闪能力在系统 中大量应用，而且多应用于重污秽地区，在保障电力系统安 全运行上发挥了显著作用。然而，在户外运行的复合绝缘子 因运行环境复杂，也时常出现问题，较常见就是损坏和老化。
损坏：主要表现为绝缘子不能继续承担正常的机械或电
1.3硅橡胶 硅橡胶主要是由高摩尔质量的线型聚硅氧烷组成。由 于-Si-O-Si-键是其构成的基本键型，硅原子主要连接甲基， 侧链上引入极少量的不饱和基团，分子间作用力小，分子 呈螺旋状结构，甲基朝外排列并可自由旋转，因此硅橡胶 硫化后具有优异的耐高、低温，耐候、憎水、憎水迁移、 电气绝缘性、生理惰性等特点。
硅胶室温硫化原理
一、背景介绍硅胶是一种非常常见的高分子材料，具有极高的化学稳定性、耐高温性、耐化学腐蚀性等优异性能。
其中，室温硫化的硅胶是一种非常重要的硅胶种类，具有使用方便、硫化速度快等特点。
本文将详细介绍室温硫化硅胶的原理及其应用。
二、室温硫化硅胶的原理室温硫化硅胶的主要成分是硅烷预聚体，其化学结构中含有硅-氧键和硅-碳键。
硅-氧键的存在使得硅烷预聚体具有较强的亲水性，而硅-碳键则使得硅烷预聚体具有较强的化学惰性。
在室温下，硅烷预聚体会发生自身交联反应，形成三维网状结构，从而实现硅胶的硫化。
具体来说，硅烷预聚体中的硅-氧键会被水分子水解，生成硅醇基。
硅醇基会与其他硅烷预聚体中的硅醇基发生缩合反应，形成硅氧烷键。
同时，硅烷预聚体中的硅-碳键也会参与反应，形成交联结构。
这样，硅烷预聚体就会形成三维的网状结构，从而实现硅胶的硫化。
三、室温硫化硅胶的应用室温硫化硅胶具有使用方便、硫化速度快等特点，因此在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些具体的应用举例：1. 电子行业：室温硫化硅胶可以用于半导体封装、电子元器件固定等。
2. 医疗行业：室温硫化硅胶可以用于医疗器械的密封、固定等。
3. 汽车行业：室温硫化硅胶可以用于汽车密封件、悬挂系统、轮胎等。
4. 建筑行业：室温硫化硅胶可以用于建筑密封、防水等。
5. 其他行业：室温硫化硅胶还可以用于制作模具、制作手工艺品等。
四、总结室温硫化硅胶的原理是硅烷预聚体自身交联反应形成三维网状结构，从而实现硅胶的硫化。
室温硫化硅胶具有使用方便、硫化速度快等特点，在电子、医疗、汽车、建筑等领域都有广泛的应用。
单组分室温硫化硅橡胶技术简介
单组份室温硫化硅橡胶技术简介1、项目意义当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。
太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。
中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。
中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。
在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。
2008年太阳能电池的产量达到了200万千瓦。
2009年中国太阳能电池/模组制造商的产能较2008年倍增，达到8,000MW，电池产量超过4,000MW。
2009年可谓是太阳能产业在中国高速发展的时期，国家的补贴扶持政策陆续推出。
3月，财政部、住房和城乡建设部印发《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》及《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，确定对光电建筑2009年的补助标准为20元/瓦。
7月，财政部、科技部、国家能源局发出《关于实施金太阳示范工程的通知》，提出对光伏并网项目和无电地区离网光伏发电项目分别给予50%及70%的财政补贴。
11月，财政部、科技部、国家能源局下发了《关于做好“金太阳”示范工程实施工作的通知》，要求加快实施“金太阳”示范工程。
随着这些政策的陆续出台，中国光伏产业将进入第二个阶段。
中国科学院党组已正式批准启动实施太阳能行动计划，该计划以2050年前后太阳能作为重要能源为远景目标，并确定了2015年分布式利用、2025年替代利用、2035年规模利用三个阶段目标，太阳能产业在中国市场发展前景广阔。
硅酮密封胶是室温硫化硅橡胶（RTV）的一种，是一种新型的有机硅弹性体。
HT-8258是本公司研究开发的单组份、中性固化、专为光伏组件铝边框和接线盒粘接要求而设计开发的硅酮密封胶。
该产品除了具有普通硅酮密封胶耐候性、耐高低温性、粘结性好的优点外，还具有优异的固化性能和耐黄变性能，阻燃等级达到UL94-HB级。
单组分室温硫化硅橡胶技术简介
单组份室温硫化硅橡胶技术简介1、项目意义当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。
太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。
中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。
中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。
在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。
2008年太阳能电池的产量达到了200万千瓦。
2009年中国太阳能电池/模组制造商的产能较2008年倍增，达到8,000MW，电池产量超过4,000MW。
2009年可谓是太阳能产业在中国高速发展的时期，国家的补贴扶持政策陆续推出。
3月，财政部、住房和城乡建设部印发《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》及《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，确定对光电建筑2009年的补助标准为20元/瓦。
7月，财政部、科技部、国家能源局发出《关于实施金太阳示范工程的通知》，提出对光伏并网项目和无电地区离网光伏发电项目分别给予50%及70%的财政补贴。
11月，财政部、科技部、国家能源局下发了《关于做好“金太阳”示范工程实施工作的通知》，要求加快实施“金太阳”示范工程。
随着这些政策的陆续出台，中国光伏产业将进入第二个阶段。
中国科学院党组已正式批准启动实施太阳能行动计划，该计划以2050年前后太阳能作为重要能源为远景目标，并确定了2015年分布式利用、2025年替代利用、2035年规模利用三个阶段目标，太阳能产业在中国市场发展前景广阔。
硅酮密封胶是室温硫化硅橡胶（RTV）的一种，是一种新型的有机硅弹性体。
HT-8258是本公司研究开发的单组份、中性固化、专为光伏组件铝边框和接线盒粘接要求而设计开发的硅酮密封胶。
该产品除了具有普通硅酮密封胶耐候性、耐高低温性、粘结性好的优点外，还具有优异的固化性能和耐黄变性能，阻燃等级达到UL94-HB级。
室温硫化硅橡胶RVT应用及注意事项
室温硫化硅橡胶RVT應用及注意事項一、有機矽產品的性能及用途通常所說的有機矽產品，是指聚矽氧烷而言。
Silicone以前的中文譯法為“矽酮”，實際上這些材料中沒有可分離和可鑒定的、穩定的矽酮基，也不是由含矽酮基的單體聚合而成。
因此，Silicone準確的中文名稱應該是“聚矽氧烷類產品”。
如聚矽氧烷油，簡稱矽油；聚矽氧烷橡膠，簡稱矽橡膠；聚矽氧烷樹脂，簡稱矽樹脂。
1.有機矽產品的基本結構單元是矽-氧鏈節–Si(R)2-O-，與矽原子的余鍵相連的是各種有機基團。
從結構上看，這一類化合物屬於半無機、半有機結構的高分子化合物，兼具有機和無機聚合物的特性，因此在性能上有許多獨特之處。
與其他高分子合成材料相比，有機矽產品最突出的性能是：優良的耐溫特性、電絕緣性、耐候性、生理惰性和低表面張力。
A.耐溫性：一般高分子合成材料大多是以碳-碳（C-C）鍵為主鏈結構，而有機矽產品是以矽-氧鍵（Si-O）鍵為主鏈結構。
矽-氧鍵的鍵能504KJ/mol比碳-碳鍵的鍵能345KJ/mol要高出很多，所以有機矽材料的熱穩定性較其他高分子材料高，使用溫度＞180℃，有些矽樹脂使用溫度高達500℃以上。
燃燒時生成不燃的二氧化矽而自熄，釋放出二氧化碳和水，毒性很低。
有機矽材料既可以耐高溫，也可以耐低溫（通常情況下為-60℃）。
更可貴的是其化學性能和物理機械性能隨溫度變化很小，這與有機矽材料分子易撓曲的螺旋狀結構有關。
螺旋結構的伸展消除了分子間距離的變化，使分子間平均距離只受溫度變化的輕微影響，因此各項性能基本無太大變化。
B.耐候性：有機矽材料的主鏈為－Si（R）2－O－Si（R）2－，無雙鍵存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。
矽-氧鍵的鍵長大約是碳-碳鍵鍵長的 1.5倍，因此相比其他高分子合成材料有機矽材料具有更好的耐候性和耐輻照能力。
C.電絕緣性：有機矽材料的電絕緣性能在絕緣材料中名列前茅，其電氣性能受溫度和頻率的影響很小，因此是一種穩定的電絕緣材料，被廣泛應用於電子電氣工業。
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第一节 缩合型单组份室温硫化硅橡胶
本堂学习目的
1、掌握缩合型室温硫化硅橡胶基胶结构。 2、掌握缩合型室温硫化硅橡胶种类。 3、理解缩合型室温硫化硅橡胶组成。 4、理解缩合型室温硫化硅橡胶交联机理。 5、了解缩合型室温硫化硅橡胶性能及应用。
缩合反应硫化型 液体硅橡胶
加成反应硫化型
A 基础聚合物பைடு நூலகம்
Me
HO Si O n H Me
107胶
107基胶分子量的影响 （1）分子量直接影响弹性体性能。 （2）一般选取的分子量为1万至10万。 （3）分子量高，弹性体强度高，但加工性差。 （4）分子量低，加工性好，交联速度快，但 弹性体强度差。 （5）分子量高与低的107基胶配合使用，可得到较 好的效果。
MeCONHMe + Na
MeCONMe Na
MeSiCl3 + MeCONMe
Na
MeSi(NOCMe)3 + NaCl
Me
⑥ 脱丙酮型
脱丙酮型RTV1的交联剂通式可表示为RSi(OC＝CH2)3,
MeSiCl3 + MeCOMe
+ MeSi(OC=CH2)3 HCl
Me
⑦ 脱羟胺基型
脱羟基型RTV1交联剂为多官能性胺氧基烷，通式为RSi(ONEt2)3
通式为 R4-nSi(OCOR’)n n=3,4
MeSiCl3 + AcOH
MeSi(OAc)3 + HCl
② 脱肟型
脱肟型的单组分室温硅橡胶的交联剂为多官能性肟基硅
烷，其通式R4-nSi(ON=CR1R2)n,n=3,n=4;R,R1,R2均为有机基团，
可相同，也可不同．最常用是MeSi(ON=CMe2)3
除KOH,Me4NOH,Bu4POH等亦可作为催化剂使用．
B 配合剂 （１）填料
单组分的液体硅橡胶常用的填料有白炭黑,碳酸钙,硅藻土, 石英灰等等.沉淀法白炭黑配制的胶料流动性好,是主要的填料, 若以补强,提高介电导性和触变性能为目的,则选用气相白炭黑 为好.重质的碳酸钙是增量填料,轻质碳酸钙是常用的半补强材 料,但补强效果差.
④ 脱胺型
脱胺型RTV1交联剂为多官能基硅烷，最常用MeSi(NHC6H11)3.
它们是由MeSiCl3与环己烷反应而得
+ MeSiCl3 H2NC6H11
+ MeSi(NHC6H11)3 H2NC6H11. HCl
⑤ 脱酰胺型
脱酰胺型RTV1交联剂为多官能的酰胺基硅烷，通式为 RSi(NR1COR2)3.常用的是三甲基三（Ｎ甲基己酰胺基）硅烷。
脱丙酮型>脱酰胺型>脱乙酸型>脱肟型>脱醇型
3、配制方法
交联剂/催化剂 补强填料/增量填料
+ MeSiCl3 Et2NOH
+ MeSi(ONEt2)3 HCl
C 催化剂
RTV1常用的催化剂是Sn的化合物，如：辛酸亚锡,二丁基二月 硅酸锡等；各种钛的络合物也较常用。
D 其他的添加剂
RTV1常用的其他添加剂有颜料,耐热添加剂 等等。
2、固化机理
OMe
Me Me
OMe
Me Si OMe + HO Si O Si OH +MeO Si Me
+ MeSiCl3
Me2C=NOH
③ 脱醇型
+ MeSi(ON=CMe2)3 HCl
脱醇型RTV1的交联剂为三官能烷氧基硅烷，通式为 RSi(OR1)3,最通常用的是MeSi(OMe)3,MeSi(OEt)3,它们是MeSiCl3 与相应的醇反应而来的．
MeSiCl3 + MeOH
MeSi(OMe)3 + HCl
107胶的制备
（1）通过氯硅烷的水解缩聚反应制备。 （2）通过环硅氧烷的开环聚合反应制备。
酸性催化剂催化，如硫酸，盐酸，磷酸，路易 斯酸等；
碱性催化剂，如ＫＯＨ，季胺碱等 采用酸性催化剂后处理比较麻烦，酸不易除尽．致 使硫化硅橡胶的稳定性比较差．工业上采用酸性白土作 为催化剂，反应结束后过滤除去酸性白土即可。
n
OH
Me
Me
OMe
OMe
OH
Me
Me Si O Si O Si O Si Me
n
OMe Me
Me
OH
Me -MeOH
Si O Si O
n
OMe Me
Me
Me
Me Si O Si O Si O Si Me
n
Me
Me
O
Me
Me
O
Me
Me Si O Si O Si O Si Me
n
O
Me
Me
Me Si O Si O
与高温硫化硅橡胶一样,使用白炭黑时，要对其进行表面SiOH基处理，以防胶料混合和存放过程中发生结构化．
（２）交联剂
单组分室温硫化硅橡胶的交联剂是含有可水解多官能硅 烷化合物，通式R4-nSi-Yn ,其中n=3,4，Ｒ为烷基，Ｙ为可水 解的基团，不同型号的单组分室温硫化硅橡胶的交联剂是不同 的．
① 脱羧酸型 MeSi(OCOCH3)3
双组分（RTV-2） 单组分（RTV-1）
脱醇型 脱氢型 脱羟胺型 脱醇型 脱酸型 脱酮肟型 脱酰胺型 脱胺型 脱酮型
双组分 单组分
室温硫化型（RTV）
中温硫化型（LTV） 中温硫化型（LTV）
一、单组分缩合型室温硫化硅橡胶的基本组成 硫化机理及配制
1、基本组成
单组分的室温硫化硅橡胶通常是由基础聚合物,交联 剂,催化剂,填料及添加剂等配制而成。
n
O
Me
因 RTV1只有水分充分接触才会发生产生固化交联,所以胶层 的表面部分易接触大气的水气,则先固化,胶层的内部则固化慢. 因此,存在着表面固化快,内部固化慢或是不固化的问题.深层固 化取决于水分在胶层中的扩散速度.
固化的速度与交联剂的水解活性有很大的关系,水解反应活 性高则固化速度.各种交联剂的水解活性基本是:
以KOH为催化剂，使环氧硅烷开环聚合．待聚合体 系变粘稠，再向其中滴加蒸馏水，使其降解．反应结 束后，将催化剂中和，脱去低沸物，即可得到107胶．
Me
KOH
H2O
D4
HO Si O n H
Me
Me
Me
HO Si O m H + HO Si O l H
Me
Me
通过控制水量和温度可以调节降解的反应速度，可 调节反应制得摩尔质量的107胶．
n
OMe
Me Me
OMe
OMe Me Me OMe
Me Si O Si O Si O Si Me
n
OMe Me Me OMe
OMe Me
Me
OMe
OMe Me
Me
OH
Me Si O Si O Si O Si Me + H2O
n
OMe Me
Me
OMe
HO
Me
Me Me
Si O Si O Si O Si Me