矽橡膠大起底!關於矽橡膠你知道多少?

2022-01-05 和氏璧化工

矽橡膠分為高溫硫化矽橡膠(HTV)和液體矽橡膠(LSR)。

矽橡膠的熱穩定性,化學穩定性,耐候性,阻燃性僅次於氟橡膠,抗藥品性次於氟橡膠和氯丁橡膠,電氣特性和耐寒性最佳。

中國:道康寧張家港、瓦克張家港、邁圖上海,深圳、信越南通、藍星上海、江蘇宏達 、南京東爵、深圳天玉、溧陽利達。

國內熱硫化矽橡膠產能35萬t/a,2010年銷量25萬t/a。到2015年產能75萬t/a,液體注射成型矽橡膠目前產能1萬t/a。

國內產品的加工性和產品穩定性不如進口產品,中國矽橡膠用量為15~20萬t/a,其中25%為進口產品,即進口量為4~5萬t/a。

LSR之縮合型室溫硫化矽橡膠

-RTV-2和RTV-1

配以補強填料、交聯劑、催化劑、助劑在室溫下硫化成彈性體。

RTV-2基礎膠的端基引入可水解基團-交聯劑,再配以催化劑、補強填料、增粘劑、增塑劑、助劑等密封包裝後,得RTV-1矽橡膠。

RTV-1分類

LIMS液體注射成型矽橡膠是LTV的一種液體矽橡膠

由乙烯基矽油、含氫矽油、鉑催化劑、補強填料、助劑組成。

硫化機理:

注1:由於有機的氮、磷、硫、錫會使催化劑Pt中毒,影響硫化,所以使用前要進行硫化試驗。注2:氯丁橡膠及其它合成橡膠、含硫化合物、軟質PVC、胺固化環氧樹脂、PVC絕緣膠帶、松脂助焊劑等都會妨礙固化,它們不能同時使用。*低強度型:主要用於半導體電子元件的塗復,灌封材料(有外殼),達到絕緣、防潮、防塵、防震、提高性能穩定參數的目的, 還可以配製各種紙張隔離劑。
*高強度型:機械性能好,可作電子元器件無殼封裝材材料;粘接性好的,可作半導體器件的內保護塗料,摻入銀粉可作粘接導電膠使用。*航空型:高度透明材料,可製作防彈玻璃及航空用粘結劑。*醫用型:用於整形外科,鞍鼻矯形和萎縮性鼻炎的治療;美容;人工晶狀體。*填充型:阻燃灌封膠、泡沫膠、防腐膠、塗料和油墨。2. 短循環時間及較少的加工工序、快速固化、無需二次操作;3. 較高的產品可靠性,封閉式系統,無需分步操作;SUS-不鏽鋼材料制,4個矽膠奶嘴,無毛邊.無澆口模具吹氣脫模m>0,n>0,y=0時是甲基乙烯基矽橡膠(VMQ)m>0,n>0,y>0時是甲基苯基乙烯基矽橡膠(PVMQ)混煉膠的組分:基礎膠,由於HTV生膠的機械性能很差,必須要加入以下組分:Si原子比C原子大,-Si-O-Si-呈螺旋結構,有機基向外,使分子間作用力較小,硫化膠強度很低,必須加填料補強,否則無法使用。氣相白炭黑:是氯矽烷在高溫下通氫氣燃燒生成的煙霧狀氣溶膠,表面的比較多的羥基,能產生結構化,少量的羥基可形成氫鍵和互通網絡結構。是矽橡膠補強效果極佳的填料,增強效果可達40倍,製品抗張強度可達12.6MPa。沉澱白炭黑:是用水玻璃+硫酸製成,再經過造粒和粉碎製備成矽橡膠專用白炭黑。它是葡萄串式的結構,補強效果不如氣相白炭黑,含水量較高6~8%。但壓縮永久變形小,對油膨潤性、彈性好、製品抗張強度5~8MPa。半補強填料和增量劑:為降低成本添加體質填料,如,矽微粉,碳酸鈣,硅藻土,高嶺土,陶土,金屬氧化物,碳酸鹽類。有的填料還賦予矽橡膠特殊的性能,如:耐熱性、耐磨性、阻燃性、導熱性等。結構化定義:矽橡膠加入白炭黑後,在存放過程中膠料變硬,可塑性降低,逐漸失去返煉和加工工藝性能,被稱為結構化。結構化形成:白炭黑表面的羥基能和矽橡膠末端的羥基以及矽氧烷鏈段發生作用,結果使矽橡膠形成網狀結構,失去加工性能。抗結構化控制劑:二苯基二羥基矽烷,低粘度羥基矽油,烷氧基矽烷,矽氮烷,環矽醚和硼矽氧烷等。白炭黑表面處理劑:矽油低分子,六甲基二矽氮烷,一甲基三甲氧基矽烷和D4。處理後的白炭黑由親水性成為疏水性,甲醇值>60%為疏水性優,加處理白炭黑後混煉膠不易結構化。

在適應寒冷條件的掃雪車中,使用了各種各樣的矽橡膠,因此它也適用於航天應用。

室外暴露試驗,矽橡膠可以達到10年以上,有機橡膠達不到。

在廣闊的溫度範圍以及頻率領域內,它都能保持穩定的電氣特性。另外即使是被浸泡在水中,它的電絕緣性能也不會下降。因此它最適合作絕緣材料。

彩電顯像管高壓部分的周圍的矽橡膠零部件:高壓帽、電纜線等。

矽橡膠的抗電弧試驗:矽橡膠表現出極好的組抗性,在需要疊加高電壓部分的絕緣材料中得到廣泛的應用。

它在按鍵接點、加熱器線圈、防靜電和高壓電纜的封裝材料方面得到廣泛的應用。

矽橡膠中加入不同碳黑量的體積電阻率,隨著碳黑量的增加體積電阻率降低。

有機矽的導熱係數比一般有機橡膠大,在矽橡膠中加入大量無機填充劑可提高矽橡膠的導熱性,這些材料可用於散熱片和加熱輥中。

從上圖來看,普通的二甲基矽橡膠的抗輻射性並不比其它有機橡膠好。只有在有機矽聚合物中引入苯基的苯甲基矽橡膠才具有抗輻射特性,在核電站的電纜和連接器方面已進入實用化階段。

即使長時間地浸泡在水中,矽橡膠的吸水量也只有1%。而且機械強度和電氣特性幾乎不會受到任何影響(無論冷水、溫水、開水中,幾乎都不發生變化)。但是在150℃的高壓蒸汽環境中有機矽會降解,性能會下降。通過改進配方,選擇硫化劑,延長二次加硫的時間等措施可改善耐蒸汽性,還可開發出具有特別高的耐蒸汽性、耐熱水性的產品。在100℃環境中矽橡膠的耐油性比丁腈膠和氯丁膠略差一些.在>100℃的環境中,矽橡膠能夠發揮更優異的耐油性。矽橡膠幾乎不會被極性溶劑和弱酸弱鹼侵蝕,在非極性溶劑中要溶脹,不溶解,除去溶劑可恢復原狀。溶劑類化學品對矽橡膠產生溶脹、軟化、強度下降等現象,不同種類的溶劑對矽橡膠的影響不一樣。壓縮永久變形:有機橡膠在室溫中的壓縮永久變形較小,但是隨著溫度變化將明顯增大。矽橡膠在-60~250℃內的壓縮永久變形是穩定的,也就是說矽橡膠在非常溫使用比有機橡膠好。抗彎曲疲勞:矽橡膠的耐彎曲疲勞性不比有機橡膠好。必須採取措施開發具有8~10倍耐疲勞性的品種,如KE951-U、9510-U、9511-U、 5152-U等。應用於鍵盤、輸送機的零件等。強度:在室溫下,矽橡膠的強度比有機橡膠要低,但在高溫時的強度保持率卻較高,強度反而比有機橡膠好。矽橡膠的撕裂強度較低,只有改進合成基礎膠工藝以及混煉膠的填充劑、交聯劑就可製備出抗撕強度30 ~50 kN/m的高強度類型產品,適用於反向圓錐模具和大型成型品的成形材料使用。普通矽橡膠不會輕易燃燒,一旦點燃,就會燃盡,最後成白色的二氧化矽。如果在矽橡膠中添加微量阻燃劑(如鉑金的絡合物),就能製備出阻燃性和自熄性矽橡膠。可達到UL94V-0級矽橡膠,由於它不含滷素化合物,因此幾乎不會產生煙和有毒氣體。適用於家電、辦公用品、電氣乃至飛機、地鐵等封閉空間以及建築材料,成為安全方面不可缺少的產品。

由於矽橡膠薄膜的分子間隙大,它的氣體和蒸汽的透過率非常好,大大優於其他有機橡膠幾十倍到幾百倍。同時對於透過的氣體有選擇性,因此可作為氣體和水的分離膜應用到富氧化等裝置中。

矽橡膠的生理惰性優於其他高分子材料,因此可用於輸液管、人工關節、奶嘴、泳帽、潛水鏡、化妝品等。

普通矽橡膠抗震性比較小,在提高了抗震性能的產品KE5501BU上,在-50~100℃內顯示非常穩定的抗震性。極細白炭黑的加入和合適的工藝可製備高透明高強度的矽橡膠,透明材料易著色。有機矽具有優異的脫模性,不會被其它物質腐蝕。因此它在複印機固定滾輪、印刷滾輪、密封圈以及失蠟熔鑄模等領域得到應用。

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