单组分室温硫化硅橡胶的配制_四_yy

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单组分室温硫化硅橡胶的配制(四)黄文润(中蓝晨光化工研究院,成都610041)

摘要:介绍了低拉丝性、防污性及防霉性脱酮肟型单组分RTV硅橡胶密封剂的配制方法。分别讨论了密封剂配制工艺及添加含咪唑啉基的聚有机硅氧烷、高吸油材料、硅橡胶微粉、疏硅氧烷剂、三唑基化合物对脱酮肟型单组分硅橡胶密封剂性能的影响。关键词:室温硫化,硅橡胶,脱酮肟型,密封剂

收稿日期:2002-06-08。 单组分室温硫化(RTV)硅橡胶是将所有成分混合包装在一个密封容器(软管或封筒)内,使用时从密封容器中挤出,接触空气中的湿气后硫化成弹性体的一类有机硅产品[1]。前面已介绍了单组分RTV硅橡胶密封剂的分类、硫化机理、各种脱醋酸型单组分RTV硅橡胶密封剂的配制[41,59],以及以胶质碳酸钙为填料时处理剂的种类、以白炭黑为填料时交联剂的加入方法对脱酮肟型单组分密封剂性能的影响,和改进脱酮肟型单组分RTV硅橡胶密封剂在硫化过程中抗接缝位移开裂性的方法[94]。本节主要介绍低拉丝性、防污性、防霉性脱酮肟型单组分RTV硅橡胶密封剂的配制方法。21214 低拉丝性脱酮肟型单组分RTV硅橡胶密封剂的配制密封剂在施工时的拉丝现象不仅影响施工作业,也使密封部位的外观受到损害。拉丝性可从密封剂的配制工艺上加以解决[95,96]。即在行星搅拌器中,将基胶、增塑剂、填料、触变剂、交联剂、催化剂等先混合均匀,再加增粘剂。增粘剂N-B-氨乙基-C-氨丙基三甲氧基硅烷、C-氨丙基三乙氧基硅烷等不能与其它组分一起混合;否则,密封剂在施工时拉丝现象严重。例如,35份粘度(25e)50000mm2/s的A,X-二羟基聚二甲基硅氧烷,25份粘度(25e)100mm2/s的二甲基硅油,5份比表面积150m2/g的疏水性气相法白炭黑及50份重质碳酸钙在行星搅拌器中、隔湿条件下混合;然后,加入4份甲基三丁酮肟基硅烷及011份二丁基二辛酸锡,在隔湿条件下脱泡混合均匀,再加入1份C-氨丙基三甲氧基硅烷,在隔湿条件下混合,配成密封剂1。C-氨丙基三甲氧基硅烷与甲基三丁酮肟基硅烷及二丁基二辛酸锡一起加入,配成比较用密封剂2。85份粘度(25e)50000mm2/s的A0X-二羟基聚二甲基硅氧烷,20份粘度(25e)100mm2/s的二甲基硅油及10份比表面积150m2/g的疏水性气相法白炭黑在行星搅拌器中、隔湿条件下混合;然后,加入4份甲基三丁酮肟基硅烷、2份乙烯基三丁酮肟基硅烷及011份二丁基二辛酸锡,在隔湿条件下脱泡混合均匀,再加入1份C-氨丙基三甲氧基硅烷,在隔湿条件下混合,配成密封剂3。C-氨丙基三甲氧基硅烷与酮肟基硅烷及二丁基二辛酸锡一起加入,配成比较用密封剂4。100份粘度(25e)20000mm2/s的A0X-二羟基聚二甲基硅氧烷,110份三乙二醇及10份比表面积110m2/g的疏水性气相法白炭黑在行星搅拌器中、隔湿状态下混合均匀;然后,加入6份甲基三丁酮肟基硅烷、011份二丁基二辛酸锡,在隔湿状态下脱泡混合均匀,再加入1份C-氨丙基三甲氧基硅烷,隔湿条件下混合,配

成密封剂5。C-氨丙基三甲氧基硅烷与甲基三丁酮肟基硅烷及二丁基二辛酸锡同时加入,配成比较用密封剂6。按下列方法测试密封剂的挤出量、拉丝性、

技术讲座有机硅材料,2003,17(1):38~44SILICONEMATERIAL 粘接性及物理性能,结果列于表29。挤出量:密封剂包装在330mL聚乙烯封筒中。将封筒嘴切成直径5mm,以012MPa的压力挤出密封胶,测密封剂在10s内的挤出量。拉丝性:用上述测挤出量的封筒嘴,沿水平方向挤出5g密封剂后,将封筒从垂直方向提起,测此时密封剂拉丝的长度。将密封剂制成2mm厚的试片,在20e、相对湿度55%条件下放置7天后,测其物理性能;将密封剂与5mm厚的玻璃板、1mm厚的铝板、1mm厚的铁板及2mm厚的聚氯乙烯板制成剪切粘接强度测试试件(密封剂厚度1mm),在20e、相对湿度55%条件下放置7天后,测其剪

切粘接强度。

表29 脱酮肟型单组分RTV硅橡胶密封剂配制工艺对其拉丝性的影响测试项目12(比较)34(比较)56(比较)挤出量/g1203080206260拉丝性/mm5354503698流淌性/mm010100邵尔A硬度/度29302525))伸长率/%450440350360))拉伸强度/MPa117118118117))剪切粘接强度/MPa 玻璃板1102019701980197)) 铁板0194019601970198)) 铝板0190019801980199)) 聚氯乙烯板0192019701960195))

21215 防污性脱酮肟型单组分RTV硅橡胶密封剂的配制缩合型单组分RTV硅橡胶密封剂的密封部位存在因表面易吸尘使自身受污染及因所含成分迁移对周边环境造成污染的现象,使密封结构的外观受到影响。为克服这一缺点,可在密封剂中添加表面活性剂[97~103]、氟碳化合物与干性油氧化物[104]、高吸油性材料[105]、硅橡胶微粉[106]、氟硅化合物与光聚合引发剂[107]、含咪唑啉基的聚有机硅氧烷[108,109],或使用含聚醚侧链的A0X-二羟基聚二有机硅氧烷[110]及低摩尔质量聚有机硅氧烷含量少的A0X-二羟基聚二甲基硅氧烷作基胶[111]。其中,防污效果较好,并具有实用价值的方法是添加含咪唑啉基的聚有机硅氧烷、高吸油性材料、硅橡胶微粉、疏硅氧烷剂。2121511 添加含咪唑啉基的聚有机硅氧烷[108,109]在密封剂中添加含咪唑啉基的聚有机硅氧烷,可防止密封剂对周边基材的污染及尘埃对密封剂的污染,且密封剂的贮存稳定性好。含咪唑啉基的聚有机硅氧烷可以是线形或环形结构,其中以线形结构为佳,聚合度1~1100。可由氨基改性硅油与丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸、亚油酸、亚麻油、蓖麻油酸等含不饱和烃基的羧酸脱水制得。添加量为100份A0X-二羟基聚二甲基硅氧烷中加1~100份。咪唑啉基环硅氧烷的合成:在装有搅拌器、带水分定量管的回流管、滴液漏斗、温度计的300mL烧瓶中,通氮下加入10318g(按NH计氨值为1812%)下列结构

[SiO]4

CH3

C3H6NHC2H4NH2

的环状氨烃基硅氧烷及4115g二甲苯,搅拌下升温至回流温度145e,在2h内滴入14019g亚油酸、油酸及硬脂酸的混合脂肪酸(中和值19813),滴加过程中温度保持在145~154e;滴完后在154~190e搅拌513h,进行脱水反应,其间由水分定量管馏出1810mL水;然后冷却至室温,加入20g过滤助剂及12218g甲苯,搅拌30min,过滤。在70e/4kPa下脱除滤液中的溶剂;115h后,提高真空度和温度,于70e/111kPa~80e/113kPa下保持4h,得20711

第1期黄文润1单组分室温硫化硅橡胶的配制(四)#39 #g下列结构的咪唑啉基环硅氧烷。CNH2CCH2NC17H31C3H6[SiO]4CH3含咪唑啉基聚二甲基硅氧烷的合成:在装有搅拌器、温度计的500mL烧瓶中,加入13413g二甲基混合环硅氧烷(DMC)、7015g甲苯及1512g咪唑啉基环硅氧烷;搅拌溶解后,加入44LL50%氢氧化铯的水溶液、0171mL丁酮肟、314g二甲基亚砜及619g四氢呋喃,搅拌升温至80~110e反应518h;其间,反应混合物变粘,可加入120LL水。冷却至室温,加入5219g甲苯与23LL三甲基氯硅烷的混合液,在57~59e下搅拌反应1h;然后,装上带水分定量管的回流管,在108~110e回流23min,共沸脱水。冷却至室温,加1113g过滤助剂,搅拌30min后过滤;滤液在60e、111~218kPa下提馏215h,得12515g下列结构的含咪唑啉基的聚二甲基硅氧烷。CNH2CCH2NC17H31C3H6[SiO]5HCH3[SiO]24115 CH3CH3HO密封剂的配制:100份粘度(25e)20000mPa#s的A0X-二羟基聚二甲基硅氧烷、1712份含咪唑啉基的聚二甲基硅氧烷、117份经高级脂肪酸处理的胶质碳酸钙(平均粒径011Lm)、1611份甲基三丁酮肟基硅烷及011份二丁基二月桂酸锡在行星搅拌器中、隔湿条件下混合,配成密封剂7。同样条件下,不加含咪唑啉基的聚二甲基硅氧烷,配成密封剂8。将2种密封剂分别填充在由2块白色瓷砖组成的宽20mm、深10mm的接缝中,25e下放置1个月,制成硫化的接缝组合试件;以75b倾斜置于室外,观察接缝中密封剂表面及密封剂接缝周边的污染情况,结果列于表30。

表30 含咪唑啉基的聚二甲基硅氧烷对改进脱酮肟型单组分RTV硅橡胶密封剂防污性的效果1)

测试项目78密封剂表面 硫化后oo 1个月后ov 2个月后oE 3个月后vEE接缝周边 硫化后oo 1个月后ov 2个月后oEE 3个月后vEE

注:1)E表示发生污染,EE表示严重污染,v表示稍有污染,o表示没有污染。2121512 添加高吸油性材料[105]用于配制防污性脱酮肟型单组分RTV硅橡胶密封剂的高吸油性材料包括:吸入型高吸油性材料,如天然粘土、活性白土、合成粘土、有机膨润土、沉淀法白炭黑等无机材料,及泥炭、木棉、纸浆、软木粉、二亚苄基山梨糖醇等有机材料;凝胶型高吸油材料,如金属皂、1212羟基硬脂酸、褐藻酸及其钠盐、氨基酸衍生物等;自膨润性高吸油材料,如苯乙烯-丁二烯共聚物、降冰片烯聚合物、磺化乙丙三聚物等亲油性低交联聚合物。添加量为100份基胶中加5~80份。密封剂硫化后,高吸油性材料能吸收油状的低摩尔质量聚有机硅氧烷,抑制低摩尔质量聚硅氧烷的渗出;从而防止密封剂表面吸尘及密封剂对周边材料的污染。例如,100份粘度(25e)20000mm2/s的A0X-二羟基聚二甲基硅氧烷与10份气相法白

炭黑在行星搅拌器中、隔湿条件下混合均匀;然后加入012份二丁基二辛酸锡、5份甲基三丁酮肟基硅烷及表31所列的高吸油性材料,配成10种防污性脱酮肟型单组分RTV硅橡胶密封剂,分别包装在密封容器中保存。同时,不加高吸油性材料,配成比较用密封剂19。然后,将这些密封剂分别填充至由2块板状磨光石材(300mm

#40 #有机硅材料第17卷