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脱肟型单组分室温硫化硅橡胶的制备

   日期:2015-03-06     浏览:338    
核心提示:杨庆福(哈尔滨化工研究所150020)  单组分室温硫化硅橡胶(以下简称RTV-1)是羟基封端的低分子量硅橡胶通
杨庆福(哈尔滨化工研究所150020)



  单组分室温硫化硅橡胶(以下简称RTV-1)是羟基封端的低分子量硅橡胶通过与补强剂混合,干燥去水,然后加入交联剂(含有能水解的多官能团硅氧烷)搅拌混合而制成。封装于密闭容器内,使用时挤出与空气中的水分接触,使胶料中的官能团水解形成不稳定的羟基,然后缩聚成弹性体。根据RTV-1交联剂的类型不同,可分为脱酸型和非脱酸型。脱酸型交联剂为乙酰氧基硅氧烷(如甲基三乙酰氧基硅烷),在硫化过程中放出乙酸对金属有腐蚀作用,对一些精密器材是不适合使用的。非脱酸型较多,其中以烷氧基(如甲基三乙氧基)硅烷为交联剂的脱醇缩合硫化型,硫化反应凭空气中的水分作用,硫化速度缓慢,贮存性能差,且粘着性差,不适合工业化使用。以硅氨烷为交烷联剂的脱胺缩合硫化型,由于硫化时释放出有机胺有臭味,有毒,且也有腐蚀性,所以使用范围也受到了限制。脱肟硫化型硫化速度快,有较长的粘性保持期,粘着性好,只对铜、铂有较弱的腐蚀。所以脱肟型粘合剂是新时期通用粘合剂。

1 实验
1.1 原料
甲基三氯硅烷(质量分数为98%),吉化公司电石厂提供;丁酮肟(质量分数99%),锦西化工总厂提供;端羟基聚二甲基硅烷(4~5Pa·S),吉化研究院提供;气相法白炭黑(2#),沈阳永新化工厂提供;八甲基环四硅氧烷D4(质量分数80%),吉化公司电石厂提供;二氧化钛(金红石型),锦州冶炼厂提供。

1.2 交联剂的合成
在500mL的三口瓶中,将45g甲基三氯硅烷,石油醚溶液加到87g丁酮肟的石油醚溶液中(石油醚总量为100g),67℃下将此两相体系搅拌30min,然后再使两相分离,底相以氨气中和,得到丁酮肟,顶相以氨气中和后过滤蒸馏,得到质量分数为93%的甲基三丁酮肟基硅烷交联剂。

1.3 脱肟型RTV-1的制备
称取4Pa·S(25℃)的端羟基聚二甲基硅氧烷4.8kg,2#气相法白炭黑(经八甲基环四硅氧烷处理)1.2kg,二氧化钛0.2kg,放入双轴行星搅拌釜中搅拌30分钟,然后放入电热鼓风烘箱,除去混合胶中的微量水分,冷却后加入0.24kg丁酮肟及9.6g催化剂和其它附助材料,继续搅拌30分钟,后抽真空在5~20mmHg柱余压下维持5分钟,以排出混合胶中气泡,然后用液压灌装机压入塑料管中,即得脱肟型RTV-1粘合剂。

1.4 用脱肟型RTV-1粘合剂制备粘合试样 
 选择粘接件为碳钢之间粘接,不锈钢之间粘接,黄铜之间粘接以及铝材之间的粘接。在粘接之前粘合表面进行必要的预处理,通常是表面脱脂机械喷砂打毛。试验采取了金属表面单纯脱脂的处理方法。即用砂布磨光金属表面后,用溶剂脱脂一次,室温干燥,然后单面涂胶(即RTV-1)对接,于室内放置24小时,粘接性能及耐老化性能按HG-852-76方法测试。

2 结果与讨论
2.1 交联剂制备及RTV-1硫化反应机理交联剂制备反应:




2.2 胶料组成对脱肟型RTV-1性能的影响  
胶料体系主要指除交联剂、催化剂、促进剂以外其它补强剂及填充材料,由于本粘合剂要求粘着力强,所以填充材料往往对粘合剂物理机械性能有不利的影响,因此本体系中只加入少量填充材料来调整胶粘剂)的内应力。而补强材料则是主要考虑的对象,由于气相法白炭黑(2#)比重极轻,能产生很大粉尘造成极大污染,加之直接混入对粘合剂稳定性也有影响,所以采用八甲基环四硅氧烷处理后,以最佳比例分数加入胶料体系中(如表1),并加入5%的脱肟型交联剂及微量的催化剂、促进剂,获得了较好的物理机械性能。






2.3 固化体系组分对脱肟型RTV-1性能的影响 
 固化体系是在RTV-1中参与同端羟基聚二甲基硅氧烷缩合反应的组分,包括交联剂、催化剂等。由于该粘合剂要求机械强度很高,所以要求端羟基聚二甲基硅氧烷中的羟基以最大程度地参加反应。根据端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度计算出羟基的摩尔数,这样也就不难推算出交联剂的用量,所以交联剂是一个固定量,质量分数为5%,它不影响固化的速度及稳定性,而真正影响橡胶体系则是催化剂。表3表明随着固化剂的用量增加固化速度加快、稳定期缩短。从对RTV-1粘合剂的要求来看,加入催化剂的质量分数为0.3%较适宜。




2.4 脱肟型RTV-1粘合剂的粘接性能
用上述RTV-1粘合剂制备粘接试样,其性能测试,拉伸强度都超过了1.2MP(表2),扯断粘接时均为硅橡胶100%破坏经过老化处理后仍符合用户的使用要求(表4)。




3 结语
本文介绍的脱肟型RTV-1粘合剂在哈尔滨车辆厂、哈尔滨市汽车齿轮厂变速箱的粘合符合CAYBS41-95标准。对其粘着性、耐老化性及固化速度都得到了用户很高的许价。对RTV-1体系稍加调整已开始在建筑行业中玻璃幕墙上使用。因此脱肟型交联剂在室温硫化硅橡胶(单组分)粘合剂中有着广阔的应用前景。
 
标签: 单组分 脱肟型
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