硅橡胶种类、配方、生产工艺及用途

硅橡胶种类、配方、生产工艺及用途内容摘要：

和尺寸的制品 ,其加工设备 和工具基本上与普通橡胶相似。 出机一般是用 Φ30 或 Φ65mm 的单螺纹螺杆 ,长径比为 (10～ 12)∶1效果较好。 挤出时尽量保持低温 ,以不超过 40℃ 为宜 ,故机筒和螺杆均须通冷却水。 对质量要求较高的产品可在靠近机头部分加装 80～ 140 目滤网 ,以除去胶料中的杂质 ,改善挤出质量。 硅橡胶挤出半成品柔软而易变形 ,因此必须立即进行硫化。 最常用的方法是热空气连续硫化。 电线、电缆工业通常用高压蒸汽连续硫化。 如在挤出后不能连续硫化 ,为防止变形 ,挤出后应立即用圆盘、圆鼓或输送带接取 ,用滑石粉隔离以免相互粘结。 若发现胶料过 软而不适于挤出时 ,可在胶料中再混入 3～ 5 份气相法白炭黑。 用于挤出的胶料配方 ,其硫化剂用量应比模压制品的适当增大 ,硅橡胶的挤出速度低于其它橡胶 ,当要求与其它橡胶达到相同挤出速度时 ,应采用较高的螺杆转速。 压延 压延机一般采用立式三辊压延机。 用于生产胶片时 ,中辊是固定的 ,中辊转速比上辊快 ,速比为 (～ )∶1, 下辊的转速和中辊相同。 当压延机开动时 ,上辊温度为 50℃, 中辊应保持为室温 ,下辊用冷却水冷却。 压延速度一般为 60～ 300cmmin 1,不宜过快 ,先以低速调整辊距(中、下辊 ),以保证一定的压延厚度 ,然后再提高至正常速度进行连续操作。 当三辊压延机用于硅橡胶贴胶和擦胶时 ,织物替代了垫布 (聚酯薄膜 )在中辊和下辊之间通过。 三辊压延机只适用于单面覆胶 ,长期生产时应采用四辊压延机。 用于压延的胶料必须正确控制其返炼程度 ,最好在炼胶机上先不充分返炼 ,以期在压延过程中获得足够返炼 ,这样可以避免胶料在压延过程中因返炼过度而粘辊。 胶料配方对压延也有一定的影响 ,采用补强性填充剂的胶料压延工艺性能较好。 涂胶 涂胶是指把硅橡胶胶浆用浸浆或刮浆的方法均匀分布在织物上用以改进薄膜 制品的强力和屈挠性能 ,使织物耐潮 ,以制造耐高温的电绝缘材料等。 (1)胶浆制备 供制胶浆用的硅橡胶胶料其硫化剂多采用过氧化二苯甲酰 (BP),用量比一般模型制品稍大。 补强填充剂若采用气相法白炭黑 ,用量不宜超过 40 份 ,并适当增大结构控制剂的用量 ,采用甲苯或二甲苯等挥发性溶剂。 混炼胶经充分返炼后下薄片 ,然后剪成小块 ,置于溶剂中浸泡过夜 ,采用搅拌机或混合器进行搅拌 ,制成固形物质量分数为 ～ 浆。 胶浆应保存在 40℃ 以下的环境中。 (2)织物预处理 硅橡胶涂胶用的底层织物一般采用玻 璃布、尼龙和聚酯等。 其中玻璃布因具有耐热性好、强度高和吸湿性低等特点应用较多。 玻璃纤维在拉丝过程中薄膜涂有石蜡润滑剂 (占织物质量的 %～ %),在硫化温度下易挥发 ,影响胶料与织物的结合 ,必须在涂胶前进行脱蜡。 尼龙和聚酯的热变形较大 ,影响橡胶和织物的结合 ,为此在涂胶前须进行热定型 ,即将织物在一定牵伸下 ,进行短时间热处理 ,尼龙的处理温度为 170～175℃, 聚酯处理温度为 215～ 220℃。 (3)涂胶 织物经预处理后 ,还 要进行表面胶粘剂处理 ,然后才可涂胶。 胶粘剂是一种由烷氧基硅烷、硼酸酯、硫化剂和溶剂 (乙酸乙酯或乙醇 )组成的溶液。 织物经胶粘剂表面处理后 ,即可用涂胶机将胶浆均匀涂在织物上 ,然后经干燥、硫化即成。 硫化一般分两段进行 :一段温度为 120～ 130℃,二段温度为 230℃。 涂层的厚度可以通过改变胶液的粘度或调节织物通过涂胶槽的速度来控制。 粘合 硅橡胶能与很多材料 ,包括金属、塑料、陶瓷、纤维、硅橡胶本身以及其它一些橡胶粘合 ,采用能与硅橡胶本身同时硫化的胶粘剂可使硅橡胶与被涂层之间获得最好粘合。 硅橡胶硫化胶之间的粘合一般采用胶粘剂。 常用胶粘剂配方举例如下 :乙烯基硅橡胶 100。 气相法白炭黑 35。 三氧化二铁 5。 硼酸正丁酯 3。 膏状硫化剂 DCBP 3。 硫化 硅橡胶硫化工艺不是一次完成 ,而是分两个阶段进行的 ,胶料在加压下 (如模压硫化、硫化罐直接蒸汽硫化等 )或常压下 (如热空气连续硫化 )进行加热定型 ,称为一段硫化 (或定型硫化 )。 在烘箱中高温硫化 ,以进一步稳定硫化胶各项物理性能 ,称为二段硫化 (或后硫化 )。 (1)一段硫化 ① 模型制品硫化。 可采用平板硫化、传递模压硫化和注压硫化。 硫化条件如表 6 所示。 硅橡胶制品硫化时 ,一般不使用脱模剂 ,应迅速装料、合模、加压 ,否则容易焦烧 ,特别是含有硫化剂 BP 和 DCBP 的胶料。 传递模压硫化是一种加工硅橡胶胶料应用较广泛的工艺 ,与每模单孔的平板硫化比较 ,其优点是加工周期短 ,并能硫化复杂的特别是带有插入物和销钉的橡胶件。 与注压硫化比较 ,设备成本较低。 注压硫化模制品 ,可提高劳动生产率 ,降低劳动强度 ,同时还可以减小过氧化物的用量 ,提高制品的抗撕裂性能 ,改善压缩永久变形性能 ,但制品收缩率较大。 ② 挤出制品的硫化。 可采用蒸汽加压硫化、热空气连续硫化 、液体硫化槽连续硫化、鼓式硫化和辐射硫化等方法。 前 3 种方法较常用。 (2)二段硫化 硅橡胶制品经过一段硫化后 ,有些低分子物质存在于硫化胶中 ,影响制品性能。 例如 ,采用通用型硫化剂 (如硫化剂 BP 或 DCBP)的胶料 ,经过一段硫化后 ,其硫化剂分解的酸性物质量 ,将增大海绵孔的孔度 ,降低密度。 增大硫化剂的用量将缩小海绵孔的孔度 ,增大密度 ,产生较厚的孔壁。 此外 ,硫化温度对海绵的发孔情况也有很大影响。 发泡 在硅橡胶胶料中加入发泡剂 ,然后在受压状态下加热硫化使橡胶发泡 ,可制得硅橡胶海绵。 但必须注意以 下几个问题。 (1)应选用其分解产物不影响硅橡胶耐热性的发泡剂。 一般采用有机发泡剂如发泡剂 BN、尿素等 ,其分解产物在二段硫化中除去。 (2)适当控制硫化剂和发泡剂的用量 ,以使发泡速度与硫化速度相匹配。 增大发泡剂的用量 ,将增大海绵孔的孔度 ,降低密度。 增大硫化剂的用量将缩小海绵孔的孔度 ,增大密度 ,产生较厚的孔壁。 此外 ,硫化温度对海绵的发孔情况也有很大影响。 (3)硫化剂适当并用可较好地控制海绵孔度和密度。 通常硫化剂DBPMH 与 BP 或 TBPB 与 DCBP 并用效果较好。 (4)可采用 2 号气相法白炭黑或 2 号气相法白炭黑与沉淀法白炭黑并用作补强剂。 应严格控制胶料的塑性值 ,塑性值过大 ,发孔时易造成过度膨胀 ,形成粗燥的开孔结构 ,甚至很多孔破裂。 塑性值过小 ,则发孔不足 ,产品较硬。 采用弱补强性填充剂的胶料比较容易控制塑性值 ,返炼的胶料最好当天使用。 (5)发泡剂应均匀分散于胶料中。 一般发泡剂粒子易结团 ,难以分散 ,可先制成生胶 /发泡剂母炼胶配比 (1∶1), 再进行混炼 ,以提高分散效果。 (6)采用模压工艺的胶料 ,应注意去除胶料中的气泡 ,防止破坏海绵结构。 用于模压海绵制品的胶料 ,经混炼出片后 ,应根据模具规格 进行裁料 ,并在表面涂隔离剂 ,以备入模硫化。 一般用滑石粉作隔离剂 ,也可用白炭黑。 硅橡胶海绵模型制品的定型硫化有两种方法 :一种是一步法 ,即胶料在模具中一次发孔成一定形状和尺寸的海绵 ,二段硫化不再发孔。 另一种是两步法 ,即先使胶料在模具中进行短时间硫化 ,使其初步发孔并恰好形成一层表面 ,然后置于烘箱中再发孔成一定形状和尺寸。 对海绵薄板来说 ,前一种的硫化时间通常为 15～ 20min,后一种的硫化时间一般在 5min 之内。 3 室温硫化型硅橡胶 室温硫化 (亦称缩合硫化型 )硅橡胶(roomtemperaturevulcanizedsiliconerubber),是指不需要加热在室温下就能硫化的硅橡胶。 其分子结构特点是在分子主链的两端含有羟基或乙酰氧基等活性官能团 ,在一定条件下 ,这些官能团发生缩合反应 ,形成交联结构而成为弹性体。 品种和特性 室温硫化硅橡胶相对分子质量较低 ,通常为粘稠状液体 ,按其硫化机理和使用工艺 ,可分为单组分室温硫化硅橡胶和双组分室温硫化硅橡胶。 单组分室温硫化硅橡胶 单组分室温硫化硅橡胶是以羟基封端的低相对分子质量硅橡胶与补强剂混合 ,干燥去水 ,然后加入交联剂 (含有能水解的多 官能团硅氧烷 ),此时 ,混炼胶已成为含有多官能团端基的聚合物 ,封装于密闭容器内 ,挤出时与空气中水分相接触 ,使胶料中的官能团水解形成不稳定羟基 ,然后缩合交联成弹性体。 单组分室温硫化硅橡胶随交联剂类型不同 ,可分为脱酸型和非脱酸型。 前者使用较为广泛 ,所用交联剂为乙酰氧基类硅氧烷 (例如甲基三乙酰氧基硅烷或甲氧基三乙酰氧基硅烷 ),在硫化过程中放出副产物乙酸 ,对金属有腐蚀作用。 非脱酸缩合硫化型种类较多 ,其中有以烷氧基 (例如甲基三乙氧基硅烷 )为交联剂的脱醇缩合硫化型 ,此反应仅靠空气中的水分作用 ,硫化缓慢 ,需加入烷基钛 酸酯类的硫化促进剂 ,硫化时放出醇类 ,无腐蚀作用 ,最适合作电气绝缘制品。 此外 ,尚有以硅氮烷为交联剂的脱胺缩合硫化 (硫化时放出有机胺 ,有臭味 ,对铜有腐蚀 )以及以丙酮肟、丁酮肟为交联剂的脱肟硫化、脱酰胺硫化和硫化速度快的脱酮硫化型等。 按产品模量高低可分为低模量 (脱酰胺型 )、中模量 (适于作建筑密封胶 )和高模量 (脱醇型 )。 根据产品实用性能 ,可以分为通用类和特殊类两大品种 ,其中特殊类型包括阻燃型、表面可涂装型、防霉型和耐污染型。 单组分室温硫化硅橡胶对多种材料 (如金属、玻璃、陶瓷等 )有良好的粘结性 ,使用时特别 方便 ,一般不需称量、搅拌、除泡等操作。 硫化是。