硅酮密封胶简介

, , , , , ,*,硅酮密封胶,1,简介,硅酮密封胶是密封胶中的一种，是指以线型聚硅氧烷为主要原料生产的密封胶，也叫有机硅密封胶。目前市场上常见的有机硅密封胶主要有脱醋酸型、脱酮肟型(硅酮型) 、脱醇型等。由于脱醋酸型密封胶气味大,，,有腐蚀性,，,脱醇型硫化速度慢,，,保存性和粘结性较差,，,因此脱酮肟型密封胶的用量逐步增加。,2,发展现状,硅酮密封胶作为玻璃幕墙、铝板幕墙、石材幕墙的关键粘结密封材料,我国,曾长期依赖进口,。国外的硅酮密封胶生产和应用已达到较高水平,全世界的市场基本上被美国Dow Corning、GE、德国Wacker 、法国RP、日本信越等几大公司垄断,Dow Corning 的产品占据了国内主要市场。我国硅酮建筑密封胶的研制工作始于1960 年代,，,但进展十分缓慢,直到1980 年代也没有工业化的产品投放市场。1990 年代以来,，,发展速度明显加快,，,酸性硅酮密封胶的国产产品已经占据了国内超过50 %的市场,，,还在进一步发展壮大。中性硅酮密封胶系列产品的开发工作也正在进行中,，,有一些产品已经投放市场。,3,特点,硅酮密封胶的高分子主链主要由硅一氧一硅键组成，在固化过程中交联剂与基础聚合物反应形成网状的Si-Q-Si骨架结构。与其他高分子组成的有机密封胶（如：聚氨醋密封胶、丙烯酸类密封胶、聚硫密封胶等）相比，最显著的特点就是优异的耐高低温性能和耐候性能。,Si-0-Si键键能很高，不仅远大于了其他高聚物键能，而且Si一0一Si键能高于紫外线键能，这就是硅酮密封胶在紫外线照射下仍保持良好性能，而其他有机高聚物材料容易老化的根本原因。因此硅酮密封胶具有极优异的耐候性。,4,基本原料,单组分硅酮建筑密封胶是以羟基封端的聚二甲基硅氧烷作基础胶料酮肟基硅烷作交联剂,在无水的条件下与增塑剂、填料、催化剂、粘结促进剂、硫化促进剂等混合均匀,，,灌装在密封容器中,，,使用时从容器中挤出,接触大气中的湿气后,，,硫化成性能优异的弹性体。,基础胶料是羟基硅油( 107),，,粘度为1000 100000 mPas (25 ) 。粘度过低,密封胶硫化后硬度高,，,弹性差,；,而粘度过高,，,加工性能差,。,交联剂是有机硅密封胶的主要助剂,，,它能使线型聚硅氧烷交联成网状结构的弹性体。它是含有2个以上可水解基团的有机硅烷,常用的交联剂有CH,3,Si (O - N = CMe,2,),3,、CH,2,= CH,3,Si (O - N = CMe,2,),3,、CH,3,Si (O - N = CMeEt),3,等。,5,基本原料,增塑剂可以降低密封胶的硬度和模量,，,提高伸长率,，,改善未硫化密封胶的粘度和挤出性能。一般选用三甲基甲硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷(硅油201) 作为增塑剂,，,粘度为501000 mPas (25 ) 。,硅橡胶具有非结晶性结构,链间相互作用力弱,，,未经补强的硫化胶强度很差,，,无实用价值。配方中必须加入一定量的填料。白炭黑是硅橡胶最理想的补强填料,，,用环硅氧烷或硅氮烷处理过的白炭黑不但可以减少填料的含水率,，,而且还能提高其相容性,，,使填料更易分散,，,在混合和存放过程中也不易产生结构化,，,并且使胶料具有触变性,，,能用于垂直接缝的粘结密封。,加入表面处理过的碳酸钙可改善硫化胶的伸长率和抗撕裂性,并能降低成本。催化剂用于加快密封胶的硫化速度,使其在室温下很快硫化成弹性体。常用的催化剂是有机锡催化剂,如二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡等。,6,配方组成,名称,基料,交联剂,白炭黑,碳酸钙,催化剂,增塑剂,粘结剂,颜料,其他,用量,100,5.015,0,30,0,120,0.01,0.5,5.025,0,2.0,0,1.0,0,1.0,7,主要反应,(1) 交联剂的活性基团和聚硅氧烷的羟端基发生缩合反应，生成丙酮肟基封端的聚硅氧烷：,(2) 丙酮肟基与空气或填料中的水发生水解反应，生成硅羟基：,8,主要反应,(3) 硅羟基再与丙酮肟基发生缩合反应。以上两步反应交替进行,，,交联成网络结构,：,在完全无水的条件下发生第一种反应,得到丙酮肟基封端的聚二甲基硅氧烷,遇水汽发生后两种反应生成具有交联网络状结构的弹性体。因此填料中的微量水分,在配制及储存过程中对产品的稳定性是不利的。,9,配制工艺,(1) 白炭黑的表面处理,白炭黑是密封胶的理想补强填料,但它与有机大分子间的亲和性差,粉末易团聚而不易均匀分散,制得的密封胶因分子间内摩擦增大而产生内应力,在受到外力作用下易产生分子间的滑移和断裂,因而需要对白炭黑进行表面改性。表面改性就是使白炭黑粒子表面的活性羟基与有机小分子发生缩合反应,而在白炭黑表面覆盖一层有机小分子,从而改善白炭黑粒子与密封胶大分子间的浸润性、均匀分散性、界面结合强度和加工工艺性,提高密封胶的综合性能。常用的表面处理剂有八甲基环四硅氧烷(D4) 、羟基硅油、六甲基二硅氮烷、硅烷偶联剂等。表面处理剂的用量一般为白炭黑质量的8 %,12 % ,不同的改性剂对白炭黑的补强效果不同。,10,配制工艺,(2) 碳酸钙的表面处理,称取一定量的CaCO,3,加入到高速混合机中预热到120 左右,混合3060 min ;然后加入填料总量的0. 5 % 2. 0 %的改性剂, 控制温度为110 130 ,充分混合60180 min。使用的改性剂主要有偶联剂、表面活性剂、聚合物、饱和或不饱和有机酸等。一般选用各类饱和或不饱和脂肪酸对CaCO,3,进行干法或湿法改性。覆盖在CaCO,3,表面的有机酸具有柔软的脂肪族长链,能在有机基料分子上弯曲缠绕,增强结合力,对提高两相相容性起到一定的效果。特别是不饱和有机酸用于表面改性时,由于含有不饱和双键,还可参与接枝、交联和聚合反应,使CaCO,3,填料与基料的亲合性更强。,(3) 各组分除水,配方中各组分,尤其是基料和增塑剂,在使用前均进行蒸馏或,烘干,尽可能除去其中的水份。,11,工艺流程,首先在高速搅拌器中,基料与增塑剂及填料混合,搅拌转速3001000 rpm ,混合温度为100 左右;然后将配好的胶料由泵输送到减压状态捏合机中,添加交联剂,使其充分反应;再将其进入双螺杆混炼挤出机,加入助剂和催化剂以及其它添加剂,混合后连续进入混合器中脱气后包装得成品。,12,(1）在道路、立交桥混凝土接缝防水中 的应用,13,14,（,2,）建筑领域的应用,在房屋建筑上的结构性应用。有机硅建筑结构胶、有机硅耐候密封胶用于粘接、密封，能够可靠保证建筑幕墙在气流、风压、冰雪、自重等荷载下的结构强度和刚度。,在房屋建筑上的密封应用。如高层建筑物嵌板和内墙接缝，门窗框架和门窗玻璃的接缝，预制混凝土板、大理石等的接缝，超净厂房和冷库的接缝，厨房周围空隙的填平，淋浴房、浴盆、便池周围的密封等。墙壁及屋顶出现裂缝时也可用它来修补。,15,国家大剧院水下廊道的防水结构,防水方案采取的是防排相结合的方式。防水处理􀀁 中,空玻璃安装定好位后,在主铝型材和玻璃之间打一,道硅酮防水密封胶,然后安装上压板,最后在其与玻,璃之间再打一道硅酮防水密封胶。排水处理􀀁 横向为,两根通长铝型材,交接处打硅酮防水密封胶密封,利,用其自身结构的型腔形成两条横向通长的排水槽。,16,高层建筑玻璃幕墙,17,应用,（,3,）主要工业领域的应用,在汽车、电力和电子等主要工业领域，有机硅室温胶正迎来广阔的发展前景。在汽车及其他运输工具制造方面的应用。主要指现场成型密封垫圈和汽车发动机、风挡玻璃、门窗框架、反光镜、排气管、车灯、仪表、集装箱、车箱及其他易受水设备的粘接密封。,在电力方面的应用。有机硅室温胶由于具有优异的绝缘保温性能，热膨胀系数较低；防水性能使固化后胶体能有效阻止冷凝水进入；耐腐蚀性可保证在酸、盐环境下长期工作；卓越的耐老化性令其使用寿命可长达50年，因此主要用于绝缘防潮密封、环保防腐，电缆附件制品的包封、粘接等方面。,在电子与无线电工业上的应用。有机硅室温胶广泛用于该领域的包封、灌注、粘接、浸渍和涂覆等。,18,谢谢,观赏,19,