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1、有机硅密封胶的合成与应用 新型有机硅的应用 BUILDINGARTIFICIALBOARDSNo.3.1998 有机硅密封胶的合成与应用 汪多仁 (吉化公司石井沟联合化工厂吉林132105) 摘要综述了有机硅密封胶的品种、性能、制造工艺及其进展前景。关键词有机硅;密封胶;合成 1前言 有机硅属高科技新产品,为当今世界进展最快的合成材料之一,有机硅产品的应用程度标记着国家工业的进展水平,的影响。的总生产力量为120t/万t/a,在化学建材、汽车、。由硅和氧原子交替组成的线性有机硅聚合物作为建筑密封胶和粘合剂,能在-60200的宽温度范围内用法,显示出优良的耐凹凸温性能、耐电绝缘性、弹性、耐老化性
2、、耐紫外线辐射、耐臭氧、化学稳定等特性,因而能在各种条件下用法,具有平安牢靠,耐候性好,用法寿命长等优点,因而已越来越显示出宽阔的进展前景,市场逐年看好。1有机硅密封胶的分类 有机硅密封胶分单组分和双组分两种。它系在室温能固化的弹性体。由二甲基硅氧烷中间体水解,继而缩合成聚硅氧烷,成为有机硅高聚物。1.1单组分有机硅密封胶 单组分有机硅密封胶是将有机硅聚合物和无机填料、交联剂、硫化剂等在干燥条件下密封贮存,用法时暴露于空气中借助湿气而固化。1.1.1脱醋酸型 单组分KTV硅酮密封胶是以羟基封端的聚二甲基硅烷为基胶,采纳脱醋酸型硫化体系并添加不同增加填料、助剂在无水条件下制成,产品硫化前为非流淌
3、性膏状物,包装于专用塑料密封筒内,施工时用 收稿日期:19980524 腻子进行涂敷,在室温下接触空气中水份便硫化成橡 胶弹性体,、,主要用于铝合。它30SHA,拉伸强度2.53.0MPa,伸长率为400%以上。单组分密封胶主要用于建筑业,如接缝、金属与玻璃及高层建筑的幕墙的嵌缝密封,具有用量少,产品结构稳定、无毒等特点。其粘接强度高,粘接范围广,其性能优于双组分密封胶。1.1.2脱醇型 脱醇型采纳的交联剂为烷氧基硅烷,具有优越的物理机械性能,粘接密封性能及防水防潮性能,对全部金属材料无腐蚀,用法极其便利,为市场应用品级最多,应用普遍的一种新产品。对有机玻璃、无机玻璃、陶瓷、搪瓷、混凝土、竹木
4、、ABS、PVC、电木、橡胶等具有强的粘合作用,因其优异的综合性能,在电子电器,光学仪器、机械、航空航天部门有宽阔的应用前景。 日本东芝开发的含环氧基硅烷交联剂的阅历式为: OR2)4-a+bR1aSi(OR3O CH2)。在固化后放出无刺激 性和无腐蚀性的醇。这种型号的胶料固化速度快,格外适用于建筑密封剂,上式中的R1为1价或非置换的烃类基团,R2为C14的烷基,R3为甲撑基或亚甲撑基,a为0或1,b为14,a+b4。 脱醇型低模量硅酮密封胶,主要用于建筑物的外墙嵌缝,各种耐候性伸缩缝及任何非结构型部位的粘接密封。脱醇型中模量硅酮密封胶,格外适用于预制 18 新型有机硅的应用 建筑人造板19
5、98年第3期 墙板及建筑物内部装饰的粘接密封。 1.1.3脱酮肪型 脱酮肪型现已进展成为RTV胶中最主要的胶种。日本东芝用法的含肪基硅烷或其部分水解物与含用氧基硅烷部分水解物通过肪基和用氧基反应制成的交联剂使胶料的消粘时向为10min。日本信越公司开发的脱酮型单组分RTV硅胶用法以: 4R5NR6 R7 N 双组分RTV胶具有深层硫化,用法温度范围广、憎水防潮、耐臭氧、耐气候老化、高绝缘强度、低介电损耗、耐电弧、耐电晕等优点,广泛地应用于金属板幕墙接缝,预制混凝土、石器材料的接缝,窗框与玻璃之间的接缝,大型水槽的密封及超高幕墙接缝等。双组分室温硫化硅橡胶主要用于平显系统等重要部件的灌注胶接,如
6、大透镜组件的密封胶接,中心反光镜与底座胶接,CRT的封装和电缆固定等,能达到固定、密封、防潮、减震等综合功能,广泛地用于飞机、电子元件等制作中的粘接、灌封和包封。除作为军工应用外,还用于电子元器件和组合件、光电器件和组合件、仪器仪表等整机的生产和装配等。 KanekaMS,它具有一、高速大路,当暴露在潮,能形成网状结构的橡胶弹性物质,具有高度的耐用性、耐寒性、耐候性和粘结性。2有机硅密封胶的生产工艺 有机硅密封胶以单组分脱酸性为代表,本文仅介绍此工艺。2.1制备原理 制取中间体八甲基环四硅氧烷:3 3 OH+CH3 O36 交联助剂(式中R47为H或一价烃基)它能选择性地产生烯醇互变异构体,胶
7、料抗张强度为2.3MPa,硫化后硬度30SHA,粘接强度1.0MPa。广泛用于电气设备的绝缘、防湿、气密性密封和粘接。1.2双组分有机硅密封胶双组分RTV胶,配合增加填料,以二官能配合无机助剂为另一组分,经混炼制成的三元网状液体胶料,与有机锡催化剂混合后在室温下硫化成弹性体。 n(CH3)2SiCl2 H2O-HCl HOCH3 3 裂化 CH3 O4 羟基封端的聚二甲基硅氧烷的催化反应如下式: 3 m(CH3)2SiO4+(CH3)4NOH (CH3)4N CH3 O 4m-1 H +D4(八甲基环四硅氧烷) 交联反应机理为: CH3OACOAC H2O-ACOH CH3 OACOH HO(
8、CH3)2SiOmH H2O-ACOH OH CH3 Si OAC O(CH3)2SiOmH 19 新型有机硅的应用 BUILDINGARTIFICIALBOARDSNo.3.1998 HO(CH3)2SiOmH H2O-ACOH O(CH3)2SiOmH CHSOH O(CH3)2SiOmH O(CH3)2SiOmH CH3 SO(CH3)2SiOmHO(CH3)2SiOmH 2.2操作过程2.2.1制取生胶 HO(CH3)2SiOmH 国内有机硅密封胶的生产单位有:晨光化工讨论 院,上海橡胶制品讨论所、南京高校、北京化工二厂等。 在世界市场上,近年美国已消失了相当多的有机硅生产公司,为适应
9、日益增长的市场需求,美国DowCorning公司已于1995年将生产力量增长2倍,成为 向装有搅拌、温度掌握仪、冷凝管的三口反应瓶内加入定量的D4后,于7580下真空脱水,再加入0.05%的(CH3)4NOH,于95下进行真空聚合,掌握分子量110000时滴水降解后再升温到135140,最终真空脱涂低分子挥发物及未聚合的D4,得透亮的羟基封端生胶。2.2合成交联剂 世界上最大的有机硅生产厂。 GeneralElectric公司投资5300万美元扩产双组分有机硅胶,在加拿大投资3000万美元,建设有机硅密封胶新厂,世界各大公司都在建设新厂,扩大生产规模,增设子公司或进展合资公司,不断推出新品来加
10、强竞争力量。 。 GMb17RTV脱醋酸型,GMb22RTV型脱醇型中模量硅酮密封胶和GMb31RTV脱醇型低模量硅酮密封胶,该系列产品施工工艺性好,易挤出,无气泡,不塌陷,硫化后密封性好,产品已达进口产品质量标准。该中心研制的GMXB、GMXR、GMXW三种双组分室温硫化硅密封胶,于1995年也通过了化工部科技司组织的技术鉴定。化工部有机硅讨论中心还与国营一五二厂联合开发胜利了GD3545,GD3537两种新的脱醇型有机硅密封剂。有机硅材料在化学建材方面已经获得了广泛应用,有机硅建筑防水剂已用于纪念碑、古老建筑、雕塑等的爱护。室温硫化硅橡胶用于屋顶防水涂层喷涂具有无接缝、重量轻、隔热性优良等
11、优点,用法20年,可节能40%。格外是近年来随着我国建筑业的工业系列化,超高层化,轻质化及全视野系统和大型框架结构的采纳,对密封材料的要求已越来越高,为满足新式高层建筑物的接缝有较大伸缩位移的要求,对高弹性、低模量、大延长率、耐温、耐久的硅系列密封胶的需求越来越大。全球年销量为13万t,我国需求近1万t,市场开发潜力很大。4结语 将定量的AC2O和CH3SiCl3充分,收95,1199.898馏分即为2.3混炼 向生胶中加入,混匀在三辊研磨机内混炼3次,得基胶。2.4配制 使基胶于160下脱水,冷却到60加入交联剂后搅拌20min,出料包装于塑制容器内,为成品。3生产概况和市场应用前景世界上最
12、大的有机硅生产商为DowCorning和GeneralElectri公司,二家公司的有机硅密封剂掌握着美国和西欧市场。美国的其它生产商还有:McghanNusilCorportion,MinneSotaMiningandManufacturingCompany,MobayCorporationRhone-PoulaneInc等。1995年美国有机硅密封剂需求量为4.5万t,由于建筑修理业的扩大,市场消费年均增长 率为10%。 西欧有90多个有机硅密封剂生产商,最有名的有:EmbartCorporation,HenkelKG,EvodeLtd,WackerchemieGmbH等,西欧在1990年间年需求增 长率曾达到15%,近年由于工业和商业建筑进展速度趋缓,年需求增长率为6%。 日本的主要生产商有Shin-Etsachemicalco,Ltd.SunstarFechnicalLab.Ltd等,日本近年年需求增长率为8%。 有机硅密封胶在化学建材密封剂中占有独特地位,高品级新产品正在不断被开发出来,将具有非常迷人的进展前景。 20