硅膠布是以耐高溫、防腐、高強的玻璃纖維布,經有機硅橡膠壓延或浸漬而成,是一種高性能、多用途的復合材料新產品。那么硅橡膠是一種什么材料,為什么涂覆后具有優(yōu)異的特性呢?下面我們做了了解。硅橡膠按其硫化特性可分為熱硫化型硅橡膠和室溫硫化型硅橡膠兩類。按性能和用途的不同可分為通用型、超耐低溫型、超耐高溫型、高強力型、耐油型、醫(yī)用型等等。按所用單體的不同,可分為甲基乙烯基硅橡膠,甲基苯基乙烯基硅橡膠、氟硅,腈硅橡膠等。
1、二甲基硅橡膠(簡稱甲基硅橡膠):
制備高分子量的線型二甲基聚硅氧烷橡膠,必須要有高純度的原料,為保證原料的純度,工業(yè)上通常是先將經過精鎦提純,含量為99.5%以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介質中,在酸催化下進行水解縮合,并分離出雙官能度的硅氧烷四聚體即八甲基環(huán)四硅氧烷,然后再使四環(huán)體在催化劑作用下,形成高分子線型二甲基聚硅氧烷。
二甲基硅橡膠生膠為無色透明的彈性體,通常用活性較高的有機過氧化物進行硫化。硫化膠可在—60~+250℃范圍內使用,二甲基硅橡膠的硫化活性低,高溫壓縮永久變形大,不宜于制厚制品,厚制品硫化比較困難,內層亦易起泡。由于含少量乙烯基的甲基乙烯基硅橡膠性能較之為優(yōu),故二甲基硅橡膠已逐漸被甲基乙烯基硅橡膠所取代。
2、甲基乙烯基硅橡膠(簡稱乙烯基硅橡膠):
此種橡膠由于含有少量的乙烯基側鏈,故比甲基硅橡膠容易硫化,使之有更多種類的過氧化物可供硫化使用,并可大大減少過氧化物的用量。采用含少量乙烯基的硅橡膠與二甲基硅橡膠相較,可使抗壓縮永久變形性能獲得顯著的改進,低的壓縮變形反映了它作為密封件在高溫下具有較佳的支撐性,這乃是O型圈和墊圈等所必須具備的要求之一。甲基乙烯基硅橡膠工藝性能較好,操作方便,可制成厚制品且壓出、壓延半成品表面光滑,是目前較常用的一種硅橡膠。
3、甲基苯基乙烯基硅橡膠(簡稱苯基硅橡膠):
此種橡膠是在乙烯基硅橡膠的分子鏈中,引入二苯基硅氧鏈節(jié)或甲基苯基硅氧鏈節(jié)而得。
根據硅橡膠中苯基含量(苯基:硅原子)的不同,可將其分為低苯基、中苯基及高苯基硅橡膠。當橡膠發(fā)生結晶或接近于玻璃化轉變點或者這兩種情況重迭,均會導致橡膠呈現僵硬狀態(tài)。引入適量的大體積的基團使聚合物鏈的規(guī)整性受到破壞,則可降低聚合物的結晶溫度,同時由于大體積基團的引入改變了聚合物分子間的作用力,故也可以改變玻璃化溫度。低苯基硅橡膠(C6H5/Si=6~11%)即由于上述原因具有優(yōu)良的耐低溫性能,且與所用苯基單體類型無關。硫化膠的脆性溫度為-120℃,是現今低溫性能最好的橡膠。
4、氟硅、腈硅橡膠:
氟硅橡膠是側鏈引入氟代烷基的一類硅橡膠。常用的氟硅橡膠為含有甲基、三氟丙基和乙烯基的氟硅橡膠。
氟硅膠具有良好的耐熱性及優(yōu)良的耐油、耐溶劑性能,如對脂肪烴、芳香烴、氯代烴、石油基的各種燃料油、潤滑油、液壓油以及某些合成油在常溫和高溫下的穩(wěn)定性均較好,這些是單純的硅橡膠所不及的。氟硅橡膠具有較好的低溫性能,對于單純的氟橡膠而言,是一種很大的改進。
5、苯撐和苯醚撐硅橡膠:
苯撐硅橡膠是在聚硅氧烷主鏈上引入苯撐基的一類硅橡膠。
由于苯撐基的引入,因而使硅橡膠的耐輻射性能大大提高,同時因芳環(huán)的存在使分子鏈的剛性增大,柔順性降低,玻璃化溫度提高,耐寒性能下降,而抗張強度則有所增高。苯撐硅橡膠具有優(yōu)良的耐高溫、抗輻射性能,耐高溫可達250~300℃,且有良好的介電性能和防潮防霉耐水蒸氣等特性。在苯撐硅橡膠的生膠組成中,當苯撐含量為60%、苯基含量30%、甲基含量10%(乙烯基含量0.6%)時是適宜的,在這種情況下,硫化膠具有良好的綜合性能。
苯撐硅橡膠的缺點是低溫性能不佳,脆性溫度為-25℃,影響了它在某些方面的應用,苯醚撐硅橡膠的低溫性能則遠較苯撐硅橡膠為好,脆性溫度為-64~70℃。
苯醚撐硅橡膠是分子主鏈引入苯醚撐和苯撐基團的聚硅氧烷。
苯醚撐硅橡膠具有良好的力學性能,一般抗張強度可達150~180公斤/厘米,它可耐長時間250℃熱空氣老化,老化后仍具有較高的強度。苯醚撐硅橡膠的低溫性能雖然比乙烯基硅橡膠差,但卻遠優(yōu)于苯撐硅橡膠。其介電性能與乙烯基硅橡膠接近,但苯醚撐硅橡膠的耐油差,既不耐非極性的石油基油,也不耐極性的合成油??傊?,苯醚撐硅橡膠與乙烯基硅橡膠相較具有較高的強度和抗輻射性能,相似的耐高溫性能和介電性能,較差的低溫性能、耐油性能和彈性。苯醚撐硅橡膠具有良好的加工工藝性能可用于制造特殊要求的模型制品和壓出制品。
6、室溫硫化硅橡膠:
室溫硫化型硅橡膠(簡稱RTV)是指不需加熱在室溫下即可硫化的一類硅橡膠。室溫硫化硅橡膠是一種端基含有羥基(或乙酰氧基)的硅橡膠,分子量較低,通常 為粘稠狀的流體。這類橡膠中加入適量補強填充劑、硫化劑和催化劑(或受空氣中的水分作用)后即可在室溫下硫化而成彈性體。硫化完全之后在耐熱性、耐寒性、介電性能等方面都很好,唯其機械強度較低些,可用于澆鑄和涂敷膠料。室溫硫化硅橡膠可分為單組份型和雙組份型兩種。
單組份型室溫硫化硅橡膠,是由端基含有乙酰氧基的硅橡膠與補強填充劑以及其它助劑配合而成,使用時不需添加催化劑,從密封包裝中取出后與空氣中的水分作用即可硫化成為彈性體。此種硅橡膠對金屬、玻璃和塑料等都有很好的粘合力,其缺點是硫化過程中伴有醋酸生成,雖能從硫化膠中擴散逸出,但對接觸物體,特別是對金屬有腐蝕作用。單組份型作用方便,特別適用于密封、嵌縫等用途。
7、液體硅橡膠:
根據分子結構中所含官能團(即交聯點)位置,常把帶有官能團的液體橡膠分成兩大類:一類是官能團處于分子結構兩端的稱之為遙爪型液體橡膠;另一類是活性官能團在主鏈中呈無規(guī)分布,即所謂在分子結構內帶官能團者,稱為非遙爪型液體橡膠。當然,也有既帶中間官能團又帶有端基官團的,目前重點是對遙爪型液體橡膠進行研究。對于液體橡膠,應根據其所含的活性官能基來選擇帶有適當官能團的鏈增長劑或交聯劑。
液體硅橡膠可用于涂敷、浸漬及灌注。比如涂覆在玻纖布上形成硅膠布。例如粘度為0.07~50帕·秒/25℃的羥基封端聚二甲基硅氧烷,用甲基乙烯基雙吡咯烷酮硅烷為鏈增長劑,用有機過氧化物,如過氧化二苯甲酰、25—二甲基地5—二叔丁基過氧己烷為硫化劑,此種膠料流動性好、粘度低,在其硫化過程中同時發(fā)生鏈子增長反應,故可獲得高分子量的彈性體,具有良好的物理機械性能。
鏈增長劑甲基乙烯基雙吡咯烷酮硅烷,可由吡咯烷酮與甲基乙烯基二氯硅烷在三乙胺存在下反應而得,產物容易水解,故需存放在干燥密閉的容器中,這種化合物的吡咯烷酮基在室溫下可與聚二甲基硅氧烷內的端羥基緩慢反應,其反應速度隨溫度升高而加快。
從理論上講,此反應可連續(xù)進行,直至獲得無限大的分子量。甲基乙烯基吡咯烷酮硅烷中的乙烯基還可作為硫化反應的活化點,能促使聚二甲基硅氧烷交聯,生成高分子量的彈性體。
由于吡咯烷酮基與羥基在室溫下反應十分緩慢,故加入各組分經混合后的膠料具有較長的適用期,在1小時內膠料的粘度基本不變,但仍保持良好的流動性,可注入微小的孔隙中?;旌虾蟮哪z料在150℃下加熱10分鐘即可硫化成彈性體。
硅膠制品的應用
1、硅膠制品是制作復印機、鍵盤、電子詞典、遙控器、玩具、硅膠按鍵等不可缺少的組成部分。
2、可用于做耐久形的成型墊片、電子配件的封裝材料、汽車電子配件的維護材料。
3、可用于制作電子元件、模壓高點壓緣子。
4、可用于制作導電硅膠、醫(yī)用硅膠、泡沫硅膠、制模硅膠等。
5、用于房屋的建筑與修復、高速公里接縫密封、橋梁的密封等密封工程。
6、可用于嬰兒用品、母嬰用品、嬰兒奶瓶、奶瓶保護套。
7、可用于廚房制品、廚具的生產及相關的輔助性廚具制品。
8、可用于醫(yī)療器械配件,由于硅膠無色無味無毒等特性廣泛應用于醫(yī)療行業(yè)。 9、防腐方面:硅橡膠涂覆玻璃纖維布,可作為管道,儲蓄的內外防腐層,防腐性能優(yōu)良,強度高,是一種理想的防腐材料。 10、電氣絕緣:硅膠布具有較高的電絕緣等級,可承受高電壓負荷,可制成絕緣布、套管等產品。