空间级加成型室温硫化硅橡胶粘结剂的研究

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从以上结果可以看出， —( 胶的低温性 $ %—& ’ 能已达到了 > — 具 K L / ) " "和 3 M 8—& N L ! 的水平， 有优良的耐低温性能。 ! 0 C 耐辐照性能 （ ） 耐电子辐照性能 !
" # ! # " 等速升温热失重 图&为两种硫化胶等速升温热失重曲线。
图& 不同样品在氮气下的 > O P 曲线 A 1 # & > O PF G E G H Q 1 H H C K C J E 6 5 R F C 6 L J Q C KN B 3 — / & —
从图中可求出相对于样品失重 ! " # 时的分解 温度， —( 的分解温度达到 ) 比提纯 $ %—& ’ * + ,， 的! " -室温硫化硅橡胶的分解温度高. " ,左右。 以上数据表明， ! " - 缩合型硅橡胶由于体系中 有残存的丁基锡， 在高温下它很容易发生主链解扣 式降解， 所以它的热失重较大 （图 ! ） ， 分解温度也较 低 （图/ ） 。而加成型硫化胶由于结构中存在较多的 次甲基， 它比甲基更容易被氧化， 但是它比! " -硅橡 胶的热失重低， 这进一步说明 ! " - 硅橡胶在空气下 同样会发生降解。苯基硅氧链节的引入进一步提高 了$ —( 硅橡胶在空气中的热稳定性 （图 * ） ， %—& ’ —( 硅橡胶无论在氮气下还是在空气 所以 $ %—& ’ 中都有更高的热稳定性。 ! 0 ! 低温性能 橡胶的脆性温度表示橡胶由高弹态向结晶或玻 璃态转变， 失去弹性。硅橡胶低温性能的测试包括 脆性温度、 低温动态模量及线性膨胀系数等， 这些参 数对航天器用材料具有非常重要的意义。 —( 胶 低 温 性 能 的 测 试 结 下面 是 对 $ %—& ’ 果。 ） 脆性温度 （ ! 由中国科学院低温中心测定脆性温度为1 ! ! + ,。 （ ） 低温动态模量 * 图+ 是 采 用 ’ 2 3 $ 4 5—2 6 73 2—8 4 4型 热 分 ／ 析仪， 在升温速率 * " , 9 : ; 下测定的 !<。结果表 —( 的 !< 转化温度可达1 明$ %—& ’ ! ! " ,。
［ ］ ［ ］ — [ D \ $ + " "* 和德国的 E F G—’ 5 \ !与 E F G—’ 5 \ +$ 。 它们最大特点是热真空失重低， 其中 [ — D \ $ + " "为
硫化机理分类， 可分为加成型和缩合型两类。加成 型室温硫化硅橡胶由于在硫化过程中不放出低分子 副产物， 所以产品的尺寸稳定性很好； 缩合型室温硫 化硅橡胶由于在高温时残存的催化剂会引发硅橡胶
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（ F C 2 = C = Q = R 8 C 8 9 8 ? < P( < V ? A ’ < 9 A 6 ? R F C 2 = C = $ " " $ # ! ） S S
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! ) ／ * 的电子 样品经累积通量为 ! P)Q! " FR 9
辐照后， 胶的表面保持平整， 柔软有弹性， 无裂纹。 （ ） 耐紫外线辐照性能 * 将样品置于紫外线辐照箱中， 温度为 . 辐 " ,， 照剂量为! 外观和力学性 !/ + " 0 )当量太阳小时后， 能几乎没有变化。 ! 0 + 电性能 * 的圆形试 用厚度为 *9 表面积为 9， . 0 )R 9 — 样在 K S T ! ( 型超高值绝缘电阻测试仪上测得
" 3 * * 4， E F G—’ 5 \ +为" 3 * $ 4， E F G—’ 5 \ !为! 4。
万方数据 — . * —
收稿日期： ! \ \ \ 0 " $ 0 * * 杨始燕， 年出生， 高级工程师， 主要从事高性能有机硅材料方面的研究工作 ! \ + #
宇航材料工艺 * " " "年
［ ］ ! 的材料 。室温硫化硅橡胶粘结剂的种类很多， 按
的主链降解而放出低分子环硅氧烷， 所以加成型比 缩合型室温硫化硅橡胶具有更低的真空热失重， 更 适合作为空间级材料使用。 据报道， 国外从5 "年代末就已开始使用加成型 硅橡胶作为卫星太阳能电池的粘结剂， 并已逐渐代 替缩合型硅橡胶。其中最有代表性的产品有美国的
温度 ／ , O * " !O ! " " O * " !O ) " O * " !1 ) " O * " !1 ! ! " 1 ! + " !1 ! . "
1 ) 1 线膨胀系数 ／ ! " $!
—( $ %—& ’ O / " 0 + O / * 0 / 1 * . 0 1 * 0 . 1 0 )
表! 是 $ —( 与 > — %—& ’ K L / ) " "和 3 M 8— & N L !线膨胀系数的对比。
表" # —’ 和 ( — $— % & ) * ! + , ,及 . /— % 0 * "的线膨胀系数 . 1 2 3 " 4 5 6 7 1 8 7 9 1 6 ; 5 < 6= < 7 > > 5 = 5 7 6 ? < > @ 5 > > 7 8 7 6 ? ; 5 A 5 = < 6 7 8 B 2 2 7 8 ; :
结强度可达到*1 高的热稳定性能， 分解温度可达+ 优异的低温性能， 脆性温度为0 良 ( 2以上； * . ,； ! ! . ,；
! 5 ・ 。是一种综合性能优良的空间级室温硫化硅橡胶。 好的电性能， 体积电阻率可达! 3 $ ! " !6 7
关键词
空间级， 加成型， 硅橡胶， 室温硫化
’ 8 9 : =’ 2 6 ?@ A 2 : ?B : : C 8 C < =D 9 A ? :E F G’ C H C 6 < = ?E 9 I I ? A ;< >
第 !期
近十年来中国科学院化学所较系统地开展了这 方面的研究工作， 现已研制出 ! 种具有低热真空失 重的加成型和缩合型空间级硅橡胶 （其真空热失重 为" 并已在多种航天器上得到应用。 # $ %! " # & %） 本文将着重报道兼具高粘结强度的空间级加成型室 温硫化硅橡胶 ’ —+ 的各项性能。 (—) * ! 胶料的制备 ） —+ 硅橡胶 （ $ ’ (—) *
J 2 = / C 2 = K’ ; L 2 = C 2 = KM N C ?O ? 7 C =
（ D ? = 8 ? A P < A1 < H ? 6 9 H 2 A ’ 6 C ? = 6 ?， Q = R 8 C 8 9 8 ? < PD / ? 7 C R 8 A F / ?D / C = ? R ?B 6 2 : ? 7 ? P ’ 6 C ? = 6 ? R ) ? C C = " " " # " ） ;， ;< S K !
. 八甲基环四硅 由本实验室用混合环体 （, , ! "、
" # ! # ! 恒温热失重 我们分别测定了 ’ —+ 硅橡胶、 国产加 (—) * 成型及缩合型室温硫化硅橡胶在 3 0 " @ 氮气和空气 、 图3所示。 下老化前后的失重， 如图$
氧烷 （, ） 在四甲基氢氧化铵碱胶催化下合成， 苯基 / 含量& 补强填料后以 %! 0 %。加入一定量的 ) 1 2 3 铂化合物为催化剂， 与含氢硅油加成反应制得。 ） （ 3 $ " 4硅橡胶 北京化工二厂生产的 $ 经本实验 " 4 羟基硅油， 室提纯后达到空间级， 加入同样份数的 ) ， 以二 1 2 3 月桂酸二丁基锡为催化剂， 以原硅酸乙酯为交联剂 缩合反应制得。 ） 乙烯基硅橡胶 （ & 晨光化工厂生产的乙烯基硅油 （乙烯基封端） ， 经本实 验 室 提 纯 后 达 到 空 间 级， 加入同样份数的 ， 以铂化合物为催化剂， 与含氢硅油加成反应制 ) 1 2 3 得。 —’ 胶的各项性能 " # $— % & —’ 胶的物理性能 " ( ) # $— % & 外观与颜色为半透明或其它颜色的可流动的油 状物； 粘度为 ! ・ ・ ； 包装为双组分包 "* 5 6 !7 "* 5 6 可操作时间为 " 装； 储存期为 $ 3 个月以上； # 0. !& 。 . —’ 胶的热失重 " ( ! # $— % & " ( ! ( ) 热真空失重 卫星等航天器在外层空间运行时， 真空度甚高， 而且温度在很大的范围内发生周期性变化。这些因 素都对硅橡胶的性能产生影响， 尤其是挥发物质的 逸出， 造成对太阳能电池和光学仪器的污染， 降低了 它们的使用效率， 缩短卫星的使用寿命， 因此必须尽 — 量降低热真空失重。经兰州物理所按 8 9 : & 3 3 7 4 标准测定， 我们研制的 ’ —+ 胶的失重率为 (—) * — " # 3 % !" # & %，达 到 美 国 , ; < & 0 " "和德国 = > ?—) ! < 0的水平。 万方数据 年 第 期 宇航材料工艺
3 " " " $ 图3 硅橡胶的热失重 （ 空气） 3 0 " @， （ ） A 1 # 3 > . CD C 1 . E F G 6 6 G H 6 1 F 1 I G J C K L M M C K 5 E 3 0 " @， 5 1 K B B 图$ 硅橡胶的热失重 （ 氮气） 3 0 " @， （ ） A 1 # $ > . CD C 1 . E F G 6 6 G H 6 1 F 1 I G J C K L M M C K 5 E 3 0 " @， N B B 3
空间级加成型室温硫化硅橡胶粘结剂的研究
杨始燕
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倩 吕
谢择民
北京 ! " " " # " ）
中国科学院化学研究所
徐
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天津电源研究所
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文
摘
研究了一种新的空间级加成型室温硫化硅橡胶 % —) ， 它的特点在于具有低的热真空失 &—’ (
0 ! " 重， 在! ， 高的粘接强度， 与金属及聚酰亚胺等的粘 * + ,* ./ ! ! " 1 ( 2下的热真空失重可小于 " 3 $ 4；