高温室温有机硅胶技术综述

双组分缩合型室温硫化硅橡胶RTV-2
脱氢型(催化剂一般有机锡等) Si-OH + H-Si Si-O-Si + H2
脱醇型(催化剂一般为胺、有机锡、Pt化合物等)
Si-OH+CH3O-Si CH3OH
Si-O-Si
+
脱水型(催化剂一般为胺或季胺盐)
Si-OH + HO-Si
H2O
Si-O-Si
+
双组分加成型室温硫化硅橡胶
特点
固化时不放热, 收缩率很小，不 膨胀，无内应力，固化可在内部 使用方便，但深部固化速度 和表面同时进行，可以深部硫化。 较困难 加成型室温硫化硅橡胶的硫化时 间主要决定于温度，因此，利用 温度的调节可以控制其硫化速度。
应用
主要用作粘合剂和密封剂， 广泛用作灌封和制模材料，特别 其它应用还包括就地成型垫 适宜于做深层灌封材料并具有较 片、防护涂料和嵌缝材料等。快的硫化时间
单组分室温硫化硅橡胶
酸型 肟型 醇型 胺型 酰胺型 CH3Si-(OCH3)3 CH3Si-(NH(C6H11))3 CH3Si-(N(CH3)COCH3)3 CH3Si-(OOCCH3)3
脱酮型
CH3Si-(OC(CH2)(CH3) )3
单组分室温硫化硅橡胶RTV-1
• RTV-1具有优良的电性能和化学惰性，以及耐 热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气等性 能。它们在-60～200℃范围内能长期保持弹 性。它固化时不吸热、不放热，固化后收缩 率小，对材料的粘接性好。因此，主要用作 粘合剂和密封剂，其它应用还包括就地成型 垫片、防护涂料和嵌缝材料等。 • RTV-1的硫化反应是靠与空气中的水分发生作 用而硫化成弹性体，故它的优点是使用方便、 固化快、粘接力强等，但深部固化速度较困 难。
高温胶
• 高温硫化硅橡胶通常以D4和带有－C6H5、－ CH＝CH2、－CH2CH2－CF3等基团的环四硅 氧烷为原料，用碱催化剂开环共聚，经脱除 催化剂和低挥发分即得硅生胶。
主要高温胶品种
甲基 硅橡胶 • 甲基硅橡胶主要用于织物涂覆，也可制成各种挤出及压延制品用于机电、航空、汽 车及医疗等行业。但由于甲基硅橡胶硫化活性低，工艺性能差，厚壁制品在二段硫 化时易发泡，硫化困难，内层易起泡且高温压缩变形大，目前除少量用于织物涂复 外，已被甲基乙烯基硅橡胶所取代。 • 少量乙烯基的引入使胶的硫化工艺及成品性能，特别是耐热老化性和高温抗压缩变 形有很大改进。甲基乙烯基硅氧烷单元的含量对硫化作用和硫化胶耐热性有很大影 响，含量过少则作用不显著，含量过大（达0.5mol％）会降低硫化胶的耐热性。 • 通过引入大体积的苯基来破坏二甲基硅氧烷结构的规整性，降低聚合物的结晶温 度和玻璃化温度，扩大了硅橡胶的低温应用范围。随着苯基含量的增加，分子链 的刚性增大，其结晶温度反而上升。苯基含量（苯基与硅原子之比）在5～10％时 称低苯基硅橡胶，在-70～-100℃仍能保持橡胶的弹性，是所有橡胶中低温性能最 好的一种。苯基含量20～40％时称中苯基硅橡胶，它具有卓越的耐燃特性，一旦 着火可以自熄。苯基含量在40～50％时称高苯基硅橡胶，它具有优异的耐辐射性 能。 • 是在乙烯基硅橡胶的分子链中（乙烯基含量一般为0.3mol％左右）引入氟代烷基 （一般为三氟丙基），具有优良的耐油、耐溶剂性能和润滑油性能。工作温度范围 约为-50～250℃。
• 高温胶按不同特性分成下列几大类： • 低温型 ：主要采用低苯基硅橡胶，脆性温度达 -120℃，在-90℃时不丧失弹性。 • 低压缩永久变形型： 主要采用乙烯基硅橡胶， 以乙烯基专用的有机过氧化物作硫化剂；当压 缩率为30％肘，在150℃下压缩24～72小时后 的压缩永久变形为7.0～15％（普通硅橡胶为 20～30％）。 • 电线、电缆型： 主要采用乙烯基硅橡胶，选用 电绝缘性能良好的气相白炭黑为补强剂，具有 良好的压出工艺性能。
• 双组分室温硫化硅橡胶硫化反应是靠催化剂 来进行引发。通常是将胶料与催化剂分别作 为一个组分包装。只有当两种组分完全混合 在一起时才开始发生固化。双组分缩合型室 温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂 的类型、用量以及温度。
双组分缩合型室温硫化硅橡胶
• 双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达 到完全固化需要一天左右的时间，但在150℃ 的温度下只需要1小时。 • 双组分室温硫化硅橡胶可在一65～250℃温度 范围内长期保持弹性，并具有优良的电气性 能和化学稳定性， 能耐水、耐臭氧、耐气候 老化，加之用法简单，工艺适用性强，因此， 广泛用作灌封和制模材料。
烘箱热 处理 停放 过夜
返炼
硫化剂
薄通
返炼
出片
室温有机硅胶
包装方式 硫化机理 成分、硫化机 理和使用工艺
单组分 RTV-1 双组分缩 合型RTV-2
单组分 RTV-1 Байду номын сангаас组分 RTV-2
缩合型 RTV 加成型 RTV
双组分加 成型RTV-2
RTV-1与RTV-2的区别
RTV-1 引发剂 空气中的水分 催化剂 RTV-2
高温混炼胶
高温硫化硅橡胶的硫化一般分为两个阶段进行，第一阶段是将生胶、 补强剂、添加剂、硫化剂和结构控制剂进行混炼，然后将混炼料在金 属模具中加压加热成型和硫化，其压力为50kg／cm2左右，温度为 120～130℃，时间为 10～30分钟，第二阶段是将硅橡胶从模具中取出 后，放人烘箱内，于200～250℃下烘数小时至24小时，使橡胶进一步 硫化，同时使有机过氧化物分解挥发。
单组分室温硫化硅橡胶RTV-1
• RTV-1是以羟基封端的聚二甲基硅氧烷为基础 胶料，配以补强填料、交联剂、催化剂，经 特殊配制而成。在大气中交联时脱除低分子 物质，根据脱除物的种类,单组份又分为脱酸 型、脱酮肟型、脱醇型、脱酰胺型和脱酮型 等类型，其中以前三种用途最为广泛。
双组分缩合型室温硫化硅橡胶
• 高温胶按不同特性分成下列几大类： • 耐油耐溶剂型：主要采用氟硅橡胶。 • 阻燃型 ：采用乙烯基硅橡胶，添加含卤或铂化合物作阻燃剂组 成的胶料，具有良好的抗燃性。 • 导电性硅橡胶 ：采用乙烯基硅橡胶，以乙炔炭黑或金属粉末作 填料，选择高温硫化或加成型硫化方法，可得到体积电阻系数 为2.0～102Ω·cm的硅橡胶。 • 热收缩型 ：乙烯基硅橡胶中加入具有一定熔融温度或软化温度 的热塑性材料，硅橡胶胶料的热收缩率可达35～50％。 • 不用二段硫化型：采用乙烯基含量较高的乙烯基硅橡胶，通过 控制生胶和配合剂的PH值，加入特殊添加剂等制得。 • 海绵硅橡胶：在乙烯基硅橡胶中加入亚硝基化合物、偶氮和重 氮化合物等有机发泡剂，可制得发孔均匀的海绵。 • 除上述之外，国外尚有导热性硅橡胶、萤光性硅橡胶及医用级 混炼胶等品种出售。
高温胶
• 高温硫化硅橡胶是高分子量（分子量一般为 40～80万）的聚有机硅氧烷（即生胶）加入 补强填料和其它各种添加剂，采用有机过氧 化物为硫化剂，经过加热使有机过氧化物分 解产生游离基，并与橡胶的有机侧基形成交 联，经加压成型（模压、挤压、压延）或注 射成型，并在高温下交链成橡皮。
高温胶
• 高温硫化硅橡胶的生胶无色透明，能溶于苯 等溶剂中，制品耐氧化，抗臭氧，高频下电 气绝缘性优良,耐电弧、耐电晕，并有透气和 对人体生理惰性等特点。大量用作苛刻条件 下的电线、电缆绝缘层，密封件，导管,登月 鞋等。因其无致癌性，有较好的抗凝血性和 生物相容性，已大量用于制作人体内外用的 导管、插管、人工关节等。
硅橡胶的补强填料是各种类型的白炭黑，它可使硫化胶的强度增加 十倍。加入各种添加剂主要是降低胶的成本、 改善胶料性能以及赋予 硫化胶各种特殊性能如阻燃、导电等。交链剂是各种有机过氧化物， 如过氧化苯甲酰，2,4-二 氯过氧化苯甲酰，二枯基过氧化物，2,5- 二 甲基-2,5-二特丁基过氧已烷等。结构控制剂是为了避免混炼胶料因放 置时间过长、产生“结构化”使胶料变硬，难以加工熟化而加入的，可 采用甲基羟基硅油或二苯基二羟基硅烷作为结构控制剂。
高温/室温有机硅胶技术综述
前言
• 有机硅化合物，是指含有Si-C键、且至少 有一个有机基是直接与硅原子相连的化合 物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等 使有机基与硅原子相连接的化合物也当作 有机硅化合物。其中，以硅氧键（-Si-0-Si-） 为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物 中为数最多，研究最深、应用最广的一类， 约占总用量的90%以上。
苯撑
硅橡胶 • 耐寒性特别好，耐寒性优于二甲基硅橡胶和一般的乙烯基硅橡胶。乙基含量越高， 耐寒性越好。但乙基的反应活性比甲基大，因此，随乙基含量越大，耐热性随之下 降。作为低温使用的乙基硅橡胶，以在聚合物中含有二乙基硅氧链节为8克分子％为 宜。乙基硅橡胶的使用温度一般为-70～200℃。
• 具有卓越的热稳定性, 在430～480℃不分解，有的甚至能耐500℃以上的高温。硅氮 橡胶的突出弱点是水解稳定性差。
• 双组分加成型室温硫化硅橡胶有弹性硅凝胶和硅 橡胶之分，前者强度较低，后者强度较高。它们 的硫化机理是基于有机硅生胶端基上的乙烯基和 交链剂分子上的硅氢基发生加成反应来完成的。 在该反应中，不放出副产物。
双组分加成型室温硫化硅橡胶
• 加成型室温硫化硅橡胶在硫化过程中不产生收缩。 硫化胶无毒、机械强度高、具有卓越的抗水解稳 定性（即使在高压蒸汽下）、良好的低压缩形变、 低燃烧性、可深度硫化、以及硫化速度可以用温 度来控制等优点，因此是目前国内外大力发展的 一类硅橡胶。
乙基
硅橡胶
硅氮 橡胶
硼硅 橡胶
• 硅硼橡胶是在分子主链中含有十硼烷笼形结构的一类新型硅橡胶，具有高度的耐热 老化性，可在400℃下长期工作，在420～480℃下可连续工作几小时，而在-54℃下仍 能保持弹性。它适于在高速飞机及宇宙飞船中作密封材料。
• 高温胶按不同特性分成下列几大类： • 通用型：采用乙烯基硅橡胶与补强剂等组成， 是用量最多、通用性最大的一种类型的胶料。 • 高强度型 ：采用乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶， 以比表面积较高的气相白炭黑或经过改性处理 的白炭黑作补强剂，并加入适宜的加工助剂和 特殊添加剂等综合性配合改进措施，改进交联 结构，提高撕裂强度。 • 耐高温型： 采用乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶， 补强剂的种类和耐热添加剂经适当选择，可制 得耐300～350℃高温的硅橡胶。
乙烯基 硅橡胶
苯基 硅橡胶
氟硅
橡胶
主要高温胶品种
• 在分子链中含有甲基-β-腈乙基硅氧链节或甲基-γ-腈丙基硅氧链节的一种弹性体，其 主要特点与氟硅橡胶相似，即耐油、耐溶剂，并具有良好的耐低温性能。 氰硅橡胶 由于在聚合条件下存在引起腈基水解的因素，因此生胶性能的重复性差，它的应用 发展受到很大影响。 • 具有优良的耐辐射性能，其耐辐射性能为通用的甲基乙烯基硅橡胶的10～15倍，为 高苯基硅橡胶的5～10倍。