新型环氧树脂软膜的制备

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中国胶粘剂
第 17 卷第 10 期
1.3.2 EP 模具胶的配制及软模的制备 按照配方将计量好的 E-44、 聚醚改性硅油、硅
橡胶、固化剂、促进剂和润滑剂硬脂酸锌等组分加入 容器中，搅拌均匀后刷在坯件上固化成型。
明试样中存在着聚硅氧烷链段和聚醚基团。 而 Si-H 的特征吸收峰 2 169、925、893 cm-1 和 C=C 的特征吸 收峰 1 650 cm-1 均未出现在 FT-IR 谱图中， 说明聚 醚改性硅油的合成反应已基本完成。
2.2 EP 模具的表面张力和强度 只有表面张力低于模具表面张力的液体或固体
才能在该模具表面上自动铺展或粘附， 因此模具表 面张力越小， 能在其表面上铺展和粘附的液体与固 体越少，其润湿性能就越差，故脱模性能也就越好。
图 2 为硅橡胶用量与 EP 软模表面张力的关系， 表 1 列出了硅橡胶用量与 EP 软模的硬度和强度的 关系。 由图 2 和表 1 可知，随着硅橡胶用量的增大， 模具的表面张力和硬度均下降；当 w（硅橡胶）＞60% 时，模具需要硬模的支撑方可站立。 硅橡胶的用量可 根据实际需要来确定， 一般控制在 30%～40%之间， 但此时模具的表面张力仍较大。若将该 EP 模具用于 制备菱镁制品时，则脱模时容易损坏坯件；若要求坯 件具有较高的强度，则需要延长加工时间。 因此，可 借助于内脱模剂来进一步降低模具的表面张力。
环氧树脂厂；低分子聚酰胺，工业级，天津市殿龙化 工贸易 有 限 公 司 ；2,4,6-三 （二 甲 胺 基 甲 基 ）苯 酚 （DMP-30），化 学 纯 ，上 海 佳 辰 精 细 化 工 ；缩 合 型 室
温 硫 化 （RTV）硅 橡 胶 ，工 业 级 ，溧 阳 市 天 禧 有 机 硅 材 料有限公司；烯丙醇聚醚，化学纯，南京瑞凡化工有 限公司；含氢硅油，化学纯，济南国邦化工有限公司； 硬脂酸锌、二乙烯三胺，化学纯，国药集团化学试剂 有限公司；甲苯、无水乙醇，分析纯，国药集团化学试 剂有限公司；氯铂酸，分析纯，常熟市常宏贵金属有 限公司。
1.3 实验制备 1.3.1 聚醚改性硅油的制备
在装有搅拌子、 温度计和冷凝管的三口烧瓶 中，加入计量的甲苯、硅油和聚醚，边搅拌边升温至 60 ℃；然后加入氯铂酸-无水乙醇溶液，继续升温至 110 ℃反应 4 h；减 压 除 去 甲 苯 ，最 后 得 到 浅 黄 色 的 粘油状液体。
收 稿 日 期 ：2008-04-10 ； 修 回 日 期 ：2008-09-07 。 基 金 项 目 ： 福 建 省 教 育 厅 项 目(JB07192) 。 作者简介：陈秀宇(1964-)，女，福建福清人，实验师，硕士，主要从事胶粘剂等方面的研究。 E-mail：chenxy18@126.com
Ⅲ表示站不住，松垮。
在保持其他条件不变的情况下， 仅改变硬脂酸 及硬脂酸盐的用量， 则硬脂酸及硬脂酸盐对 EP 软 模表面张力的影响如图 3 所示。由图 3 可知，在硅橡 胶用量相同（30%）的条件下，硬 脂酸及硬脂 酸盐均 能使 EP 软模的表面张力降低； 其中硬脂酸锌的作
第 17 卷第 10 期
[3] 邸 明 伟 ，张 丽 新 ，何 世 禹 ，等. 室 温 硫 化 硅 橡 胶 的 增 强 改 性研究进展[J]. 中国胶粘剂，2005，14（3）：36-40.
[4] PARK E S. Mechanical properties and processibilty of glassfiber-, wollastonite-, and fluoro-rubber-reinforced silicone rubber composites[J]. Journal of Applied Polymer Science， 2007，105（2）：460-468.
1.2 实验仪器 DF-101B 型集热式恒温磁力搅拌器，浙江省乐
清市乐成电器厂；SHB-Ⅲ型循 环水式多 用真空泵， 郑州长城科工贸有限公司；Spectrum 2000 型傅里叶 变换红外光谱仪，英国 Perkin-Elmer 公司；LX-A 和 LX-D 型 硬 度 计 ， 上 海 精 密 仪 器 仪 表 有 限 公 司 ； QC3000 型表面张力仪，北京迪索仪器有限公司。
50
40
30
20
0
wk.baidu.com
20
40 60
80 100
w （ 硅 橡 胶 ）/%
图 2 硅橡胶用量对 EP 软模表面张力的影响 Fig.2 Effect of silicon rubber content on surface tension of EP soft mould
表 1 硅橡胶对 EP 软模强度和硬度的影响 Tab.1 Effect of silicon rubber on rigidity and strength of EP soft mould
将 模 具 制 成 长 × 宽 × 高 × 厚 为 100 cm×50 cm × 50 cm×0.5 cm 的空心长方体，待其完全固化后，视其 站立情况来判断强度的大小； 采用硬度计测定其邵 氏硬度，当硬度＞90 时使用邵尔 D 进行计量。
2 结果与讨论
2.1 聚醚改性硅油的 FT-IR 表征 硅橡胶与 EP 相容性较差， 固化前不易形成均
匀的共混物， 利用相容剂可改善两者的相容性及界 面状态， 这是提高高分子合金性能的有效手段。 经 聚醚改性的硅油具有较高的界面活性， 作为硅橡胶 与 EP 体系的相容剂， 可使填充 RTV 硅橡 胶的 EP 固化物具有较高的冲击强度和剥离强度。 图 1 为聚 醚改性硅油的 FT-IR 谱图。
3 417
关键词：环氧树脂；硅橡胶；模具；硬脂酸锌 中图分类号：TQ433.437 文献标识码：A 文章编号：1004－2849（2008）10－0031-03
0前言
室 温 硫 化 （RTV）硅 橡 胶 为 模 具 制 造 业 在 制 模 工艺方面的技术进步奠定了良好的基础。 它具有良 好的仿真性、脱模性且制模简单、操作容易，仅需几 小时（室温）即可制成模具。 因此，硅橡胶已成为制 模材料的佼佼者 。 [1-3] 将其用于电子器件等场合，可 将元器件（特别是大功率器件）产生的热量通过散 热体及时传递至周围环境中，从而提高了电子产品 的可靠性和使用寿命。 此外，该材料在航空航天、化 工仪表、汽车、机械及医疗卫生等领域中得到广泛 应用。
2008 年 10 月第 17 卷第 10 期 Vol．17 No．10，Oct．2008
中国胶粘剂
CHINA ADHESIVES
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新型环氧树脂软模的制备
陈秀宇
（福建师范大学福清分校生物与化学工程系，福建 福清 350300）
摘要：以 聚 醚 改 性 硅 油 为 相 容 剂 ，硅 橡 胶 和 环 氧 树 脂 （EP）混 合 固 化 制 备 了 具 有 较 高 强 度 和 良 好 脱 模 性 能 的 EP 软 模 。 红 外 光 谱 （FT-IR）分 析 表 明 聚 醚 改 性 硅 油 的 合 成 物 中 含 有 聚 醚 与 硅 油 基 团 ，说 明 反 应 能 够 顺 利 进 行 ；在 聚 醚 改 性 硅 油 作 用 下 ，硅 橡 胶 与 EP 具 有 良 好 的 相 容 性 ，并 可 通 过 增 减 硅 橡 胶 的 用 量 来 调 节 模 具 的 强 度 ，同 时 模 具 的 使 用 寿 命 显 著 增 加 ，使 用 次 数 至 少 为 硅 橡 胶 模 具 的 100 倍 ；硬 脂 酸 锌 的 加 入 使 模 具 的 表 面 张 力 降 低 ，脱 模 性 能 明 显 提 高 ，并 且 已 达 到 菱 镁 制 品 的 脱 模 要 求 。 当 硅 橡 胶 的 质 量 分 数 为 30%时 ，加 入 20%的 硬 脂 酸 锌 可 使 模 具 的 表 面 张 力 降 至 24.83×10-5 N/cm。
1 455 1 373
2 962 2 858
1 260 803 1 150
4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 波 数 /cm-1
图 1 聚醚改性硅油的 FT-IR 谱图 Fig.1 FT-IR spectrogram of polyether modified silicone
[2] HABERSTROH E ， HENZE E ， RONNEWINKEL C . The reliable processing of liquid silicone rubber （LSR） into technical mouldings [J]. Kunststoffe-Plast Europe，1999，89 （1）：68-72.
陈秀宇 新型环氧树脂软模的制备
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40
3结论
表面张力/（10-5 N·cm-1）
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硬脂酸
（1）硬脂酸锌和 硅橡胶的加 入，可以明显 降低
硬脂酸钙
EP 软模的表面张力，脱模性能明显提高，并且 已达
30
到菱镁制品的脱模要求。
硬脂酸锌 25
（2）采用改性 EP 软模代替硅橡胶模具，可节省 成本、延长使用寿命且操作更简便。
2.3 EP 模具的成本与寿命 缩合型硅橡胶的价格通常为 30 000 元/t 左右，
而 E-44 的价格为 26 500～28 000 元/t。 菱镁制品所 用的硅橡胶模具使用 30～50 次后，经常会因受热或 拉扯而报废；而 EP 软模却经久耐用，使用次数超过 5 000 次。 综合原料价格和使用寿命等因素，可计算 出 EP 软模的成本为硅橡胶模具的 1/100～1/200。
但是，硅橡胶成本高、撕裂强度较低且使用寿命 较短[3]。 由于硅橡胶模具强度低，故在制作大型模具 时，需要玻璃纤维的增强和硬模的支 撑 。 [4-5] 本文制 备了一种强度 可调的环 氧树脂（EP）软模 ，该 EP 软 模具有较好的强度、仿真性和脱模性。
1 实验部分
1.1 实验原料 环氧树脂 E-44，工 业级，上海市 树脂有限公 司
20
0
5
10
15
20
w （ 硬 脂 酸 盐 ）/%
图 3 硬脂酸及其盐对 EP 软模表面张力的影响 Fig.3 Effect of stearic acid and its salt on surface tension of EP soft mould
用尤为突出， 制得的模具表面张力符合菱镁制品的 脱模要求。 这是由于硬脂酸锌主要起着内脱模剂 的作用， 能够从树脂基体中渗出扩散到固化制品表 面，在模具和制品之间形成一层隔离膜，从而起到脱 模剂的作用。
由图 1 可知，3 417 cm-1 为-OH 的伸缩振动峰； 2 962、2 858 cm-1 分别为-CH3 和-CH2 中 C-H 的吸收 峰，1 455、1 373 cm-1 分别为-CH3 和-CH2 中 C-H 的 弯曲振动峰；1 150 cm-1 为 Si-O-Si 的特征峰，1 260、 803 cm-1 分别为 Si-CH3 和 Si-CH2 的特征峰。由此表
参考文献
[1] HABERSTROH E ， LETTOWSKY C . Multi - component injection moulding of liquid silicone rubber/ thermoplasticcombinations[J]. Journal of Polymer Engineering，2004，24 （1-3）：203-214.
测试项目
指标
w（硅橡胶）/% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
模具站立情况 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ
模具硬度 92 D 81 D 73 D 62 D 50 D 41 D 30 D 69 A 58 A 44 A 32 A
注 ：Ⅰ表 示 站 得 住 ， 不 变 形 ；Ⅱ表 示 站 得 住 ， 但 略 有 变 形 ；
吸 光 率/% 表面张力/（10-5 N·cm-1）
1.4 性能测试 1.4.1 红外光谱（FT-IR）表征
采用溴化钾压片法制样， 并使用红外光谱仪进 行测定。 1.4.2 表面张力测定
将 EP 模具胶制成平板试片， 测定不同浓度的 乙醇水溶液（已测定过表面张力）在该试片上的接触 角 θ，以 cos θ 对液体表面张力作 Zisman 图，并计算 出样品的临界润湿表面张力。 1.4.3 强度和硬度测定