硅橡胶应用研发

大虫

硅橡胶主要分为热硫化硅橡胶（HTV）和室温硫化硅橡胶（RTV，又称液体硅橡胶），热硫化硅橡胶主要用于生活用瓶塞、垫圈和医学领域；室温型硫化硅橡胶主要用作密封剂、灌封材料和模具，最主要用于建筑密封剂。硅橡胶是有机硅产品中产量最大、应用最为广泛的一大类产品。我国硅橡胶良好市场前景勿庸置疑。
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- @2 m- p! u9 R+ D- s: n德创硅橡胶机械有限公司卧式直压式液态硅橡
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5 d6 S8 |! X, W$ k/ B& E- N2 u        产业现状
         
        “十五”期间，我国有机硅产业飞速发展，2005年我国有机硅工业基础和关键的有机硅单体与初级聚硅氧烷产能已经达到20万t/a生产能力，硅油及二次加工产品产能约5万t/a，硅橡胶达到17万t/a；硅树脂和硅烷偶联剂产能也分别达到6000t/a和2万t/a。国家有机硅“十一五”规划提出，我国有机硅工业未来还将保持高速增长态势，2010年我国有机硅单体的总产量和消耗量将突破百万t/a水平。
         
        2005年我国HTV生胶生产能力约为10万t/a，由于生产效率低下、配套技术不完善，2004年产量约为6万t左右；2005年国内市场混炼胶的市场消费量达到14万t左右，高品种混炼胶大部分依赖进口。国内RTV需求增长更为强劲，近5年来国内年均增长速度为25%左右，2005年消费量达到13万t，其中国内生产能力约为7万t/a，国产胶的市场占有率已由2000年10%上升到目前的50%左右。
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% y* D$ T& \# U4 n) \        近年随着硅橡胶开发与应用不同升温，我国有机硅橡胶产能和技术也取得很大进步，但与国外先进水平相比，我国硅橡胶生产与应用技术仍存在相当大差距。有关专家指出，我国热硫化硅橡胶重点要开发高性能品种并加强改性应用研究；室温硫化硅橡胶中高性能建筑密封胶和加成型硅橡胶是研发热点，建筑密封胶研究重点在于提高表干时间、硫化时间及与基材的粘节性；此外液体硅加工技术也是发展关键。
         
        生产与应用技术进展
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- v& u# Y: |' D+ j2 D, A5 F        ◆ 高温硫化硅橡胶
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2 v( p& Z2 i5 m* e  Q; H; r) _2 R        硅橡胶主链上的侧基可以是甲基、乙基、乙烯基、苯基、三氟丙基等，最常用的是甲基，也可引入其他基团改善加工性能和其他性能。目前国内生产主要是通用型甲基乙烯基硅橡胶，而目前国外通过其他基团的引入开发出许多高性能高温硫化硅橡胶品种。如在甲基乙烯硅橡胶的分子链上引入甲基苯基硅氧链节或者二苯基硅氧链节，得到甲基苯基乙烯硅橡胶，主要用于航空航天和电力领域；氟硅橡胶是指γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷，具有良好耐寒、耐高温和化学腐蚀性；在硅橡胶侧链上引入β-腈乙基或者γ-腈丙基强极性基团，开发出腈硅橡胶，该橡胶最大优点就是耐油和耐溶剂性能 ；苯撑硅橡胶具有优良耐辐射性能，用于航空航天、核工业及特种电缆等领域；在聚硅氧烷侧链上引入乙基制备得到二乙基硅橡胶，具有突出的耐寒性能；硅氮橡胶主要优点具有优异的热稳定性能，可以耐500℃以上高温，在其主链上引入环二硅氮聚合物，并用硅芳撑改性的含二环硅氮烷的橡胶不仅具有良好耐高温性能，也克服了普通硅氮橡胶的耐水解性差的缺点。
         
        ◆ 并用改性技术
         
1 ^, s8 i- f7 n+ v" ]. i* [        硅橡胶有许多突出的优异特点，但是也存在很多不足，因此采用硅橡胶与其他橡胶并用改性成为硅橡胶应用技术研究的热点。
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        硅橡胶/三元乙丙橡胶并用，可以有效提高硅橡胶耐水解性能和机械强度，如日本JSR公司的JSR JENIE系列和Toshiba公司的TEQ系列；我国许多科研单位也进行了大量研究，如吉林化工研究院开发出的JHG-401和402已经用于化工生产密封垫等领域。
         
+ U5 h! i: n% _5 T; u6 O        硅橡胶/丙烯酸酯橡胶，采用动态硫化技术，使活性硅橡胶与丙烯酸酯橡胶单体进行共聚可以有效改善丙烯酸酯橡胶的耐寒性和耐水性。
         
        硅橡胶/氟橡胶，可以有效降低氟橡胶的价格，如目前市场上出售的日本JSR公司开发的JSR JENIX F和X-36-100U系列均为硅橡胶/氟橡胶并用改性胶。
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" ^4 J. E. B0 d7 `* V, b* {6 G        硅橡胶/聚氨酯橡胶，国内外对此改性研究比较多，如国内上海橡胶制品研究所以四氢呋喃均聚醚和硅橡胶为主体材料，以过量异氰酸酯配合含氢硅油为交联剂，制得硅橡胶/聚氨酯橡胶 IPN（互穿网络聚合物），具有良好耐热性能。
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        硅橡胶与其他橡胶进行并用改性研究方兴未艾，在这方面日本有大量专利报道，除上面介绍外，硅橡胶和二烯烃类橡胶并用改性，可以获得高性价比的复合材料。
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; Q7 G# E7 s1 z( `$ X        ◆ 液体硅橡胶及其性能改善
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        目前国内外有许多专利报道了新型液体硅橡胶的开发与研究，许多专利着重采取各种组份和改变硫化条件以缩短硫化时间，如最近Laur硅橡胶公司推出新型液体硅橡胶，正在申请专利的易硫化技术（EC），该EC技术的高稳定性改善了焦烧时间，并解决了注入模具难的问题。
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# P* `. J8 M" \( \4 X$ X$ G        改善加成型液体硅橡胶的粘接性问题是液体硅橡胶研究热点话题，国内外有许多资料报道：对基材进行底涂或者在硅橡胶应用中添加增粘剂。底涂剂组成主要由成膜剂、胶联增粘剂、催化剂、稀释剂组成。成膜剂主要成分一般为硅树脂及一些特定的聚合物；交联增粘剂成分为硅烷偶联剂或者含有反应性基团的硅氧烷低聚物；催化剂一般为钛酸酯、铝化合物、铂配合物等；稀释剂为有机溶剂。如国内开发的分别以聚甲基硅氧烷、硅树脂、有机硅改性丙烯酸酯树脂、环氧树脂、含丙烯酰氧烃氧基及烷氧基的二硅烷或者二硅氧烷等为成膜剂的底涂剂。
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        对增粘剂要求是应与加成型硅橡胶的主要成分相容，且不能影响加成型硅橡胶的硫化性能和硫化后机械性能，目前国内外研究的增粘剂主要有含烷氧基、硅氢基及反应性有机基的硅烷或硅氧烷低聚物；含硅氧基和β-二酮基的硅氧化烷低聚物；含苯基或者酯基的硅氧烷低聚合物；含苯基的聚甲基氢硅氧烷；含杂氮硅三环衍生物；含烯烃基的酚类化合物或者双（三甲氧硅丙基）富马酸酯与羟基封端的（CH3）2SiO/CH2=CH(CH3)SiO共聚物的复配物；以三羟甲基丙烷二烯丙酯、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷及正硅酸乙酯的反应产物；含三烷氧基硅烷基和酯基的仲胺；以四烷氧基硅烷、含乙烯基的硅氧烷低聚物、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的反应产物等作为增粘剂。
         
        ◆ 液体硅橡胶加工技术
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; q9 p+ S; ^4 p+ t- g        液体硅橡胶加工技术主要指注射成型技术，该方法因为具有可以进行短时间自动成型及与塑料复合成型的优点，而得到快速普及和推广，并逐渐成为硅橡胶应用技术关注焦点。
         
        液体硅橡胶基本材料是由两种组份构成，两种组份都作为高粘性物质由材料商提供，混合比一般为1：1。液体硅橡胶加工成型机主要包括注压机、模具、配件；配件主要是液体原料加工需要专用的混合和计量装置，使用这些装置时，原材料从贮存罐中被泵抽出，将2种组份经过软管泵送到混合机头，如使用着色剂则使用第3条软管，将混合机头安装在注压机上，将多组份在此汇合，然后通过静态混合器输送到模腔内。
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        例如：德创硅橡胶机械有限公司开发的卧式直压式系列液态硅橡胶注射机DCZ-60/90/120/160/220具有无机铰磨损、双缸合模、平稳快速 ；超长开模行程，宽大的模柱间距，超大模具容量 ；直压锁模动板不变形，精度高；进口电脑控制器，直观简洁的人机界面，操作更方便；射出自动监视，螺杆位置显示射料不足及漏料检知 ；自我诊断故障显示，协助故障排除等特点。适合于生产普通硅胶制品，包括：婴儿产品、医疗用品、潜水用品、 汽车用品、厨房用具、眼镜用品、浴室用品及密封圈等等。
         
        目前液体硅橡胶注射成型技术正在积极向以下两个方向发展，一是全自动型，无飞边、无流道、自动脱模。不仅可自动化成型，而且不会产生无用固化物，因此材料成本降低，且兼顾环保，而且时间非常短，例如象汽车用骨架油封这样微型制品，在10秒之内就可以成型。二是复合成型例如夹物嵌件成型、二元成型。因为交联反应的形式是加成固化，所以可以在较低温度下成型。交联反应中无过氧化物分解残渣等副产物生成，故原则上无需进行二次硫化，从而可以实现与树脂进行整体成型。通过涂布底涂材料进行镶嵌成型，使密封部分与骨架部分成为一个整体的二元成型方法也已经开始推广应用。
         
+ Y4 c% l5 `, j5 ]+ O, M, f9 @        结束语：目前我国硅橡胶对外依存度比较大，而且国内主要硅橡胶生产商看好中国巨大潜在市场，已经或者计划在国内投资建设硅橡胶生产装置，因此我国硅橡胶行业关键要加快技术提升，在热硫化硅橡胶方面要开发和建立具有经济规模的热硫化硅橡胶生胶及混炼胶装置，开发混炼胶系列品种尤其是高性能品种；液体硅橡胶要加大应用研究开发力度，重点解决加成型硅橡胶粘接性、缩短其硫化时间、解决好加工工艺所存在的一些问题；同时用于其他用途的硅橡胶如阻燃硅橡胶灌封材料、高阻尼硅橡胶、高耐蚀高抗撕裂硅橡胶、抗电磁干扰硅橡胶等研究与生产也应得到重视。（完）

姜平辉

楼主的资料不错丶学习了

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谢谢楼主分享资料