乙烯基三特丁基过氧化硅烷（OSI—201）在硅橡胶中应用

osichem

一、概况：
硅橡胶与其它材料或其本身粘结的技术，以往是采用各种有机硅烷作为偶联剂来实现的；但鉴于它们的通用性和重现性较差，乃是难以控制的问题。自70年代末，国内研制的过氧化硅烷类偶联剂——乙烯基三特丁基过氧化硅烷（OSI—201）问世后，其所显示的独特的粘接力和广泛的实用性，成为硅橡胶采用有机硅烷类偶联剂的一种新品种。
OSI—201在硅橡胶中的应用，80年我所曾撰文介绍了部分试验情况（见持种橡胶制品技术交流会资料：乙烯基三叔丁基过氧化硅烷在硅橡胶中的应用），其时采用的OSI—201是由南京大学化学系高分子教研组试制提供的。79年底开始得到哈尔滨市奥斯化工研究所研制的批量较多的OSI—201，我们进一步开展了它在乙烯基硅橡胶，低苯基硅橡胶与多种基材的粘结对比试验；结果表明，哈尔滨市奥斯化工研究所研制的OSI—201（以下简称为：OSI—201哈）在硅橡胶中表现了极其优异的粘接力，重现性好，使用方便，贮存性能稳定，近年来，在有关硅橡胶制品的试制中，是一种不可缺少，极其重要的助剂。
此外：OSI—201在氟橡胶，室温硫化型硅橡胶，氯丁橡胶的粘结中也显示了良好的粘结性，并得到采用；展望它的前景，确实可推荐至更广泛的使用场合。
我所近几年来研制的这类制品可分为如下几种：
（一）        硅橡胶与金属材料的复合制品。
1、印刷，塑料工业用硅橡胶滚筒，系为硅橡胶与碳钢或铝芯的粘合。
2、仪表用硅橡胶减震器，为硅橡胶与铝、碳钢等粘结。
1 F0 A1 [7 J9 q6 P( x3、电控制系统用硅橡胶密封按钮，为硅—镍—硬塑料的粘结。
4、耐高温密封插座，为硅橡胶与铝粘结。
（二）硅橡胶与纤维织物复合制品。
1、新型加热元件——硅橡胶包复加热片，为硅橡胶与玻璃纤维粘结。
2、调节系统用敏感件——硅橡胶活门薄膜，为硅橡胶与涤纶或聚酰亚胺等织物粘合。
0 m! ]: X/ ^  U, Q( z: \6 A2 y3、膜式人工肺，为硅橡胶与涤纶织物粘结。
（三）硫化的硅橡胶相互粘结组合制品。
' f, V& ^, K: X; d0 c' \此类制品系由多种结构形状的硅橡胶件组装而成，常见于医疗用品和人体内辅助装置；要求有牢固的粘结力，以保证其在体内长期安全使用，采用了OSI—201（哈）就能满足这一要求。目前已推广临床使用的有：
1、各种类型的硅橡胶脑积水引流装置，此系硫化成型的硅橡胶阀门件之间的粘结。
9 s9 ]: Z; A/ G" w! w% Z2、硅橡胶腹水引流装置，粘合要求同上。
二、试验部分：
8 ^, p7 _8 G2 ~7 f/ B我们在以往试验的基础上，对OSI—201（哈）进行了部分选择试验，鉴于时间，系统性不够，但足以能说明其引人注目的结论。
' j0 W8 o2 W' n6 k8 s8 c4 T1 n) z（一）实验材料：
生胶——甲基乙烯基硅橡胶（上海树脂厂#110—2）
        低苯基硅橡胶（上海树脂厂#120—1）
& S4 Z" N0 ~/ p补强剂——气相法白炭黑（沈阳化工厂#2）
8 _9 s) r- L: S/ u# g8 K, z/ L          沉淀法白炭黑（通化化工厂）
偶联剂——乙烯基三乙氧基硅烷（A—151，天津试剂一厂）
          γ—（2，3环氧丙氧基）丙基三甲氧硅烷（A—187，上海耀华玻璃厂）
! K: k0 z: f5 @% s! A乙烯基三特丁基过氧化硅烷（OSI—201，18%已烷溶液，南大化学系）
                         （OSI—201，40%甲苯溶液，哈尔滨市奥斯化工研究所）
# D8 P8 m$ U6 {. c5 i7 |6 T! [                         （OSI—201，40%已烷溶液，哈尔滨市奥斯化工研究所）
5 L- H1 z% ~3 d" G, ~  i' ~: C（二）        试样制备：
3 O( ?* t3 m( \: ]1、涂覆表面作为处理剂时：
（1）经过打磨的金属表面用乙醇清洗干燥后，均匀涂布二次OSI—201溶液，每次间隔30分～45分，在两涂覆面之间放入标准重量，一定厚度的平整硅橡胶胶料，放进模具在压机中硫化成扯离试样。
- K' e% M, M  |' x（2）经过表面清洗的硫化硅橡胶片或涤纶织物：涂布2～3次OSI—201胶浆，在两涂覆面间贴上1～1.5m/m厚平整硅胶片（若增加胶厚度，亦可不用硅胶片），放进模具硫化成肃离试产。
2、混入胶料作为增粘剂时：
% w2 L2 D" n! o3 X1 K经过打磨清洗的基材表面不需涂布偶联剂，直接贴合含有OSI—201的自粘性胶料，经过与上列两项中其余相同程序，制得扯离或剥离试样。
+ Q4 ^0 c1 E, j$ G4 c0 q2 O( o2 Q（三）硫化条件：
据资料报导，OSI—201的粘合性，只是在180℃～220℃高温时出现，但实际操作条件（如：蒸汽压力机）达不到如此高温，高温也会损害硅橡胶或基材的质量。因此，过高唷化温度是不适合的。有关温度和时间的选择试验尚未进行，本试验是远离搂常规硫化条件进行。
# U4 I, w! s5 W  Y/ a7 _定型硫化：158～162℃×15分～25分
二次硫化：200～250℃×3～6小时（工业制品）
1 ~9 `4 R! \$ Y  g          170～190℃×3～6小时（医用制品）
6 Y/ T1 `& R* b: T8 ?. j! }# T; x（四）实验结果：
. ~- Q$ ~8 |9 s- R2 A1、不同的OSI—201与其它硅烷偶联剂粘结性对比：
采用哈尔滨市奥斯化工研究所研制的，以已烷或甲苯稀释的OSI—201（79年批）与南大研制的，以乙烷稀释的OSI—201（78年提供）以及A—172、A—187、A—151。室温硫化胶粘剂（单组份）进行对比：由表一、表二可见，不同的OSI—201均具有良好的粘结强度，破坏后试样均为内聚层破坏，一般硅烷偶联剂则较差。
试验中以乙烯基硅橡胶为基料，OSI—201（哈）为（涂布法）
8 F4 t( O! \6 [表一       不同OSI—201与有机硅烷对金属粘结性对比
偶联剂品种        基材        扯离强度，㎏/㎝2        断面情况
OSI—201，40%甲苯溶液，哈奥斯化工        铝        28        扯离
OSI—201，40%己烷溶液，哈奥斯化工        铝        25～31        扯离
3 @; U" v  D# v. D, b5 COSI—201，40%己烷溶液，南大        铝        22～28        扯离
OSI—201，40%甲苯溶液与一般有机硅烷并用，         铝        28.4        扯离
4 X5 f6 i8 ?5 r7 jA—172与A—187并用        铝        18～26        扯离
表二    OSI—201与其它有机硅烷对硫化硅橡胶，涤纶粘结对比
偶联剂品种        基材        剥离力㎏/㎝2        断面情况
KH—560+A—151        硫化硅胶片        7.25        部分断胶
; h7 v- H: [1 J, eA—172+A—151        硫化硅胶片        3.5.        未断胶
7 q! G' b# b7 M9 e4 S8 {" ?KH—560+A—172        硫化硅胶片        4.25        未断胶
+ u1 |8 d4 ?% v% s5 c: AOSI—201，40%甲苯液，哈奥斯化工        硫化硅胶片        9.1        断胶层
OSI—201，40%甲苯液，哈奥斯化工        涤纶织物        7.5        断胶层织物断
RTVS—单组份胶液        硫化硅胶片        5～9        断胶层
% a* \+ o! z. o) [: G) y2、涂层干燥条件对粘接性能影响
我们作了OSI—201（哈）涂层的干燥条件对粘结的影响，试验可见，由于OSI—201的粘结作用是依靠热效应达到的。若采用较高干燥温度，会因热作用引起OSI—201部分分解，降低活性，对结果不利，因此，晴天施工时，置于室温下充分干燥即可，若是湿度较高，阴雨天气施工时，涂层难易干燥，需置于热空气干燥箱中，但温度以不高于60℃为宜。
表三      OSI—201涂层干燥条件试验
6 j9 h8 v" H# l, l偶联剂名称        干燥条件        基材扯离强度㎏/㎝2        断面
6 ?$ Z7 Z) G6 O; MOSI—201，40%甲苯稀释液（哈奥斯化工）        室温下        铝22～35        扯胶
( `8 Z  K: f9 [1 d8 p' ]OSI—201，40%甲苯稀释液（哈奥斯化工）        60℃×30分        铝22～33        扯胶
OSI—201，40%甲苯稀释液（哈奥斯化工）        80℃×30分        铝7～28        部分扯胶
7 V1 H0 H. s9 M+ c* QOSI—201，40%甲苯稀释液（哈奥斯化工）        120℃×30分        铝13～31        部分扯胶
试验用基料：110—2胶
3、OSI—201（哈）采用了两种方法：涂布法和掺合法，由表四可见。OSI—201对多种金属具有良好的粘接力，特别是对铝的粘结性最为显著，对铜则稍差，可见不同的金属材料对粘结力有影响，必须指出，各种金属表面的预处理质量直接影响粘结强度，在压制产品时，一定要采用喷砂处理以取得均匀可靠的表面。
! E1 V; \* q0 u2 {: t9 L$ t表四        OSI—201（哈）与几种金属粘结性能
OSI—201使用方法，品种        中间层胶主要组成        基材        扯离强度㎏/㎝2        断面
涂布法40%甲苯液，二次涂布后，室温下干燥        110—2胶，#2气相炭黑110—2胶，#2气相炭黑110—2胶，#2气相炭黑110—2胶，#2气相炭黑        碳钢不锈钢黄铜铝        32.915～3118～2633        断胶断胶断胶断胶
掺合法40%己烷液，以3—4%重量份掺入        110—2胶，#2气相炭黑110—2胶，#2气相炭黑110—2胶，#2气相炭黑110—2胶，#2气相炭黑120—1胶，沉淀白炭黑        碳钢不锈钢黄铜铝镍        11～1511～209～1920～2624        基本断胶断胶基本断胶断胶断胶
; P5 j% p; N/ }+ d! r7 M" a4、OSI—201（哈）涂层贮存稳定性
9 ^  Y6 L$ z6 u' O: ^8 D表五       OSI—201（哈）涂层停放试验
8 ]& A% b( P. [* c( l& G涂OSI—201后停放天数        与铝粘合        与硫化硅胶粘结
# x' i$ f+ x8 C/ w" S        扯断强度㎏/㎝2        断面        剥离力㎏/㎝2        断面
0天        32.9        断胶        9        断胶
1天        19～25        断胶        —        断胶
2天        25        断胶        5～8        断胶
6 A) _3 [' `* c, ?& T. y- n7天        26        断胶        —        断胶
为适应实际使用中生产周期和各工序的衔接需要，要求基材表面的涂层能经受较长时间的停放而不失去活性。表五试验可见；OSI—201（哈）的涂层停放七天时，粘接性无明显下降，试样均为内聚层破坏；完全能满足硅橡胶生产管理的要求。但未进行更长时间试验。因此，七天不是期限时间。
此外，OSI—201（哈）40%的溶剂稀释液也具有良好的贮存稳定性；本广试验中OSI—201（哈）是封装于瓶中的冰箱贮存品，已有一年多的贮存期，必须注意，每次使用时应将所需用量倾于小瓶中，随即旋紧瓶塞，以防变质。
- `( `8 X; I/ m5、OSI—201（哈）的耐热性
表六      OSI—201涂层耐热性试验
' j$ E, J7 m8 ?, b; f: F/ H5 X( @. a试验        中间层胶料        基材        常温下        经150℃×72小时
: o. K0 s/ o; m! @. p( s% b次数        组份                扯离强力㎏/㎝2                扯离强力㎏/㎝2        断面
& [1 V; F4 o9 u; E. F& ^' g1        110—2胶，#2气相法白炭黑（50份用量）        铝        26.6        扯胶        18        扯胶
0 |, ]% Y7 L# f2        〞        铝        33        扯胶        19        扯胶
3        110—2胶，#2气相法        铝        26        扯胶        21～30        扯胶
4        白炭黑（60份用量）        铝        31        扯胶        20        扯胶
+ }7 P, F/ w$ @6 D8 P- ?4 S( f1 r; k5        110—2胶，气相法白炭黑（50份用量）        黄铜        18～26        扯胶        18        扯胶
0 Q" o8 A( M* ?; G本实验中,OSI—201（哈）为表面涂布法，粘合试验经150℃×72小时老化后，仍具有良好的粘结断面。
& \) y$ A) M5 Q% z三、使用结论：
" `2 k2 b6 R' v  L0 R1、哈尔滨市奥斯化工研究所研制的OSI—201，在硅橡胶与多种材料——金属、铝、钢、铁、镍、铜及涤纶织物，硫化的硅橡胶自身相粘中，都显示了较好的粘结强度，工艺操作简便，重现性好。
2 }2 p' x7 R* p! ^2 e# `  g2、OSI—201无论是单独使用或与其它有机硅烷偶联剂并用时，以涂刷法或掺合法都可获得较高粘结强度，达到内聚胶层破坏的断面。但要注意，必须有一个恰当的OSI—201工艺程序的实施才会有理想的结果。
8 Y8 B* a, q. P( _& U附：OSI—201在其它胶中的粘结性能，简略提供如下：
& J# I/ y7 \3 m# ?) x4 I1、OSI—201在氟橡胶中，选用F—275胶料与碳钢粘结时，粘结强度一般可达40—15㎏/㎝2试样均为内聚层破坏，比之本所研制的氟橡胶与金属粘结剂——AP、APM，使用叶吏这简便，性能稳定。
% A- N% v/ T  H, Y/ P2、OSI—201在室温硫化硅橡胶中：在708工程电器插件用RTVS型灌注密封胶的研制中，作为#6146硅橡皮与酚醛玻璃丝的粘合剂：显示了比一般有机硅烷偶联剂（例：与苯胺甲基三甲氧基硅烷比较）较好的粘结力。在200℃×3小时，热老化性亦较好，从而得到采用。
（见本所DLJ—3有机硅密封胶试验总结78·12该试验中是采用南大OSI—201，后因708工程暂停，对哈尔滨市奥斯化工研究所OSI—201尚未进行对比）。
3、OSI—201在氟硅胶中的粘结试验刚刚开始，经初步试验结果分析它是氟硅橡胶最有希望的偶联剂之一。
4、OSI—201在氯丁胶粘剂中也获得应用，本所研制的JX—16胶粘剂是配套于歼八机和无人驾驶机KC穿墙密封插头座的新材料之一，采用OSI—201—氯丁胶—予反应叔丁酚甲醛树脂组成的胶粘剂，可解决绝缘胶层（#1154天然硫化胶）与镀金插针的粘结难题，满足了技术要求。

吕大侠

不错,好象就是VTPS

xiuyuan

VTPS?
4 }8 @, v( b; \& V6 b啥子意思?

osichem

免费提供样品运费自负。

wf0305

好东东，学习了。
' o( v; I0 f; K6 c3 `+ C3 e; A& W

PFJALH

学习了...........

wf0305

很好，谢谢了。

PFJALH

学习了...........