不同生产工艺对中性硅酮密封胶性能的影响.pdf

研究报告及专论 学术论文 academic paper 粘接杂志社 上海电话湖北电话兼传真e-mail：zhanjzz 网址： 粘接杂志社 上海电话湖北电话兼传真e-mail：zhanjzz 网址： 072073 不同生产工艺对中性硅酮密封胶性能的影响 摘要：对一步混成法和二步法2种生产工艺对中性硅酮密封胶性能的影响进行研究对比。结果表 明，用二步法制备的硅酮密封胶的施工性、力学性能和贮存稳定性都要优于一步混成法。 关键字：中性；硅酮密封胶；一步法；二步法 + 中图分类号：tq436 .6 文献标识码：a 文章编号：1001-5922（2013）10-0072-03 111222 全文高 ，陈炳耀 ，胡小康 ，彭小琴 ，张胜芳 ，张 熠 （1.广东三和化工科技有限公司，广东 中山 528429；2.中山市阜和化工科技有限公司，广东 中山 528434） 中性硅酮密封胶按硫化种类可分为脱醇型、脱酮肟用一步法。但由于硅酮密封胶中添加了大量增塑剂和填 型，由于它在硫化过程中释放醇类、酮肟类等中性小分充料，一步法工艺生产的产品性能波动大，贮存稳定性 1 不佳，采用二步法可以改善这些不足。本文对2种生产工 子物质，具有无刺激性气味 、粘接性强、耐候性好、不 艺所制备硅酮密封胶性能进行研究对比。 会腐蚀金属材料等优点，而应用广泛。 目前中低档的硅酮密封胶由于具有较高的性价比， 在市场上占有相当大的比例。硅酮密封胶的生产工艺分1 实验部分 为一步法和二步法（也称基料法）。一步法具有生产周 期短、生产设备简单等特点，因此传统生产工艺主要采1.1 主要原材料及制备配方（见表1） 综述 特约专栏 译文 新专利 综述 特约专栏 译文 新专利 收稿日期：2013-05-13 作者简介：全文高（1971-），男，江西抚州人，汉族，工程师，主要从事硅酮密封胶的研究。 通讯联系人：胡小康，e-mail：hxkydx0905。 1.2 实验设备内，刮平后除去模框在标准条件下放置21 d，然后揭去pe膜 实验型强力分散机，qf-5，佛山市金银河机械设备制得试样，按gb/t 5311999采用邵尔a型硬度计试验； 有限公司；实验型压料机，ylj-5，佛山市金银河机械伸长率、拉伸强度：按标准试样使用拉力试验机测试； 设备有限公司；高速分散釜，nx-5，广东省佛山市诺星弹性恢复率：按gb/t 13477.172002试验； 机 械 设 备 有 限 公 司 ； 双 柱 拉 力 材 料 试 验 机 ， zl-贮存稳定性：利用热贮前后挤出性的变化表征贮存 稳定性。1009a，东莞市正蓝精密仪器有限公司。 1.4 生产工艺1.3 测试内容及方法 一步法：将室温硫化型硅橡胶与经高温烘干脱水的外观：目测； 填充料以及其他助剂一起加入强力分散机中，高速分散挤出性：按gb/t 13447.32003试验。采用聚乙烯 反应，一次混合为成品胶料。挤胶筒，胶筒长度为179 mm，内径为40.1 mm，挤出孔 二步法：先把室温硫化型硅橡胶与填充料、白矿油直径为14 mm，装填容量为177 ml，不安装挤胶嘴，气 等混合，在高速分散釜中真空搅拌，并加热脱除挥发分 压为0.340 mpa，测定将全部样品挤出的时间，精确到 制成基料；第2步，把制好的基料与其他助剂等材料在强 0.1 s，挤出时间越长表明挤出性越差。 力分散机中搅拌混合即为成品胶。 表干时间：按gb/t 13477.52003试验； 固化深度：使用固化深度板检测样品在标准条件下 24 h固化深度；2 结果与讨论 邵氏硬度：在pe膜上平放内框尺寸为150 mm80 mm（0.51.5）mm的金属模框，将试验样品挤注在模框2.1 施工性能对比（见表2） 序号 1 2 3 4 5 6 材料名称 ，-二羟基聚硅氧烷 石油树脂 交联剂 沉淀白炭黑 硅烷偶联剂 催化剂 质量分数/% 100 3040 2030 4050 510 25 供应商 浙江恒业成有机硅材料有限公司 清江石油化工有限责任公司 湖北晶涛化工 万载县辉明化工有限公司 荆州市江汉精细化工有限公司 罗斯化工有限公司 表1 主要原材料及制备配方 tab.1 main raw materials and formulation 注：表中数据为6个样品的平均值。 样品 一步法 二步法 外观 透明 透明 挤出性/s 6.3 7.3 表干时间/min 27 17 下垂度（垂直）/mm 0 0 固化深度/mm（24h） 4.1 6.1 表2 标准条件下2种工艺产品的施工性对比 tab.2 constructability comparison of products prepared by two processes at standard conditions 2 由表2可以看出，一步法和二步法产品的外观和下垂胶浆的表干时间和固化深度 。二步法制备的基料经过了 度没有差别；挤出性，一步法所制备的胶浆要优于二步真空、高温脱水，大大减少了其水分对表干时间和深层 法，但2者相差不大，对施工性能影响不大；表干时间和固化的影响。 固化深度，二步法要明显优于一步法。这是因为未经特2.2 力学性能对比（见表3） 殊工艺处理的填充料中一般含有结晶水，结晶水会影响 邵氏硬度/度 18 27 拉伸强度/mpa 0.48 0.73 伸长率/% 279 288 弹性恢复率/% 86.5 94.5 样品 一步法 二步法 注：表中数据为6个样品的平均值。 表3 标准条件下2种工艺的力学性能对比 tab.3 mechanical propertied comparison of products prepared by two processes at standard conditions 从表3可见，除了伸长率2者相近之外，硬度、拉伸改善。 强度和弹性恢复率，二步法均优于一步法。2.3 贮存稳定性对比 这是因为一步法只采用普通的高速分散机，填充料图1是2种样品的热贮时间和挤出性关系曲线。将样 在搅拌过程中容易产生团聚，从而导致胶浆中出现较多品放在80 的电热鼓风干燥箱中，每24 h取样进行挤出 空穴，胶料固化时产生较大的内应力，且应力不能有效性测试，共7次。从图1看出，初始挤出性能（热贮前） 3 转移，甚至出现裂纹 ，导致密封胶的力学性能下降；而一步法要优于二步法。随着热贮时间的增加，一步法的 二步法在制备过程中采用真空和加热搅拌，因此填充料样品挤出性能下降幅度很大，而二步法虽有下降，但整 的混合更均匀，团聚现象很少产生，因此力学性能明显体趋势平稳。 研究报告及专论 研究报告及专论 研究报告及专论 学术论文 academic paper 粘接杂志社 上海电话湖北电话兼传真e-mail：zhanjzz 网址： 粘接杂志社 上海电话湖北电话兼传真e-mail：zhanjzz 网址： 072073 不同生产工艺对中性硅酮密封胶性能的影响 摘要：对一步混成法和二步法2种生产工艺对中性硅酮密封胶性能的影响进行研究对比。结果表 明，用二步法制备的硅酮密封胶的施工性、力学性能和贮存稳定性都要优于一步混成法。 关键字：中性；硅酮密封胶；一步法；二步法 + 中图分类号：tq436 .6 文献标识码：a 文章编号：1001-5922（2013）10-0072-03 111222 全文高 ，陈炳耀 ，胡小康 ，彭小琴 ，张胜芳 ，张 熠 （1.广东三和化工科技有限公司，广东 中山 528429；2.中山市阜和化工科技有限公司，广东 中山 528434） 中性硅酮密封胶按硫化种类可分为脱醇型、脱酮肟用一步法。但由于硅酮密封胶中添加了大量增塑剂和填 型，由于它在硫化过程中释放醇类、酮肟类等中性小分充料，一步法工艺生产的产品性能波动大，贮存稳定性 1 不佳，采用二步法可以改善这些不足。本文对2种生产工 子物质，具有无刺激性气味 、粘接性强、耐候性好、不 艺所制备硅酮密封胶性能进行研究对比。 会腐蚀金属材料等优点，而应用广泛。 目前中低档的硅酮密封胶由于具有较高的性价比， 在市场上占有相当大的比例。硅酮密封胶的生产工艺分1 实验部分 为一步法和二步法（也称基料法）。一步法具有生产周 期短、生产设备简单等特点，因此传统生产工艺主要采1.1 主要原材料及制备配方（见表1） 综述 特约专栏 译文 新专利 综述 特约专栏 译文 新专利 收稿日期：2013-05-13 作者简介：全文高（1971-），男，江西抚州人，汉族，工程师，主要从事硅酮密封胶的研究。 通讯联系人：胡小康，e-mail：hxkydx0905。 1.2 实验设备内，刮平后除去模框在标准条件下放置21 d，然后揭去pe膜 实验型强力分散机，qf-5，佛山市金银河机械设备制得试样，按gb/t 5311999采用邵尔a型硬度计试验； 有限公司；实验型压料机，ylj-5，佛山市金银河机械伸长率、拉伸强度：按标准试样使用拉力试验机测试； 设备有限公司；高速分散釜，nx-5，广东省佛山市诺星弹性恢复率：按gb/t 13477.172002试验； 机 械 设 备 有 限 公 司 ； 双 柱 拉 力 材 料 试 验 机 ， zl-贮存稳定性：利用热贮前后挤出性的变化表征贮存 稳定性。1009a，东莞市正蓝精密仪器有限公司。 1.4 生产工艺1.3 测试内容及方法 一步法：将室温硫化型硅橡胶与经高温烘干脱水的外观：目测； 填充料以及其他助剂一起加入强力分散机中，高速分散挤出性：按gb/t 13447.32003试验。采用聚乙烯 反应，一次混合为成品胶料。挤胶筒，胶筒长度为179 mm，内径为40.1 mm，挤出孔 二步法：先把室温硫化型硅橡胶与填充料、白矿油直径为14 mm，装填容量为177 ml，不安装挤胶嘴，气 等混合，在高速分散釜中真空搅拌，并加热脱除挥发分 压为0.340 mpa，测定将全部样品挤出的时间，精确到 制成基料；第2步，把制好的基料与其他助剂等材料在强 0.1 s，挤出时间越长表明挤出性越差。 力分散机中搅拌混合即为成品胶。 表干时间：按gb/t 13477.52003试验； 固化深度：使用固化深度板检测样品在标准条件下 24 h固化深度；2 结果与讨论 邵氏硬度：在pe膜上平放内框尺寸为150 mm80 mm（0.51.5）mm的金属模框，将试验样品挤注在模框2.1 施工性能对比（见表2） 序号 1 2 3 4 5 6 材料名称 ，-二羟基聚硅氧烷 石油树脂 交联剂 沉淀白炭黑 硅烷偶联剂 催化剂 质量分数/% 100 3040 2030 4050 510 25 供应商 浙江恒业成有机硅材料有限公司 清江石油化工有限责任公司 湖北晶涛化工 万载县辉明化工有限公司 荆州市江汉精细化工有限公司 罗斯化工有限公司 表1 主要原材料及制备配方 tab.1 main raw materials and formulation 注：表中数据为6个样品的平均值。 样品 一步法 二步法 外观 透明 透明 挤出性/s 6.3 7.3 表干时间/min 27 17 下垂度（垂直）/mm 0 0 固化深度/mm（24h） 4.1 6.1 表2 标准条件下2种工艺产品的施工性对比 tab.2 constructability comparison of products prepared by two processes at standard conditions 2 由表2可以看出，一步法和二步法产品的外观和下垂胶浆的表干时间和固化深度 。二步法制备的基料经过了 度没有差别；挤出性，一步法所制备的胶浆要优于二步真空、高温脱水，大大减少了其水分对表干时间和深层 法，但2者相差不大，对施工性能影响不大；表干时间和固化的影响。 固化深度，二步法要明显优于一步法。这是因为未经特2.2 力学性能对比（见表3） 殊工艺处理的填充料中一般含有结晶水，结晶水会影响 邵氏硬度/度 18 27 拉伸强度/mpa 0.48 0.73 伸长率/% 279 288 弹性恢复率/% 86.5 94.5 样品 一步法 二步法 注：表中数据为6个样品的平均值。 表3 标准条件下2种工艺的力学性能对比 tab.3 mechanical propertied comparison of products prepared by two processes at standard conditions 从表3可见，除了伸长率2者相近之外，硬度、拉伸改善。 强度和弹性恢复率，二步法均优于一步法。2.3 贮存稳定性对比 这是因为一步法只采用普通的高速分散机，填充料图1是2种样品的热贮时间和挤出性关系曲线。将样 在搅拌过程中容易产生团聚，从而导致胶浆中出现较多品放在80 的电热鼓风干燥箱中，每24 h取样进行挤出 空穴，胶料固化时产生较大的内应力，且应力不能有效性测试，共7次。从图1看出，初始挤出性能（热贮前） 3 转移，甚至出现裂纹 ，导致密封胶的力学性能下降；而一步法要优于二步法。随着热贮时间的增加，一步法的 二步法在制备过程中采用真空和加热搅拌，因此填充料样品挤出性能下降幅度很大，而二步法虽有下降，但整 的混合更均匀，团聚现象很少产生，因此力学性能明显体趋势平稳。 研究报告及专论 研究报告及专论 研究报告及专论 学术论文 academic paper 粘接杂志社 上海电话湖北电话兼传真e-mail：zhanjzz 网址： 粘接杂志社 上海电话湖北电话兼传真e-mail：zhanjzz 网址： 074075 研究报告及专论 综述 特约专栏 译文 新专利 综述 特约专栏 译文 新专利 the study of different production technology effect on neutral silicone sealant performance 111222 quan wen-gao ,chen bing-yao ,hu xiao-kang ,peng xiao-qin ,zhang sheng-fang ,zhang yi (1.guangdong sanvochemical industry technology co.,ltd.,zhongshan,guangdong 528429,china;2.guangdong fuvochemical industry co.,ltd.,zhongshan,guangdong 528434,china) abstract：the effect of the one-step process and two-stage process (base stock method) on the performance of the neutral silicone sealant was compared and studied.the results show that the constructability,mechanical properties and storage stability of the silicone sealant prepared by the two-stage process are superior to that for the one-step process. key words：neutral;silicone sealant;one-step process;two-step process 低气味高强度丙烯酸酯结构胶的研制 欧 静，薛纪东，钟汉荣 摘要：制备了一种低气味高强度快速固化丙烯酸酯结构胶。研究了不同单体、增韧剂等对结构胶 性能的影响。配方优化后的胶拉伸剪切强度22.8 mpa，初固时间：510 min。 关键词：低气味；高强度；丙烯酸酯结构胶 + 中图分类号：tq433.4 36 文献标识码：a 文章编号：1001-5922（2013）10-0075-03 （广州机械科学研究院有限公司，广东 广州 510700） 由于人们对环境和身体健康的日益重视, 对环保型胶n41，兰州石化；poly bd r45v，克雷威利；对羟基苯 粘剂的需求量逐渐增加。但是传统双组分丙烯酸酯胶粘甲醚，阻聚剂，国产试剂；磷酸酯，国产试剂；正丁醇- 剂的臭味严重影响施工现场的环境，而且对工人的皮苯 胺 缩 合 物 ， 工 业 品 ， 进 口 ； 异 丙 苯 过 氧 化 氢 肤、眼睛和呼吸道有刺激性。丙烯酸酯胶粘剂用量较大（chpo）， 工业品，阿克苏。 的一些扬声器制造厂家，已明确要求供应商降低胶粘剂 1.2 胶液的制备 1 的气味 ；笔记本外壳镁铝的粘接以及家电行业已大量使（1）将甲基丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸和橡胶， 用低气味丙烯酸酯结构胶，但市场几乎为国外垄断，因按比例投入双行星动力混合机中，高速搅拌至橡胶完全 此迫切需要研发环境友好的新型低气味丙烯酸酯结构胶。溶解； 本文制备了一种低气味高强度丙烯酸酯结构胶。研究了不 （2）将上述混合物分成a、b 2份，a组分加入阻聚 同单体、增韧剂等对胶液性能的影响。配方优化后制备的 剂和异丙苯过氧化氢；b组分加入促进剂、染料。 胶拉伸剪切强度22.8 mpa，初固时间：510 min。 1.3 性能测试 1）初固时间 将a、b组分按质量比11混合均匀，从混合开始时 1 实验部分 计时，观察混合胶液放热至失去粘性，记下所需时间为 初固时间。 1.1 主要原材料 2）拉伸剪切强度甲基丙烯酸-2-苯氧基乙酯、四氢呋喃甲基丙烯酸 酯，工业品，沙多玛化学公司；甲基丙烯酸，上海华将试片端部用砂纸打磨，并使铝片表面平整光亮,在 谊 ； n-220s，日 本 jsr；nipol1072，日 本 瑞 翁 ；使用前用有机溶剂清洗表面，晾干。将a、b组分以1 收稿日期：2013-07-02 作者简介：欧静（1983-），女，硕士，研发工程师，主要从事丙烯酸酯胶粘剂的研发工作。e-mail：364856702。 3 结语 中低档的中性硅酮密封胶，采用二步法生产，虽然 生产过程相对复杂，前期的设备投入较大，但制备的硅 酮密封胶无论是施工性、力学性能还是贮存稳定性都要 优于一步法，其优势是很明显的。 参考文献 1来国桥,等.有机硅化学与工艺m.北京:化学工业出版 社,2011.238. 2赵宜新,等.气相法白炭黑-多种功能纳米材料j.精细与 这主要是因为结晶水的含量是影响硅酮胶贮存性能专业化学品,2001(2):6-10. 的主要因素。二步法经真空加热，脱水较彻底，故贮存3陈亮,彭小琴,陈炳耀,等.表面湿法改性caso 晶须在 4 稳定性更好。rtv密封胶中的应用研究j.粘接,2012,33(3):52-56. 图1 2种工艺下样品的热贮时间和挤出性对比曲线 fig.1 comparison of extrudability vs. heat storage time curves for samples prepared by two processes 研究报告及专论 林产化学与工业（双月刊，1981年创刊），由中国林业科学研究院林产化学工业研究所、中国林学会林产化学化工分会共同 主办，为全国林产化工行业的学术类期刊。报道范围是可再生的木质和非木质生物质资源的化学加工与利用，包括生物质能源、生物 质化学品、生物质新材料、生物质天然活性成分和制浆造纸等，主要包括松脂化学、生物质能源化学、生物质炭材料、生物基功能高 分子材料、胶黏剂化学、森林植物资源提取物化学利用、环境保护工程、木材制浆造纸为主的林纸一体化和林产化学工程设备研究设 计等方面的最新研究成果。 本刊现被美国工程索引（