单组分缩合型室温硫化硅橡胶硫化体系技术解析与应用技术.ppt

单组分缩合型室温硫化硅橡胶硫化体系技术解析与应用技术姜承永,单组分缩合型室温硫化硅橡胶硫化体系技术解析与应用技术,1前言2单组分室温硫化硅橡胶的组成结构和硫化机理2.1基本生产流程2.2基础胶料聚合物的化学组成及其高分子结构2.3硫化反应机理3硫化体系技术解析3.1交联剂3.2催化剂3.3生产过程的黏度高峰现象及处理对策4应用技术,前言,简单介绍单组分室温硫化硅橡胶生产过程的基本化学反应。着重解析单组分室温硫化硅橡胶聚合物的组成与硫化机理，期望有助于完善生产技术和指导应用技术的改进。,单组分室温硫化硅橡胶的组成结构和硫化机理,基本生产流程,硅橡胶生产过程中基础聚合物的化学转变,脱醇型硅橡胶的预缩合反应,硫化反应机理,单组分缩合型室温硫化硅橡胶的交联硫化必需有水参与反应。在催化剂存在下，混合胶料中的四官能遥爪有机硅聚合物吸收适量水份，聚合物的部分反应活性端基水解生成硅羟基，这部分硅羟基再与尚未水解的反应活性端基发生缩合反应，脱去缩合反应生成的低分子物。水解缩合脱低分子物连锁反应逐步进行，最终形成有机硅聚合物的交联网络，实现硅橡胶的交联硫化。,硫化反应示意,硫化体系,交联剂通常采用三官能的反应活性有机硅烷作为硅橡胶的交联剂，它们与基础有机硅聚合物预缩合反应后生成,-四官能聚合物。在硅橡胶的配制组分中，部分交联剂参与预缩合反应，此外还有相当量过剩的交联剂，这部分具有反应活性的小分子有机硅烷组分也是单组分室温硫化硅橡胶不可缺少的组分之一。与高分子链的基础胶料聚合物相比较，小分子交联剂的化学反应性能相对更为活泼，在产品包装等可能接触微量水份的过程中，它会优先与微量水份反应，从而起到水份清除剂的作用，避免硅橡胶包装过程的早期交联；在硅橡胶贮存过程中它将发挥稳定剂的作用。,不同交联剂的水解生成热及对应的活性度,交联剂,在单组分硅橡胶中交联剂的浓度与硅橡胶的贮存稳定性和后续硫化速度有明显影响。当交联剂低于某临界浓度时，因为低浓度的交联剂不足以使硅橡胶聚合物形成交联网络，这时硅橡胶料无论是否接触潮气都不会交联硫化。必需有适当的交联剂浓度才能保证硅橡胶正常的交联硫化反应速度；但是如果交联剂浓度过大，在硅橡胶料接触空气中的潮气时，大量过量的交联剂将优先消耗水份，即延迟了硅橡胶的正常交联反应，因而会使硅橡胶的交联硫化速度明显减慢。,交联剂及其浓度对于硫化情况和凝胶化时间的影响,催化剂,在单组分缩合型室温硫化硅橡胶配伍组分中，大多要应用催化剂。在预缩合反应过程中，催化剂促进交联剂与基础有机硅聚合物的预缩合反应，进而生成,-四官能聚合物；在硅橡胶硫化过程中，催化剂促进硅橡胶聚合物活性端基的水解和缩合反应，从而实现硅橡胶的交联硫化。常用的催化剂主要是有机锡化合物及钛化合物，其中，锡化合物催化剂主要是有机羧酸锡及有机锡螯合物；钛化合物催化剂主要是钛酸酯及钛的螯合物；还经常使用混合催化剂体系。,黏度高峰现象及处理对策,应用钛酸酯催化缩合反应配制脱醇型硅橡胶的过程中，常常出现黏度高峰现象：在已经过干燥处理的基础硅橡胶膏状物中，加入交联剂甲基三甲氧基硅烷和催化剂钛酸酯螯合物，搅拌混合后，反应混合物通常要经历物料黏度骤升的一段时间，在工业生产中，有时要被迫停止反应釜的搅拌。反应物料的黏度高峰对应于预缩合反应中间阶段的“短暂交联状态”。,正常进行的预缩合反应生成的线型聚合物与配胶过程中生成的“短暂交联状态”聚合物,黏度高峰消除反应过程,解决黏度高峰的技术路径,将脱水后的硅橡胶基础聚合物缓慢加入到交联剂和催化剂混合物中，可缓和或避免黏度高峰。但是需要提及，采用反向加料的操作工艺，应注意设备低料位的搅拌效果。如果仍采用将交联剂和催化剂加入胶料中的常规加料顺序，则应快速滴加交联剂。,应用技术,正确选择硅橡胶类型依据胶料腐蚀性、硫化速度、粘接性能、机械强度等参考因素进行综合优选。必需有水参与反应硅橡胶才能硫化不适宜深层灌封；硫化反应由表及里逐步硫化。过量多水会导致硅橡胶硫化不完全或不硫化硅橡胶硫化过程释放低