透明脫醇型室溫硫化硅橡膠的研制

曾軍 章成奔 尹露露

摘 要： 以多烷氧基硅烷為封端劑，對(duì) α，ω -二羥基聚二甲基硅氧烷（107硅橡膠）進(jìn)行封端制得烷氧基封端的107硅橡膠，以此為基膠，加入交聯(lián)劑、鈦酸酯催化劑、氣相白炭黑、自制穩(wěn)定劑制備了一種透明脫醇型室溫硫化硅橡膠。研究了不同類型的封端劑以及用量、不同黏度的107硅橡膠、不同型號(hào)的氣相白炭黑、不同型號(hào)的鈦酸酯對(duì)脫醇型室溫硫化硅橡膠的性能和儲(chǔ)存穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：以乙烯基三甲氧基硅烷為封端劑、107硅橡膠（20 000 MPa·s ∶80 000 MPa·s=1 ∶1）為基礎(chǔ)聚合物、Tyzor9000鈦酸酯催化劑、卡博特LM-150氣相白炭黑制備的透明脫醇型室溫硫化硅橡膠外觀透明、拉伸強(qiáng)度達(dá)1.75 MPa、斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)415%，儲(chǔ)存期大于12個(gè)月。

關(guān)鍵詞： 多烷氧基硅烷；107硅橡膠；鈦酸酯催化劑；氣相白炭黑

中圖分類號(hào)： TQ333.93

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)： 1001-5922（2023）08-0035-03

Preparation of transparent dealcoholized RTV silicone rubber

ZENG Jun，ZHANG Chengben，YIN Lulu

（Ningbo Youhang New Materials Co.，Ltd.，Ningbo 315000，Zhejiang China）

Abstract： Siloxyl-terminated polydimethylsiloxane was prepared with ?α，ω -dihydroxy polydimethylsiloxane （107 silicone rubber） and polyalkoxysilane as the capping agent.Then it was used to prepare dealcoholized RTV silicone rubber adhensives by adding the cross-linking agent，titanate catalyst，fumed silica， self-compounded stabilizing agent into the alkoxy-terminated 107 silicone rubber.The influences of different types of the capping agents and their dosage，silicone rubber with different viscosity，different types of fumed silica and titanate catalyst on the properties and the storage stability of the silicone rubber were studied.

The results show that the dealcoholized rtv silicone rubber has a better transparency， reaches a tensile strength of 1.75 MPa and an elongation at break of 415% and has a storage period of over 12 months with the vinyl trimethoxysilane as the end capping agent， 107 rubber （20 000 MPa·s ∶80 000 MPa·s=1 ∶1） as the basic polymer， Tyzor9000 as the titanate catalyst， and Cabot LM-150 as the fumed silica.

Key words： polyalkoxysilane;107 silicone rubber;titanate catalyst;fumed silica

脫醇型硅酮密封膠在固化時(shí)不產(chǎn)生刺激氣味，對(duì)粘接材料無(wú)腐蝕作用，高低溫環(huán)境中能保持優(yōu)異的橡膠性能，是一類綜合性能較優(yōu)的硅酮密封膠[1-3]。透明硅酮密封膠是一種單組分、中性固化的優(yōu)質(zhì)密封膠，以其獨(dú)特的高透明度、優(yōu)異的觸變 性和高伸長(zhǎng)率等優(yōu)勢(shì)獲得了廣泛的認(rèn)可；然而，相對(duì)于常規(guī)的鈣粉填充的脫醇型硅橡膠而言，透明脫醇型膠產(chǎn)品因其在存儲(chǔ)、催化劑等方面的難題，而使其在研發(fā)與推廣方面受到了一定的阻礙[4]；因此，穩(wěn)定、性價(jià)比高的透明脫醇型產(chǎn)品一直都受各大硅酮密封膠廠商的追求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

α，ω -二羥基聚二甲基硅氧烷（107膠）（黏度20 000、80 000 MPa·s），道康寧；二甲基硅油（黏度100 MPa·s），道康寧；甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷，晨光新材；Tyzor9000、Tyzor726、Tyzor728，廣州堅(jiān)毅化工有限公司；LM-150氣相白炭黑，卡博特；V15、H15氣相白炭黑，瓦克；

1.2 儀器設(shè)備

實(shí)驗(yàn)型動(dòng)力混合機(jī)、DV-2T黏度計(jì)、萬(wàn)能電子拉力試驗(yàn)機(jī)、烘箱

1.3 ?烷氧基封端107硅橡膠的制備[5]

在實(shí)驗(yàn)型動(dòng)力混合機(jī)中加入1 000份的107硅橡膠、25份的多烷氧基硅烷、0.3份的催化劑，抽真空攪拌20 min，然后加入0.3份的中和劑，抽真空攪拌60 min，制得烷氧基封端的107硅橡膠。

1.4 脫醇型硅橡膠的制備

在實(shí)驗(yàn)型動(dòng)力混合機(jī)中加入1 500份的烷氧基封端的107膠、200份的二甲基硅油、40份的甲基三甲氧基硅烷，抽真空攪拌10 min；之后加入50份的鈦催化劑，真空攪拌20 min后再加入160份的氣相白炭黑，真空攪拌10 min，最后加入穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑，真空攪拌10 min即得透明脫醇型硅橡膠。

1.5 性能測(cè)試

拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率：按GB/T 528—2009進(jìn)行測(cè)試；

表干時(shí)間：按國(guó)標(biāo)GB/T 13477.5—2017測(cè)試；

擠出性：按國(guó)標(biāo)GB/T 13477.4—2017測(cè)試；

黏度：按 GB/T 2794—2013測(cè)試；

貯存穩(wěn)定性：將制備的硅橡膠封裝好后，在70 ℃烘箱中放置7 d，然后測(cè)試各項(xiàng)性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 ??封端劑的種類對(duì)制備的封端107膠穩(wěn)定性的影響

封端劑的種類對(duì)制備的封端107膠穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，選用四甲氧基硅烷作為封端劑制備的封端107膠在70 ℃加速老化后出現(xiàn)黏度增大，穩(wěn)定性變差，而選用甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷作為封端劑制備的封端107膠老化前后黏度無(wú)明顯變化，穩(wěn)定性較好。因此，選用的封端劑為乙烯基三甲氧基硅烷。

2.2 ??封端劑的用量對(duì)制備的封端107膠穩(wěn)定性的影響

封端劑的用量對(duì)封端107膠穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如表2所示。

由表2可知，當(dāng)封端劑的量不足時(shí)，封端出的107膠在儲(chǔ)存過(guò)程中黏度增大，說(shuō)明封端不夠完全，未反應(yīng)完全的107膠中的羥基與甲氧基在繼續(xù)反應(yīng)，導(dǎo)致封端產(chǎn)物的黏度增大；當(dāng)增大封端劑的用量，封端反應(yīng)比較完全，制備的封端107膠的穩(wěn)定性比較好，從表2可以看出，當(dāng)封端劑的用量大于25份時(shí)，制備的封端107膠的穩(wěn)定性就已經(jīng)不錯(cuò)，再繼續(xù)加大封端劑的用量，對(duì)制備的封端107膠的穩(wěn)定性影響不大。綜合考慮，封端劑的用量選用25份時(shí)比較合適。

2.3 ???不同黏度的107膠對(duì)硅橡膠性能的影響

不同黏度的107膠對(duì)硅橡膠性能的影響，結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，隨著107膠黏度的增大，膠的強(qiáng)度逐漸降低，斷裂伸長(zhǎng)率逐漸上升，擠出逐漸降低，這是因?yàn)轲ざ鹊偷?07膠分子量小、羥基含量高、活性相對(duì)較高，交聯(lián)密度大，制備的硅橡膠的拉伸強(qiáng)度就會(huì)高，伸長(zhǎng)率會(huì)降低，隨著107膠黏度的增大，膠的分子量逐漸增大，羥基含量逐漸降低，制備的膠的拉伸強(qiáng)度就會(huì)逐漸降低，斷裂伸長(zhǎng)率會(huì)逐漸上升，同時(shí)膠的擠出會(huì)下降。綜合考慮，本文選用黏度按20 000 ∶80 000=1 ∶1配比的107膠。

2.4 ??不同型號(hào)鈦酸酯對(duì)硅橡膠性能的影響[6]

不同型號(hào)鈦酸酯對(duì)硅橡膠性能的影響，結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，不同型號(hào)的鈦酸酯對(duì)膠的性能還是有影響的，如果只從力學(xué)性能和儲(chǔ)存穩(wěn)定性考慮，選用726鈦酸酯最合適，而如果要考慮外觀的話，選用Tyzor9000鈦酸酯更合適。因此，可以根據(jù)用途來(lái)選擇合適的鈦酸酯。

2.5 ?不同型號(hào)氣相白炭黑對(duì)硅橡膠性能的影響

不同型號(hào)氣相白炭黑對(duì)硅橡膠性能的影響，結(jié)果如表5所示。

從表5可以看出，不同型號(hào)的氣相白炭黑對(duì)硅橡膠的性能有影響，上述3種型號(hào)的氣相白炭黑的比表面積都是150 m2/g，其中H15為表面處理過(guò)的疏水型氣相白炭黑，V15、LM-150為親水型氣相白炭黑；添加疏水型氣相白炭黑H15制備的硅橡膠透明度相對(duì)更高、擠出性更好，而添加親水型氣相白炭黑V15制備的硅橡膠伸長(zhǎng)率相對(duì)更好、擠出適中，添加LM-150制備的硅橡膠拉伸強(qiáng)度更好、擠出相對(duì)偏低。因此，可以根據(jù)使用要求選擇合適的氣相白炭黑。

3 結(jié)語(yǔ)

以乙烯基三甲氧基硅烷作為封端劑，對(duì)黏度為20 000 MPa·s ∶80 000 MPa·s=1 ∶1的107硅橡膠進(jìn)行封端制得封端107膠。以此為基膠，加入交聯(lián)劑、氣相白炭黑、鈦酸酯、穩(wěn)定劑和偶聯(lián)劑制得透明脫醇型室溫硫化硅橡膠；選用Tyzor9000鈦酸酯制得的硅橡膠透明度和耐黃變最好、選用LM-150氣相白炭黑和726鈦酸酯制得的硅橡膠強(qiáng)度最高；但膠顏色偏黃，選用H15疏水性氣相白炭黑制備的硅橡膠外觀和擠出最好。綜合考慮，最終選用Tyzor9000鈦酸酯、LM-150氣相白炭黑制得的硅橡膠拉伸強(qiáng)度達(dá)到1.75 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為415%，外觀透明、儲(chǔ)存期較好。

【參考文獻(xiàn)】

［1］ ?幸松民，王一璐. 有機(jī)硅合成工藝及產(chǎn)品應(yīng)用［M］北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：614-648.

[2] 黃應(yīng)昌，呂正蕓.彈性密封膠與膠粘劑［M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[3] 沈春林，蘇立榮，李芳，等.建筑防水密封材料［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[4] 何業(yè)明，張銀華，趙勇剛，等.烷氧基封端聚硅氧烷及其脫醇型RTV-1硅橡膠的研制［J］.有機(jī)硅材料，2013，27（3）：175-181.

[5] 黃文潤(rùn).單組分室溫硫化硅橡膠的配制（三）[J].有機(jī)硅材料，2002，16（6）：36-44.

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