由于生产工艺的要求,原料107硅橡胶的pH应控制在5}7范围内。研究表明,随着107硅橡胶pH降低,氯丁密封胶的拉断时间会缩短,挤出性、湿热稳定、拉伸性及粘接性能均有所下降,硬度则变化不明显;同时,将预聚物的pH调控在6}7左右,有助于确保密封胶具备更佳的贮存稳定性与耐老化性。因此,在有机硅密封胶的研发与生产过程中,原材料107硅橡胶的pH是一项至关重要的指标参数,若pH过低,严重时可能导致产品报废。
氯丁密封胶使用的交联剂主要有烷氧基硅烷、乙酞氧基硅烷、肪基硅烷、丙酮基硅烷、酞胺基硅烷、胺基硅烷和乳酸基硅烷。其结构通式可表示为R乃iY,其中n=3或4;R为烷基;Y为可水解基团。
单/双组分包装缩合型氯丁密封胶的固化机制如图所示。对于单组分室温硫化硅橡胶,其交联剂首先与空气中的水分发生水解反应,生成小分子硅醇。随后,硅醇中的Si-OH与端经基聚二甲基硅氧烷链段上的Si-OH发生缩合反应,形成Si-O-Si三维网络结构,最终交联为弹性体。对于双组分室温硫化硅橡胶,B组分通常为固化剂,其组成与单组分体系类似,但一般不含硅醇封端的聚合物及补强填料。这些组分通常存在于A组分中,A组分常被称为“基料”。由于采用双组分独立包装,通常无需额外进行封端和水分清除处理。当A组分与B组分混合后,固化过程将在材料内部开始,其固化深度通常与扩散过程无关。交联剂的种类(活性)与复配比例对氯丁密封胶的性能具有重要影响。
交联剂的种类(活性)对氯丁密封胶性能的影响
各种交联剂的特性和优缺点,如表所示。氯丁密封胶中不同硅烷交联剂的固化速率主要取决于其可水解官能团的反应活性以及是否具备自催化作用。胺基硅烷由于分子中含有碱性胺基,能够催化缩合反应,固化速率极快,但其副产物腐蚀性较强、气味明显,目前应用较少。乙酞氧基硅烷固化迅速,原因在于其水解生成的乙酸可形成酸性自催化环境,对玻璃、金属等基材粘接性能优良,但会对碱性基材产生腐蚀。肪基硅烷和丙酮基硅烷同属快速固化型交联剂,其中肪基体系(如酮肪型)呈中性,对基材较为友好,但副产物甲乙酮肪(MEMO)具有一定毒性。丙酮基体系毒性较低,但与部分塑料存在相容性问题。乳酸基硅烷作为新型环保体系,固化速率中等且副产物毒性低,适用于室内场景。酞胺基硅烷同样具有中等固化速率,在潮湿混凝土等碱性基材上表现出优异的湿态粘接性能。烷氧基硅烷的固化速率最慢,需依赖催化剂作用,但其基材适应广、副产物环境友好、储存稳定性高,已成为当前通用型密封胶的主流选择。总体而言,交联剂的发展趋势是向更安全、低气味的绿色方向(如烷氧基、乳酸基体系)演进,以实现性能与环保的平衡。http://www.sdyuantai.net/