有機矽樹脂膠黏劑主要有矽樹脂型膠黏劑、矽橡膠型膠黏劑兩(liang) 大類,其中這倆(lia) 大類又包含機矽樹脂膠黏劑、有機聚合物改性矽樹脂膠黏劑、單組分室溫固化密封膠黏劑、雙組分室溫固化矽橡膠膠黏劑幾類,且用途極為(wei) 廣泛,下麵就和livevenu具體(ti) 的來了解一下!
一、有機矽樹脂膠黏劑的種類
1、矽樹脂型膠黏劑
製備矽樹脂的單體(ti) 是氯矽烷,通式為(wei) RxSiCl-x,以及氯氫矽烷,如RSiHCl2、R2SiHCI、RSiH2Cl等,R是單體(ti) 中的取代基如甲基、苯基、乙烯基等。烷基(芳基)氯矽烷經水解後,形成矽醇,矽醇可在堿或酸的催化下,進行陰離子或陽離子聚合而生成聚有機矽氧烷。以二官能的(CH2 )2SiCl2及三官能的CH3SiCl3共水解縮聚,可生成熱固性的矽樹脂。Si代表矽原子,R/Si的比值決(jue) 定了生成產(chan) 物的性質。當R/Si>2,生成低分子量矽油,R/Si=2時,生成線型彈性體(ti) ,R/Si<2時,生成矽樹脂。
矽樹脂對鐵、鋁和錫之類的金屬粘接性能好,對玻璃和陶瓷也容易粘接,但對銅的黏附力較差。純矽樹脂力學性能差,與(yu) 聚酯、環氧或酚醛等有機樹脂進行共聚改性,可獲得力學性能優(you) 良和耐高溫的樹脂,可用於(yu) 耐高溫結構膠。目前,常用的矽樹脂型膠黏劑主要是有機矽樹脂膠黏劑及用有機聚合物改性後的膠黏劑兩(liang) 大類。
(1)機矽樹脂膠黏劑
這一類膠黏劑是以矽樹脂為(wei) 基料,加入某些無機填料和有機溶劑混合而成,用以粘接金屬、玻璃鋼等。有機矽樹脂加熱到270℃以上,可進一步縮聚固化,固化物交聯密度高,性質硬脆。工業(ye) 上的應用是以有機矽樹脂二甲苯溶液作為(wei) 黏料,添加無機填料,組成黏性膠,然後在夾持壓力490kPa、270℃下固化3h。形成的接頭可耐高溫,能在400℃下長期使用,可用於(yu) 高溫環境下非結構部件的粘接和密封。
(2)有機聚合物改性矽樹脂膠黏劑
矽樹脂可用環氧樹脂、酚醛樹脂等改性,改性後的矽樹脂膠黏劑的性能見下表:
改性有機矽樹脂膠黏劑的性能
膠黏劑類型 | 固化條件 | 鋁-鋁剪切強度/MPa | 耐熱性(長期使用)/℃ |
純有機矽樹脂 | 壓力490kPa,270℃,3h | 7.9~8.7 | 400 |
環氧改性矽樹脂 | 常溫下加熱固化 | 14 | 300 |
聚酯改性樹脂 | 壓力98~196 kPa,室溫~120℃/1.5h再120~200℃/1h | 19.8 | 200 |
酚醛改性樹脂 | 壓力490 kPa ,200℃/3h | 12.0 | 350 |
2、矽橡膠型膠黏劑
矽橡膠是一種直鏈狀的、高分子量聚有機矽氧烷,相對分子量一般在148000 以上。按其固化方式分為(wei) 高溫硫化矽橡膠(HTV)和室溫硫化矽橡膠(RTV)。由於(yu) 高溫硫化,矽橡膠膠黏劑的粘接強度低,加工設備複雜,極大地限製了它的應用。室溫硫化矽橡膠除具有耐氧化、耐高低溫交變、耐寒、耐臭氧、優(you) 異的電絕緣性、耐潮濕等優(you) 良性能外,最大特點是使用方便。
矽橡膠具有很好的耐高低溫性,能在250~~300℃下長期使用,當添加適當的填充劑和高溫分散劑後,使用溫度可達375℃,並可耐瞬間數千度的高溫﹔而它的耐低溫性能也十分優(you) 異,它的脆化點可達―100℃,當分子中引入苯基後,可使玻璃化溫度降到一120℃。由於(yu) 矽橡膠分子中含有—Si—O—Si一且無不飽和鍵,從(cong) 而具有優(you) 良的耐氧、耐臭氧和耐紫外線照射性能。因此,長期在室外使用不發生龜裂。這樣使矽橡膠在通用橡膠不能應用的太空環境中能得到應用,其在室外使用可達20年。
矽橡膠具有卓越的電性能,介電強度高,功率因數和絕緣性能受溫度和頻率變化很小。在一個(ge) 很寬的溫度範圍內(nei) ,介電強度基本保持不變;在很大的頻率範圍內(nei) ,介電常數和介電損耗角正切值幾乎不變。矽橡膠的耐電暈性和耐電弧性也非常好,它的耐電暈壽命約是聚四氟乙烯的1000倍。介電性能為(wei) :介電強度20~25kV/mm,介電常數3~3.2,矽橡膠因具有優(you) 良的電性能可用作電線電纜的蒙皮材料。
在常溫下使用的有機矽橡膠膠黏劑可分為(wei) 單組分和雙組分兩(liang) 種:
(1)單組分室溫固化密封膠黏劑
由端羥基矽橡膠、交聯劑、填料及其他添加劑組成,在保證無水的情況下先把膠料封裝在不透潮氣的容器中,在這種隔絕水分的情況下可長期保存,隻要遇空氣中的水分就很快固化為(wei) 彈性矽橡膠,因此也稱為(wei) 濕固化矽橡膠密封劑。
(2)雙組分室溫固化矽橡膠膠黏劑
雙組分矽橡膠一般是以交聯劑和一部分生膠構成一個(ge) 組分,催化劑和另一部分生膠構成另一組分,兩(liang) 者分別混合存放,使用時才按比例混合調勻,即可室溫固化。雙組分室溫固化矽橡膠膠黏劑的兩(liang) 個(ge) 組分如何調配,需根據交聯劑與(yu) 聚合物、填料的反應性來決(jue) 定。既可把催化劑和交聯劑分開,也可將它們(men) 合在一起而與(yu) 生膠分開。典型的配方如下表所示。
雙組分室溫固化矽橡膠黏膠劑典型配方
甲分組 | 用量/質量份 | 乙組分 | 用量/質量份 |
正矽酸乙酯 | 2~10 | 端羥基聚二甲矽氧烷 填料 | 100 適量 |
二月桂酸二丁基錫 | 0.1~0.5 | ||
KH-550 | 0.5 |
二、有機矽膠黏劑的用途
有機矽膠黏劑具有多種用途,矽橡膠密封膠是目前世界上消耗量最大的一類密封膠,廣泛用於(yu) 飛機、汽車、雙層玻璃的密封、建築門窗嵌縫密封及電子封裝等方麵。用室溫硫化的腈矽橡膠、含氟矽橡膠等配製的膠黏劑具有突出的性能,它們(men) 在常溫和高溫下耐脂肪族、芳香族、氯經、噴氣燃料、酯類潤滑油、矽酸酯液壓油等,多用於(yu) 飛機整體(ti) 油箱以及飛機門窗、宇宙航行觀察窗等部位的密封,也用於(yu) 人造衛星的太陽能電池中矽光電池的粘接和透明表麵保護覆蓋玻璃的粘接。為(wei) 了便於(yu) 施工,矽橡膠密封膠一般做成室溫硫化型,分為(wei) 雙組分和單組分兩(liang) 種。雙組分室溫硫化密封膠的貯存穩定性好,硫化時間短,硫化速率可調節,但由於(yu) 需要現場混合,這在一定程度上影響了操作的方便性。而單組分矽橡膠密封膠則是把所有的配合劑配合在一起,依靠水分或加熱使膠層固化,從(cong) 而達到密封的目的,這在操作上更加方便、快捷。
有機矽建築密封膠具有卓越的抗紫外線和抗氣候老化性能,能在陽光、臭氧、雨、雪和惡劣的氣候環境中保持30年不撕裂、不龜裂、不變脆,不僅(jin) 具有極寬的使用溫度(一64~205℃),而且在很寬的溫度範圍內(nei) 具有百分之百的抗變形能力,因而在建築工業(ye) 得到了廣泛應用:可作為(wei) 嵌縫密封材料、防水堵漏材料、金屬窗框中鑲嵌玻璃的密封材料以及中空玻璃構件的密封材料等。
矽凝膠具有強度低而透明度高的特點,因此多用於(yu) 電子電器、電纜插頭、電子元件集合體(ti) 和固體(ti) 電路等的澆注灌封以及可控矽元件的表麵保護等方麵,既便於(yu) 被封裝元件的檢測和調換,也可以達到防震、防潮、防腐蝕的目的。而用高強度加成型矽橡膠封裝時,電子元件組合體(ti) 不需使用殼體(ti) ,可以大大減輕重量、縮小體(ti) 積。而阻燃型室溫硫化有機矽密封膠則可用於(yu) 顯像管的管基粘接密封、高壓元器件的澆注密封和電纜接頭等部位密封。
此外,由於(yu) 有機矽聚合的化學穩定性很高,且對人體(ti) 毒性極低,高分子量的有機矽橡膠包裝的液體(ti) 常用作人造乳房的填充物。同時,利用有機矽膠黏劑無毒性及與(yu) 機體(ti) 相容性好的特點,常用於(yu) 粘接血管、心髒、經絡等外科再植手術等方麵。