广东化工2015年第3期·46·www.gdchem第42卷总第293期脱醇型单组分密封胶的制备及粘附性能的研究
洗衣篓黄活阳，方铭中，杜江礼
(广东新展化工新材料有限公司，广东中山528403)
[摘要]文章研究制备脱醇型单组分硅橡胶，采用纳米碳酸钙填料进行补强，研究了碳酸钙的种类、用量对脱醇型硅橡胶性能的影响，结果表明脱醇型硅橡胶的拉伸强度随碳酸钙用量的增加而增大，在碳酸钙用量在130质量份时强度和粘度达到平衡最佳值，并研究了几种偶联剂对硅橡胶强度的影响，以及不同基材上的粘接性能。 [关键词]脱醇型；纳米碳酸钙；偶联剂；粘附性
[中图分类号]TQ[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2015)03-0046-02
Preparation and Adhesion Properties of One Component Dealcoholized Sealant
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Huang Huoyang,Fang Mingzhong,Du Jiangli
(Guangdong Xinzhan New Material Chemical Co.,Ltd,Zhongshan528403,China) Abstract:The paper aimed to prepare the dealcoholized one-component silicone sealant,using nano-sized calcium carbonate as reinforcement filler.The effects of different kinds and amount of calcium carbonates,different kinds of thixotropic agents using in the formula on the performance of sealant were researched.The results showed that the strength of the sealant increased with the amount of calcium carbonate,when the amount of calcium carbonate was130parts,it achieved best value and balance between strength and viscosity.And the effect of several kinds of coupling agent on the strength of silicone rubble and bonding properties on different sustrate were also studied
Keywords:dealcoholized；nano-sized calcium carbonate；coupling agent；bonding properties
单组分RTV硅橡胶以其优异的耐老化性，广泛应用于电子、机械及化工等行业。目前市场上常见的单组分RTV硅橡胶主要有脱醋酸型、脱醇型和脱酮肟型。脱醋酸型单组分RTV硅橡胶气味大、对金属有腐蚀性，脱酮肟型具有优良的耐热性和贮存稳定性，因而应用最为广泛[1]。但是脱酮肟型单组分RTV硅橡胶固化时放出一种令人不愉快的臭味，且对铜有腐蚀作用。
本文以硅烷偶联剂作为增粘剂加入单组分RTV硅橡胶之中，以改善脱醇型单组份硅橡胶的粘接性，研究了偶联剂对硅橡胶与常规基材与塑料基材粘接性能的影响。
1实验部分
1.1原料和仪器
端羟基聚二甲基硅氧烷(黏度80000mPa·s)，美国迈图；甲基硅油，唐山三友；甲基三甲氧硅烷，湖北新蓝天新材料有限公司；纳米碳酸钙CC-1，CC-2，市售；CC-3，日本竹园工业公司；N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(A-1120)，KH-550，工业级，湖北新蓝天新材料股份有限公司；专利型氨基硅烷，德固萨公司；低氨值氨基硅烷，迈图高新材料集团；钛酸酯催化剂，自制。 1.2主要测试仪器
电子万能拉力机UTM4503，深圳三思纵横科技有限公司；冲片机，东莞市华京鹰机械设备有限公司；精密烘箱，东莞科建检测仪器有限公司；行星搅拌机，苏州罗斯设备有限公司。
1.3实验方法
将端羟基聚二甲基硅氧烷、甲基硅油及其它助剂等按所需配比，加入行星搅拌机中，在高温、真空条件下脱水搅拌均匀，在物料温度降至室温后按顺序加入交联剂、粘附促进剂和催化剂等，抽真空搅拌均匀后用薄膜包覆物料，然后分装入密封瓶中。
哑铃片制法：将制得的脱醇型硅橡胶用胶注入厚度为2mm 的钢板模具中，刮平并分离模具，试样在标准条件(温度(23±2)℃，湿度(50±5)%RH)下硫化7d，之后用冲片机裁切哑铃片，选用Ⅰ型裁刀。
1.4分析与测试
哑铃片拉伸强度和拉断伸长率按照GB/T528-1998《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》的规定测试；粘接性能的测试：清洁测试基材表面，用聚乙烯薄膜覆盖住基材中间部位，用胶将密封胶挤出到薄膜及基材表面，并用刀具修整边角，使之成为长宽厚分别为100mm、20mmm、10mm的片状，并使片状胶体在长度方向的一半处在薄膜上，在室温下养护7天后，从薄膜一端处将胶剥离基材，往180°方向撕扯，观察破坏结果。2结果与讨论
2.1纳米碳酸钙的选择
纳米碳酸钙具有来源广泛，价格较低，补强填充效果显著等优点，是目前硅酮胶配方里用量最大的填料之一。本次试验选用三种典型的纳米钙。三种粉料的出厂品质数据如表1所示。
表1三种纳米碳酸钙的物性参数
Tab.1Physical parameters of three nano-sized calcium carbonates
CC1CC2CC3铜制品制作
粒径/nm6015~4080
比表面/(m2·g-1)12.1121.50.3g·mL-1
白度92.695.8/碳酸钙是目前密封胶产品配方中主要填料之一，可以用作硅橡胶的补强填料[2,3]。纳米碳酸钙粒径越小、比表面积越大，其补强作用越强，但粒径太小，或表面包覆处理剂不足时，混炼时“难吃粉”等问题[4]。表2为三种粉料的测试结果，拉伸强度方面，CC3在强度和柔韧性方面均表现优异，其强度与CC2相当，但伸长率却比CC2的高。
表2三种粉料的测试结果
Tab.2The test results of three fillers
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CC1CC2CC3拉伸强度/MPa 1.30 1.42 1.4
断裂伸长率/%715.3915.81025.02
注：8万基胶100质量份，甲基硅油25质量份，偶联剂0.5质量
份，催化剂2质量份，交联剂：6质量份，填料：130质量份
2.2偶联剂对硅酮胶的影响
表3不同偶联剂对脱醇型硅橡胶强度的影响
Tab.3The influence of different coupling agent on the strength of
dealcoholized silicone rubber
偶联剂类型拉伸强度/MPa拉断伸长率/%
氨基硅烷 1.45864.4
专利型氨基硅烷 1.421042.4
低氨值氨基硅烷 1.331016.2
双氨基硅烷 1.48980.2
空白试验 1.381058.5
注：8万基胶100质量份，甲基硅油25质量份，偶联剂0.5质量
份，催化剂2质量份，交联剂：6质量份，CC2：130质量份
本次试验选用了6款偶联剂进行试验，表3是不同偶联剂对醇型胶拉伸强度的影响。从表中可以看出大部分的偶联剂均能增
[收稿日期]2014-12-11
[作者简介]黄活阳(1974-)，男，抚州人，博士研究生，主要研究方向为有机硅材料。
2015年第3期广东化工
第42卷总第293期www.gdchem·47·
强醇型胶的拉伸强度，特别以双氨基硅烷最明显，其强度达到1.48 MPa，但是伸长率下降，普通的氨基硅烷同样如此，而专利型氨基硅烷却能在提高胶体强度的同时不会影响到醇型胶的拉断伸长率，显示了强度和韧性的平衡性。
2.3偶联剂对常规基材的粘附性测试
表4不同偶联剂对脱醇型硅橡胶粘接性的影响(常规基材)
WWW.02245.INFO
Tab.4The influence of ifferent coupling agent on the adherence performance of dealcoholized silicone rubber(conventional substrate)基材类型氨基硅烷专利型氨基硅烷低氨值氨基硅烷双氨基硅烷空白试验白玻100%CF100%CF100%CF100%CF100%CF 镀膜玻璃100%CF100%CF100%CF100%CF80%CF 铝材100%CF100%CF100%CF100%CF100%CF 铝材(有白漆膜)100%CF100%CF100%CF100%CF100%AF 注：8万基胶100质量份，甲基硅油25质量份，偶联剂0.5质量份，催化剂2质量份，交联剂：6质量份，CC2：130质量份
在前面试验的基础上，对制备出的胶用常规的粘结基材进行的简易的粘接性能测试试验，表4是试验测试结果。从表中可以看出，没有添加任何偶联剂的脱醇型硅酮胶对常见的基材如白玻、铝材均具有良好的粘附力，但对表面处理过的玻璃(镀膜)、铝材(漆膜)等粘接性欠佳，而添加了不同偶联剂的硅橡胶对各种常规基材均具有良好的粘接性能。
表5不同偶联剂对脱醇型硅橡胶粘接性的影响(塑料基材)
Tab.5The influence of different coupling agent on the adherence performance of dealcoholized silicone rubber(Plastic substrate)测试基材氨基硅烷专利型氨基硅烷低氨值氨基硅烷双氨基硅烷空白试验
ABS100%CF100%AF100%AF100%CF100%AF
PVC100%CF100%CF100%CF100%CF80%AF
PA100%CF100%CF100%CF100%CF100%AFzzcc面膜机
PC100%CF50%AF100%CF100%CF100%AF
注：8万基胶100质量份，甲基硅油25质量份，偶联剂0.5质量份，催化剂2质量份，交联剂：6质量份，CC2：130质量份
随着硅酮胶的应用性越来越广，接触到的基材也越来越多，本次试验选用ABS、PVC、PC等进行粘接试验，试验结果列于表5中。从测试结果来看，没有添加任何偶联剂的硅橡胶对测试的六种基材的粘接性较差，添加了偶联剂的胶均在不同程度上提高其对基材的适用性，具体来看，传统的氨基硅烷和双氨基硅烷对提高硅酮胶的粘接性具有很大作用，对四种塑料均具有一定的粘接性。专利型硅烷表现次之，除了ABS、PS外，对其余2种基材具有一定的粘接性。
3结论
(1)纳米碳酸钙CC1、CC2和CC3均能对脱醇型硅橡胶起补强作用，CC1的补强效果略差，CC3补强作用好，制的胶弹性最好，CC2综合性能优异。
(2)在脱醇型硅橡胶里添加偶联剂能明显的提高胶对基材的适用性，氨基硅烷和双氨基硅烷能明显提高硅橡胶对塑料基材的粘附性
参考文献
[1]黄应昌，吕正芸．弹性密封胶与胶黏剂[M]．北京：化学工业出版社，2003，210．
[2]Fukayama，Miy(Ichihara，JP)，Ishida，et al．Room temperature curable polyorganosiloxane composition containing spindle shaped calcium carbonate[P]．US4454262．
[3]Fujimato，Tetsuo(Ohta，JP)，Anzai，et al．Dealcoholization-type room temperature vulcanizing silicone rubber composition[P]．US5302648．[4]肖品东．纳米碳酸钙在建筑用硅酮密封胶中的应用[J]．无机盐工业，2009，41(5)：51-53．
(本文文献格式：黄活阳，方铭中，杜江礼．脱醇型单组分密封胶的制备及粘附性能的研究[J]．广东化工，2015，42(3)：46-47)
(上接第39页)
并流加入到NaHCO3溶液中，持续不断搅拌。调节两者加入速度，控制pH＝8.5。四次实验的温度分
别为55℃、70℃、80℃、90℃。，反应结束后，静置1h。抽滤，用纯水多次洗涤沉淀。将产品放入烘箱烘干，并观察各个产品的颜外观，称重计算产率(样品编号为9、10、11、12号)。表3列出反应温度对反应物的影响。
表3反应温度对反应物的影响
Tab.3The effect of reaction time on the reactant 试样编号温度/℃外观产率/%
955绿(发蓝)87.12
1070深绿88.62
1180深绿89.64
1290深绿83.59从表3可以看出，反应温度在80℃时，颜较好，产率最高。3结论
(1)由于碱式碳酸铜的溶解度较小，所以CuSO4溶液和Na2CO3溶液反应时，所得的产物是碱式碳酸铜。反应过程中，反应物的配比、pH和反应温度对反应产率都有影响。
(2)实验得出碱式碳酸铜的最佳制备条件为：nNa2CO3/nCuSO4＝1∶1，pH为8.5，温度为80℃。该实验条件下，制得的碱式碳酸铜外观好，产率最高。
参考文献
[1]宋力，刘小玉，王晓兰，等．碱式碳酸铜制备实验的改进探讨[J]．天津化工，2010，24(6)：30-32．
[2]陈秀宇，邱雪芬．碱式碳酸铜制备实验的改进探索[J]．福建师范大学福清分校学报，2007，(6)：44-46．
(本文文献格式：刘彦超．碱式碳酸铜合成方法的研究[J]．广东化工，2015，42(3)：39)
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