命(心H看料，2021,35(3):33-37
SILICONE MATERIAL 研究・开发
徐小刚，李书兵，杜斌，孙刚，陈泽雨
（湖北兴瑞硅材料有限公司，湖北宜昌443000）
摘要：以二甲基硅油和炭黑为主要原料制得炭黑型浆，探讨了二甲基硅油的催化体系、摩尔质量分布、姿基含量等对浆外观、细度、稠度、相对着力、挥发分质量分数等性能的影响。结果表明，二甲基硅油的催化体系对浆性能的影响较小；一次聚合二甲基硅油（摩尔质量分布较窄）制备的浆稠度大、光亮度高；当二甲基硅油原料二甲基环硅氧烷混合物中水质量分数不超过41X10一°时，制备的浆性能较佳；强基质量分数9.0%的低黏度强基硅油用量（质量分数）不超过0.1%时，对浆性能影响较小；由裂解料生产的硅油作分散剂时，浆外观颜不均、细度较大、光亮度灰暗、挥发分质量分数为1.25%。 关键词：硅胶浆，二甲基硅油，催化体系，摩尔质量分布，硅强基含量，稠度
中图分类号：TQ324.2+1文献标识码：A doi：10.11941/j.issn.1009-4369.2021.03.007
浆可广泛应用于建筑涂料、油墨和硅橡胶等行业，但不同行业对其性能要求各有差异UT。硅胶浆是以粉和分散剂等为主要原料制成的一种可赋予硅橡胶及其制品颜的功能性浆料[6_13]0硅胶浆已有一些专利公开易勇等人还探讨了炭黑型硅胶浆的表征方法问，朱轶丽等人则研究了浆对有机硅密封胶性能的影响[11_13]，但分散剂如二甲基硅油等对硅胶浆性能影响的研究较少O
高品质硅胶浆所用分散剂为相容性良好的聚硅氧烷，常用为二甲基硅油或端乙烯基硅油。二甲基硅油的主要性能指标包含外观、挥发分、黏度和闪点等，但市售二甲基硅油的上述性能表现参差不齐，且很少标记摩尔质量分布和硅轻基含量等指标。因此，由不同硅油制备的硅胶浆品质差异也较大。在采用不同粉的硅胶浆中，炭黑型硅胶浆用量最大、应用也最广。本实验以二甲基硅油和炭黑为主要原料制得炭黑型硅胶浆，探讨了二甲基硅油的催化体系、摩尔质量分布、径基含量等对浆外观、细度、稠度（流动性）、相对着力、挥发分质量分数等性能的影响，以期为炭黑型浆的生产提供参考。
1实验
1.1主要原料及仪器设备
二甲基硅油、瓮基硅油：规格及厂家见表1；炭黑：M880，卡博特（中国）投资有限公司；标准参比炭黑：3*，中橡集团炭黑工业研究设计院；亚麻仁油：4#，中橡集团炭黑工业研究设计院。
表1硅油品种及规格
Tab1Products and specifications of PDMS 硅油品种牌号黏度1来源
二甲基硅油KM-100100自产
二甲基硅油KM-350350自产
二甲基硅油KM-500500自产
二甲基硅油KM-10001000自产
轻基硅油KL-302)30自产
二甲基硅油AK350350厂家1
二甲基硅油PMX-200350厂家2
二甲基硅油KF-96350厂家3
二甲基硅油FLD H47V350350厂家4
二甲基硅油350L3>350厂家5
注：1）按HG/T2366—2015测试，下同；2）轻基质量分数9.0%；3）原料为裂解料。
高速分散机：SDF-550，佛山市通广机电
收稿日期：2020-09-14。
作者简介：徐小刚（1986-），男，硕士，工程师，主要从事有机硅产品研发、工艺开发和生产技术等工作。
E-mail：******************。
・34・第35卷
设备有限公司；三辐研磨机：ST65，常州市龙鑫智能装备有限公司；电热恒温鼓风干燥箱：DHG-9030A，上海一恒科学仪器有限公司；分析天平：BSA224S和BSA6202S，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；厚漆腻子稠度测定器: QCT，无锡建仪实验器材有限公司；刮板细度计：QXD-25和QXD-50，天津永利达实验室设备有限公司；对灯箱：Spectra Light QC，爱丽（上海）彩科技有限公司；黑度仪：MN -Bn，天津市其立科技有限公司。
1.2炭黑型硅胶浆的制备
浆基础配方为77份二甲基硅油和23份炭黑。按配方称取二甲基硅油和炭黑，先将二甲基硅油全部加入到分散机中，在400r/min条件下搅拌，同时少量多次将炭黑缓慢加入到硅油中，待炭黑加完，继续低速搅拌15min o然后开启高速搅拌，在2500r/min条件下搅拌25min，得到预分散物。将预分散物加入三辐研磨机，研磨2次，得到浆成品。
1.3性能测试及表征
外观：按GB/T14683—2003附录D测试；细度：按GB/T1724—2019，用试样勺将浆放入刮板细度计上斜槽最深处，样品量略多于斜槽空间，刮刀棱边垂直接触刮板表面，由斜槽深处向浅处拉过，立即观察并记录槽内显露大于1cm 划痕处的刻度线数值，重复测定5次，取算术平均值为结果。数值越小，表示炭粉在二甲基硅油中分散性越好；稠度：按ASTM F1080—2013，在（25±1）弋、相对湿度（65±5）%条件下，取一定体积浆，采用厚漆腻子稠度测定仪测试，读取试样在固定压力、60s条件下流展扩散的直径示数，表征胶料流动性，数值越大，表示浆流动性越好；挥发分质量分数：按HG/T2366-2015附录B测试；光亮度：在（25±1）弋、相对湿度（65±5）%、对灯D65光源照射条件下目测，表征表面明亮程度，光亮度从高到低表述为高、较高、一般、偏暗和灰暗共5个等级；相对着力：标样反射率与测试样反射率的比值，将标准参比3#炭黑、氧化锌和液体增塑剂（4#亚麻籽油）混
合所得糊状物研磨均匀，涂覆成厚度一致的薄膜，采用黑度仪测试上述标样的反射率R.并按相同方法测试浆的反射率S，标样与
浆反射率比值T=R/Sxl00%o T越大，表示浆着能力越强，使用时用量越少。
2结果与讨论
2.1二甲基硅油催化体系对浆性能的影响
分别采用磺酸型催化剂、氢氧化钾和四甲基氢氧化钱作催化剂合成350mm2/s的二甲基硅油，并用于浆的制备，测试了浆的外观、光亮度、细度、稠度等，结果见表2。
表2二甲基硅油催化体系对浆性能的影响
Tab2Effect of different catalytic system of PDMS
on properties of color paste
测试项目-
二甲基硅油催化体系
磺酸型催化剂氢氧化钾四甲基氢氧化鞍外观颜均匀颜均匀颜均匀
光亮度高高较高
细度/jxm121815
稠度/cm8.78.88.8
相对着力/%80.68281.8由表2可知，采用磺酸型催化剂、氢氧化钾和四甲基氢氧化鞍催化合成的硅油制备的浆，外观均匀、无颗粒，稠度和相对着力接近，表明原料二甲基硅油催化体系对其制备的浆性能影响较小。此外，采用四甲基氢氧化鞍为催化剂时，浆的光亮度较高。综合考虑，后续实验所用自产二甲基硅油均采用氢氧化钾催化体系。
2.2二甲基硅油摩尔质量分布对浆性能的影响
为了探讨不同摩尔质量分布的二甲基硅油对浆性能的影响，在替代简化摩尔质量分布表征的思路下，分别采用一次聚合硅油KM-350（样品1）、KM-100与KM-1000复配物（样品2）、KM-100与KM-500复配物（样品3）为分散剂，其制备的浆性能测试结果见表3 o
从表3可知，采用不同摩尔质量分布的硅油制备的浆，其外观和细度均较好，相对着力相近，但细
度、稠度等参数存在差异，具体表现为：一是采用一次聚合二甲基硅油样品制备的浆稠度最大、光亮度最好；二是采用不同规格二甲基硅油复配物制备的浆细度较高，稠度较小。这可能是因为硅油作为分散剂来分散炭黑
第3期
徐小刚等.二甲基硅油对硅胶浆性能的影响
• 35 •
表3二甲基硅油摩尔质量分布对浆性能的影响Tab 3 Effect of MW distribution of PDMS on properties of color paste
测试项目-
二甲基硅油种类"
样品1样品2样品3
外观
颜均匀颜均匀
颜均匀光亮度
高一般
一般
细度/pin 111922
稠度/cm
& 7& 2
8.1相对着力/%
81
80.7
80.8
注：1）样品2中KM -100与KM -1000复配质量
比为23：27，混合均匀后黏度为348 mm 2/s ；
样品3中KM-100与KM - 500复配质量比为
23：77，混合均匀后黏度为347 mm 2/s 0
表4 DMC 含水量对浆性能的影响
时，占比较多的较高摩尔质量聚合物对浆的增
稠作用会更明显，宏观表现为稠度更小、光亮度
更暗。综合考虑，后续实验均采用一次聚合二甲 基硅油KM-350作为分散剂。
2.3二甲基硅油硅轻基含量对浆性能的影响
二甲基硅油中硅径基含量很低（推测为10 ~6
级），硅径基的精确测试操作复杂、成本较高,
为了简化实验过程，采用以下两项模拟试验进行
研究。
模拟试验1：二甲基硅油中硅径基最主要的 来源是其合成原料二甲基环硅氧烷混合物
（DMC ）中的水分，因此，以二甲基硅油主要原
料DMC 含水量（质量分数）作为参考变量，测试
了其所得二甲基硅油制成的浆性能，结果见表4。
Tab 4 Effect of water content of DMC on properties of color paste
测试项目
DMC 含水量/10 f
20
41
65
93 112 155
外观
颜均匀
颜均匀
颜均匀
颜不均颜不均颜不均
光亮度
高
高
一般偏暗
灰暗
灰暗
挥发分质量分数/%
0.450.40.480. 380.450.42细度/|un 16
152437
43>50
稠度/cm
8.98.6& 3
87.67相对着力/%
81.081.2
80.7
84.3
86.5
87.9
从表4可知，当二甲基硅油原料DMC 的水 质量分数由20 x 10「°逐渐增大至155 x 10 f 时, 最终制得的浆外观由颜均匀逐渐转变为颜
不均，光亮度由高逐渐转变为灰暗，细度呈增大 趋势，稠度和相对着力逐渐减小。这可能是因 为原料DMC 的水质量分数越高，所制得的二甲
基硅油中的硅瓮基含量也相对更高，硅油中硅径
基可能与浆表面径基形成氢键或在高温下发生
缩合，宏观表现为：粉分散性不好，浆外观
颜不均、光亮度偏暗甚至灰暗，细度数值上
升，浆体系流动性变小即稠度数值变小。
综合考虑一次聚合硅油KM-350和上述模 拟试验1的结果，为了进一步探索二甲基硅油中 硅轻基含量对浆性能的影响，开展了二甲基硅
油外加低黏度径基硅油的研究。
模拟试验2：额外将一定量羟基含量9.0%
的低黏度轻基硅油KL-30添加到二甲基硅油中 制备浆，测试了浆的性能，结果见表5。
表5低黏度释基硅油质量分数对浆性能的影响
Tab 5 Effect of mass fraction of hydroxyl silicone fluid with low viscosity on properties of color paste
测试项目-
轻基硅油质量分数°/%
0.10.5 5.0
外观
颜均匀颜均匀颜均匀颜不均
光亮度高高一般灰暗
挥发分质量分数/%0. 420.450.53 1.58细度/吧
16
1722
46
稠度/cm & 78.6
& 3 6.4
相对着力/%
81. 181.383.786.3
注：1）轻基硅油占全部硅油的质量分数。
从表5可知，当外加低黏度轻基硅油的质量
分数由0增加至5.0%，浆的挥发分质量分数
•36•第35卷
逐渐增大，浆外观由颜均匀、光亮度高逐渐转换为颜不均、光亮度灰暗，细度由16“n 升至46jjim，稠度由8.7cm降至6.4cm，相对着力呈增大趋势。其中，挥发分的升高可能是由于低黏度羟基硅油中的低沸物质量分数较高所致。
根据表4和表5的试验结果可知，若所使用的原料二甲基硅油中硅羟基含量过高，与炭黑表面羟基形成氢键或在高温下发生缩合，可能会引起炭黑团聚，影响炭黑在二甲基硅油中的分散，导致产物中生成颗粒物，并发生细度增大和稠度变小等异常现象。综合考虑，当二甲基硅油的原料DMC中水质量分数不超过41X10~6，硅油中低黏度羟基硅油质量分数不超过0.1%时，制得的浆性能较佳。
2.4二甲基硅油品种对浆性能的影响
测试了采用自产和部分市售的350mm2/s 二甲基硅油制得的浆性能，结果见表6。
二甲基硅油牌号
表6不同牌号二甲基硅油对浆性能的影响
Tab6Effect of different brands of PDMS on properties of color paste
蚀口吵1=1
自产批次1自产批次2FLD H47V350KF-96PMX-200AK350350L 外观颜均匀颜均匀颜均匀颜均匀颜均匀颜均匀颜不均光亮度高高高高高高灰暗挥发分质量分数/%0.420.360.350.330.40.35 1.25
细度伽16131716121848
稠度/cm8.78.78.88.98.68.47.2
相对着力/%81.281.581.780.881.482.985.1
由表6可知，采用自产批次1、自产批次2、FLD H47V350、KF-96、PMX-200和AK350等6种二甲基硅油作为分散剂制备的浆性能均较好，颜均匀，挥发分质量分数小于0.50%，细度较小，各产物间性能的细微差异可能源于各自制备工艺和与炭黑适配性的不同。而采用由裂解料制得的二甲基硅油350L作为分散剂制备的浆各项性能与前述产物的差异较大，外观上颜不均，光亮度灰暗，细度较大，稠度较
小，相对着力较高，挥发分质量分数更高达1.25%。这可能是因为其中的硅径基及其它多官能团杂质含量较高所致。
3结论
二甲基硅油的催化体系对浆性能的影响较小；一次聚合二甲基硅油(摩尔质量分布较窄)制备的浆稠度大、光亮度高；当二甲基硅油原料二甲基环硅氧烷混合物中水质量分数不超过41x10-6时，制备的浆性能较佳；轻基质量分数9.0%的低黏度轻基硅油用量(质量分数)不超过0.1%时，对浆性能影响较小；由裂解料生产的硅油作分散剂时，浆外观颜不均、细度较大、光亮度灰暗、挥发分质量分数为1.25%。
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Influence of Polydimethylsiloxane on Performances of Silicone Color Paste
XU Xiao-gang,LI Shu_bing,DU Bin,SUN Gang,CHEN Ze_yu
(Hubei Xingrui Silicon Materials Co.,Ltd.,Yichang443000,Hubei)
Abstract:The carbon black color paste is prepared with PDMS and carbon black as the main materials, and then the catalytic system,molar mass distribution,and Si—OH content of PDMS are discussed on the appearance,fineness,consistency,relative color strength and mass fraction of the low-boiling residues and other properties of the color paste.The result show that the catalytic system of PDMS has little effect on the performance of the color paste；the color paste prepared by the first polymerization of PDMS(with a narrow molar mass distribution)has a large consistency and high brightness.When the mass fraction of water in PDMS does not exceed41x10_6,the prepared color paste has good performance.It had litde effect on the color paste when the amount of lowviscosity PDMS with the mass fraction of 9.0%(mass fraction of hydroxyl)does not exceed0.1%.When the silicone oil produced from the pyrolysis is used as dispersant,the color paste has uneven appearance,large fineness,grey brightness,and a volatile content of1.25%.
Keywords:silicone color paste,polydimethylsiloxane,catalytic system,molar mass distribution,content of Si—OH,consistency
埃肯有机硅发布车灯密封胶新品
为应对车灯粘接中的各项挑战，埃肯有机硅开发了一款高端车灯密封胶产品CAF™EA6931O 这是一款
单组分、脱醇型、即时可用的有机硅弹性体，其在室温下遇空气中的湿气可快速硫化，形成柔韧且牢固的粘接密封。
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CAF™EA6931同时还能用于各类电子产品的防水绝缘密封，如各类电子产品的防水、防尘、气密性等的粘接，普通照明以及LED照明灯具、汽车灯具等的粘接固定与密封；白家电、小家电等家电产品的粘接与密封，汽车电子、轨道交通、船舶等交通工具的电控线路板元器件绝缘粘接固定及结构件密封保护；通讯产品如手机密封粘接、填缝，线路板元器件粘接固定及机箱机柜密封，还有除玻璃、不锈钢、铝、有机玻璃、聚碳酸酯等一般材质外，亦适用于尼龙、聚丙烯等难粘材质的粘接，以及其它有耐候性要求以及户外使用设备的粘接与密封。
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