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LSR硅胶的主要成分
来源:贝智特网络 | 作者:db168cn | 发布时间: 2015-05-28 | 2891 次浏览 | 分享到:
LSR通常是由基础胶――聚甲基乙烯基硅氧烷生胶、交联剂――聚甲基氢硅氧烷、催化剂――过渡金属(如铂、镍、铑等)的络合物等组成,根据不同用途,还可添加其它填充剂,如气相法或沉淀法白炭黑、氧化铁、二氧化钛和炭黑等。为了制取透明级的LSR,也可加入硅树脂作为填充剂。LSR是由交联剂中的SiH基和基础胶中的Si-Cl=CH2基之间形成架桥而得到的一类硅橡胶弹性体。
1.1 基础胶
聚用基乙烯基硅氧烷生胶是LSR的基础胶。
LSR的生胶分子量分布较宽,一般从数千至10-20万。因为分子量小的组分可以降低粘度,分子量大的组分可以提高强度。
根据所需硫化胶的性能,聚甲基乙烯基硅氧烷生胶中乙烯基含量应控制在一定范围内。乙烯基含量太低,交联密度小,硫化胶性能差;反之,则交联密度过大,硫化胶变脆,伸长率、耐老化性能不好。聚甲基乙烯基硅氧烷生胶分子的端基为乙烯基时,有利于扩模和提高抗撕性能;聚甲基乙烯基硅氧烷生胶分子链间及两端均有一定量乙烯基时,交联时伴有分子模本身的增长,这能进一步提高硫化胶的物理机械性能。
1.2 交联剂
聚甲基氢硅氧烷是LSR的交联剂,其分子中直接与硅原子相连接的活性氢原子与基础胶――聚甲基乙烯基硅氧烷生胶中的乙烯基进行加成反应使生胶硫化。通常一个分子中至少有3个以上的≡SiH基团,方可使硫化胶网状结构的柔顺性和物理机械性能得到明显提高。在制备LSR时,要注意交联剂中硅氢基与基础胶中硅乙烯基的摩尔比,只有使它们相匹配,才能得到性能最佳的硫化胶。考虑到乙烯基的充分利用和硅氢键的损耗,一般以氢基稍过量为宜。
1.3 催化剂
元素周期表中第Ⅷ族过渡金属的络合物,对≡SiH与≡SiCH=CH2几乎都有加成催化作用,但在LSR中通常采用各种形式的铂及其化合物和络合物。目前主要使用均相催化剂,其中使用较普遍的是氯铂酸与链烯烃、环烷烃、醇、醛、醚等形成的络合物。因为这种催化剂具有很高的活性和选择性,但大部分活性较高,使胶料硫化过快,安全操作时间短。
若以金属铂计,铂催化剂用量的最低限度应为基础胶与交联剂总量的1×10-7。但考虑到因体系不纯而使铂中毒的情况,其实际用量一般为1×10-6-2×10-5,用量过高,既不经济,又增加抑制剂的用量。
1.4 抑制剂
聚甲基乙烯基硅氧烷生胶与填料、交联剂和催化剂混合之后就可以在室温反应。而胶料的混炼加工都需要一定时间,反应物若在操作中先期固化,就得不到所需的形状和性质。对于LSR更要求如此,故要求在硫化温度前几乎不进行催化反应,达到硫化温度后再迅速进行催化反应。抑制反应的方法通常是加入抑制剂。
抑制剂能与铂催化剂生成一定形式的络合体,影响反应平衡的移动。有效的抑制剂可以和胶料共同放置相当长的时间,只有加热到硫化温度才分解。抑制剂分两类,一类是作为添加剂加入胶料中,与铂作用阻滞其活性;另一类是事先制成具有抑制性配位体的络合物(复合催化剂),从而抑制铂的催化活性。使用较普遍的是相容性好的炔醇类化合物、含氮化合物、有机过氧化物等。一般加入量为基础胶质量的1%-5%。
1.5 填料
白炭黑作为LSR的补强填料,同混炼硅橡胶、缩合型硅橡胶一样,可使LSR的拉伸强度提高约40倍。
对于有较高的强度要求,又具有较好流动性的电子元器件灌封用胶料或制作模具用胶料,白炭黑的增粘性太高。使用能溶于基础聚合物的MQ型硅树脂作填料,可使LSR的粘度上升不显著而强度显著提高,并可以得到透明的弹性体。
1.6 其它配合剂
一般硅橡胶的配合剂都适用于LSR,适当选择配合剂是改善硫化胶性能的重要途径。例如,碱土金属、稀土元素和某些过渡金属的氧化物及这些金属的辛酸盐,可显著提高LSR的耐热性能;用氯铂酸催化剂或加入石英粉等阻燃填料,能提高阻燃性能;钛白粉、氧化铁、钴蓝、铬黄、氧化铝等着色剂可得到不同颜色的LSR;加入炭黑的LSR可用作半导体材料等。
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