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LSR硅膠的主要成分
來源:貝智特網絡 | 作者:db168cn | 發布時間: 2015-05-28 | 3001 次瀏覽 | 分享到:
LSR通常是由基礎膠――聚甲基乙烯基硅氧烷生膠、交聯劑――聚甲基氫硅氧烷、催化劑――過渡金屬(如鉑、鎳、銠等)的絡合物等組成,根據不同用途,還可添加其它填充劑,如氣相法或沉淀法白炭黑、氧化鐵、二氧化鈦和炭黑等。為了制取透明級的LSR,也可加入硅樹脂作為填充劑。LSR是由交聯劑中的SiH基和基礎膠中的Si-Cl=CH2基之間形成架橋而得到的一類硅橡膠彈性體。
1.1 基礎膠
聚用基乙烯基硅氧烷生膠是LSR的基礎膠。
LSR的生膠分子量分布較寬,一般從數千至10-20萬。因為分子量小的組分可以降低粘度,分子量大的組分可以提高強度。
根據所需硫化膠的性能,聚甲基乙烯基硅氧烷生膠中乙烯基含量應控制在一定范圍內。乙烯基含量太低,交聯密度小,硫化膠性能差;反之,則交聯密度過大,硫化膠變脆,伸長率、耐老化性能不好。聚甲基乙烯基硅氧烷生膠分子的端基為乙烯基時,有利于擴模和提高抗撕性能;聚甲基乙烯基硅氧烷生膠分子鏈間及兩端均有一定量乙烯基時,交聯時伴有分子模本身的增長,這能進一步提高硫化膠的物理機械性能。
1.2 交聯劑
聚甲基氫硅氧烷是LSR的交聯劑,其分子中直接與硅原子相連接的活性氫原子與基礎膠――聚甲基乙烯基硅氧烷生膠中的乙烯基進行加成反應使生膠硫化。通常一個分子中至少有3個以上的≡SiH基團,方可使硫化膠網狀結構的柔順性和物理機械性能得到明顯提高。在制備LSR時,要注意交聯劑中硅氫基與基礎膠中硅乙烯基的摩爾比,只有使它們相匹配,才能得到性能最佳的硫化膠??紤]到乙烯基的充分利用和硅氫鍵的損耗,一般以氫基稍過量為宜。
1.3 催化劑
元素周期表中第Ⅷ族過渡金屬的絡合物,對≡SiH與≡SiCH=CH2幾乎都有加成催化作用,但在LSR中通常采用各種形式的鉑及其化合物和絡合物。目前主要使用均相催化劑,其中使用較普遍的是氯鉑酸與鏈烯烴、環烷烴、醇、醛、醚等形成的絡合物。因為這種催化劑具有很高的活性和選擇性,但大部分活性較高,使膠料硫化過快,安全操作時間短。
若以金屬鉑計,鉑催化劑用量的最低限度應為基礎膠與交聯劑總量的1×10-7。但考慮到因體系不純而使鉑中毒的情況,其實際用量一般為1×10-6-2×10-5,用量過高,既不經濟,又增加抑制劑的用量。
1.4 抑制劑
聚甲基乙烯基硅氧烷生膠與填料、交聯劑和催化劑混合之后就可以在室溫反應。而膠料的混煉加工都需要一定時間,反應物若在操作中先期固化,就得不到所需的形狀和性質。對于LSR更要求如此,故要求在硫化溫度前幾乎不進行催化反應,達到硫化溫度后再迅速進行催化反應。抑制反應的方法通常是加入抑制劑。
抑制劑能與鉑催化劑生成一定形式的絡合體,影響反應平衡的移動。有效的抑制劑可以和膠料共同放置相當長的時間,只有加熱到硫化溫度才分解。抑制劑分兩類,一類是作為添加劑加入膠料中,與鉑作用阻滯其活性;另一類是事先制成具有抑制性配位體的絡合物(復合催化劑),從而抑制鉑的催化活性。使用較普遍的是相容性好的炔醇類化合物、含氮化合物、有機過氧化物等。一般加入量為基礎膠質量的1%-5%。
1.5 填料
白炭黑作為LSR的補強填料,同混煉硅橡膠、縮合型硅橡膠一樣,可使LSR的拉伸強度提高約40倍。
對于有較高的強度要求,又具有較好流動性的電子元器件灌封用膠料或制作模具用膠料,白炭黑的增粘性太高。使用能溶于基礎聚合物的MQ型硅樹脂作填料,可使LSR的粘度上升不顯著而強度顯著提高,并可以得到透明的彈性體。
1.6 其它配合劑
一般硅橡膠的配合劑都適用于LSR,適當選擇配合劑是改善硫化膠性能的重要途徑。例如,堿土金屬、稀土元素和某些過渡金屬的氧化物及這些金屬的辛酸鹽,可顯著提高LSR的耐熱性能;用氯鉑酸催化劑或加入石英粉等阻燃填料,能提高阻燃性能;鈦白粉、氧化鐵、鈷藍、鉻黃、氧化鋁等著色劑可得到不同顏色的LSR;加入炭黑的LSR可用作半導體材料等。
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