东莞品尚有机硅新材料公司硅胶知识培训

1、东莞品尚有机硅新材料公司硅胶知识培训目录 硅胶的认识 硅胶的分类 硅胶配方举例 硅胶的混炼 硅胶的硫化第二页，共17页。硅橡胶，英文名：硅橡胶，英文名：Silicone rubber，是一种分子链兼具有无机和有机性质的高分，是一种分子链兼具有无机和有机性质的高分子弹性材料。子弹性材料。 硅胶的分子结构由硅原子和氧原子交替组成（硅胶的分子结构由硅原子和氧原子交替组成（-SI-O-SI-），无双键，硅氧），无双键，硅氧键键能比一般橡胶的碳键键能比一般橡胶的碳-碳键结合键能要大得多，因此比其他高分子材料就有更碳键结合键能要大得多，因此比其他高分子材料就有更好的高低温稳定性以及耐辐照和耐候能力。其自然

2、环境下的使用寿命可达几十好的高低温稳定性以及耐辐照和耐候能力。其自然环境下的使用寿命可达几十年。年。 在众多的合成橡胶中，硅橡胶是在其中的佼佼者。硅胶具有无味无毒，在众多的合成橡胶中，硅橡胶是在其中的佼佼者。硅胶具有无味无毒，不怕高温和抵御严寒的特点，还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗不怕高温和抵御严寒的特点，还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等。这些化学稳定性让硅胶成为人造器官的老化性以及防霉性、化学稳定性等。这些化学稳定性让硅胶成为人造器官的理想材料。理想材料。第三页，共17页。 1.卓越的耐高、低温性卓越的耐高、低温性 硅橡胶具有最宽广的工作温度范

3、围（硅橡胶具有最宽广的工作温度范围（-100350），硅橡胶耐高温密闭老），硅橡胶耐高温密闭老化性能很差，即在隔绝空气，特别是有水同时存在时，会引起硅橡机械强度的化性能很差，即在隔绝空气，特别是有水同时存在时，会引起硅橡机械强度的迅速下降，甚至裂解成低分子物。迅速下降，甚至裂解成低分子物。2.优异的耐臭氧老化，耐氧老化，耐候老化性能优异的耐臭氧老化，耐氧老化，耐候老化性能 硅橡胶胶硫化胶在自由状态下置于室外曝晒数年后，性能无显著变化。硅橡胶胶硫化胶在自由状态下置于室外曝晒数年后，性能无显著变化。3.优良的电绝缘性能优良的电绝缘性能 燃烧后生成的二氧化硅仍为绝缘体，它的耐电晕性和耐电弧性极为良好

4、。燃烧后生成的二氧化硅仍为绝缘体，它的耐电晕性和耐电弧性极为良好。4.特殊的表面性能和生理惰性特殊的表面性能和生理惰性 硅橡胶的表面能比大多数有机材料低，因此，它具有低吸湿性，长期浸于水硅橡胶的表面能比大多数有机材料低，因此，它具有低吸湿性，长期浸于水中其吸水率公仅，物理机械性能不下降，防霉性能良好，此外，它对材料中其吸水率公仅，物理机械性能不下降，防霉性能良好，此外，它对材料不粘，可起隔离作用。硅橡胶无味，无毒，对人体无不良影响。不粘，可起隔离作用。硅橡胶无味，无毒，对人体无不良影响。第四页，共17页。5.高透气性高透气性 室温下对室温下对N2，O2和空气的透过量比和空气的透过量比NR高高3

5、040倍，它还具有对气体渗倍，它还具有对气体渗透的选择性能，对透的选择性能，对2的透过性是的透过性是N2 1倍。倍。6.耐油性耐油性 对脂肪族，芳香族和氯化烃类溶剂，石油基的各种燃料油，润滑对脂肪族，芳香族和氯化烃类溶剂，石油基的各种燃料油，润滑油，液压油等在常温和高温下稳定性很好，对乙醇，丙酮等有很好抗油，液压油等在常温和高温下稳定性很好，对乙醇，丙酮等有很好抗耐性。耐性。 第五页，共17页。有机硅的分类有机硅主要分为： 1. 硅橡胶 2. 硅树脂 3. 硅油按成型工艺分为: 1.室温型 2.热硫化型单组份室温型单组份室温型双组份室温型双组份室温型第六页，共17页。 单组分室温硫化硅橡胶单组

6、分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与单组分室温硫化硅橡胶单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与空气中的水分发生作空气中的水分发生作用而硫化成弹性体用而硫化成弹性体。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度，提高环境的温度和湿度，都能使硫化过程加快。单组分室温硫化和硅橡胶层的厚度，提高环境的温度和湿度，都能使硫化过程加快。单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性，以及耐热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性，以及耐热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气等性能。它们在等性能。它们在-6

7、0200范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热，范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热，固化后收缩率小，对材料的粘接性好。单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便，固化后收缩率小，对材料的粘接性好。单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便，但由于它的硫化是依懒大气中的水分，使硫化胶的厚度受到限制，只能用于但由于它的硫化是依懒大气中的水分，使硫化胶的厚度受到限制，只能用于需要需要6毫米以下厚度的场合。单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐毫米以下厚度的场合。单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进行的，胶层越厚，固化越慢。渐往深处进行的，胶层越厚，固化越慢。 单组分室温硫化硅橡胶单组分室

8、温硫化硅橡胶第七页，共17页。双组分室温硫化硅橡胶双组分室温硫化硅橡胶 双组分室温硫化硅橡胶的硫化反应不是靠空气中的水分双组分室温硫化硅橡胶的硫化反应不是靠空气中的水分, 而是靠而是靠催化剂催化剂来进行引发。来进行引发。通常是将硅生胶、填料、交链剂（含氢硅氧烷）作为一个组分包装，催化剂（白金通常是将硅生胶、填料、交链剂（含氢硅氧烷）作为一个组分包装，催化剂（白金催化剂）单独作为另一个组分包装，或采用其它的组合方式，但必须把催化剂和交催化剂）单独作为另一个组分包装，或采用其它的组合方式，但必须把催化剂和交链剂分开包装。当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。链剂分开包装。当两种组分完全混合在一

9、起时才开始发生固化。 双组分室温硫化硅橡胶可在双组分室温硫化硅橡胶可在一一65250温度范围内长期保持弹性，并具温度范围内长期保持弹性，并具有优良的电气性能和化学稳定性，有优良的电气性能和化学稳定性， 能耐水、耐臭氧、耐气候老化，加之用法简能耐水、耐臭氧、耐气候老化，加之用法简单，工艺适用性强。单，工艺适用性强。 第八页，共17页。 热硫化型硅胶需要在一定温度和压力下成型，其热硫化型硅胶需要在一定温度和压力下成型，其硫化机理是通过硫化剂的架桥作硫化机理是通过硫化剂的架桥作用用，使硅胶内部分子交联。影响热硫化型硅胶的因素主要有温度、时间、压力。热，使硅胶内部分子交联。影响热硫化型硅胶的因素主要有

10、温度、时间、压力。热硫化型硅胶配方中常有生胶、补强体系、机构控制剂、填充体系、硫化体系。硅橡硫化型硅胶配方中常有生胶、补强体系、机构控制剂、填充体系、硫化体系。硅橡胶具有耐老化、耐高低温和电绝缘性能等优良特性，但它是一种直链的高相对分子胶具有耐老化、耐高低温和电绝缘性能等优良特性，但它是一种直链的高相对分子质量有机硅氧烷，分子链非常柔顺，链间相互作用力较弱，其硫化胶的强度极低，质量有机硅氧烷，分子链非常柔顺，链间相互作用力较弱，其硫化胶的强度极低，无使用价值，必须进行补强才能应用。补强体系主要是通过加入白炭黑对生胶进行无使用价值，必须进行补强才能应用。补强体系主要是通过加入白炭黑对生胶进行补强

11、，以提高硅胶的抗拉伸，撕裂强度。结构控制剂主要为硅油类物质，其作用是补强，以提高硅胶的抗拉伸，撕裂强度。结构控制剂主要为硅油类物质，其作用是防止硅胶在加入白炭黑后产生结构化，填充体系其主要是为了降低成本，改善胶料防止硅胶在加入白炭黑后产生结构化，填充体系其主要是为了降低成本，改善胶料硬度。硫化体系，硅胶硫化机主要有双二五，双二四，白金硫化剂，过氧化物硫化硬度。硫化体系，硅胶硫化机主要有双二五，双二四，白金硫化剂，过氧化物硫化剂。我们常用的为双二五硫化剂。剂。我们常用的为双二五硫化剂。热硫化型硅胶热硫化型硅胶第九页，共17页。配方举例配方举例硅橡胶生胶硅橡胶生胶 100气相白炭黑气相白炭黑 25

12、结构控制剂（硅油）结构控制剂（硅油） 4硅微粉硅微粉 10内脱模剂内脱模剂 0.25双二五双二五 3.5导电炭黑导电炭黑 20第十页，共17页。白炭黑白炭黑 白炭黑的作用主要是作为补强剂，白炭黑按生产方法大体分为沉淀白炭黑的作用主要是作为补强剂，白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半透法白炭黑和气相法白炭黑。气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子（粒径小于明固体胶状纳米粒子（粒径小于100nm），无毒，粒径细因此有巨大），无毒，粒径细因此有巨大的比表面积。气相法白炭黑全部是纳米二氧化硅，产品纯度可达，的比表面积。气相法白炭黑全

13、部是纳米二氧化硅，产品纯度可达，粒径可达粒径可达，但制备工艺复杂，价格昂贵。，但制备工艺复杂，价格昂贵。 经白炭黑补强的硅橡胶物理性能有很大改善，其拉伸强度可提高经白炭黑补强的硅橡胶物理性能有很大改善，其拉伸强度可提高20倍倍左右，撕裂强度提高左右，撕裂强度提高40倍左右，可满足硅橡胶的补强及后硫化时不起气泡倍左右，可满足硅橡胶的补强及后硫化时不起气泡的需求。的需求。 第十一页，共17页。硅油硅油 硅油的作用被称为结构控制剂，硅油的作用被称为结构控制剂， 其机理是带有活性基团的硅油等物质，与白炭黑其机理是带有活性基团的硅油等物质，与白炭黑表面的活性羟基发生缩合反应，从而防止了白炭黑和生胶之间的

14、作用。但是硅油的添表面的活性羟基发生缩合反应，从而防止了白炭黑和生胶之间的作用。但是硅油的添加比例不能过高，过高就会造成加料变脆，强度降低。加比例不能过高，过高就会造成加料变脆，强度降低。（我们现在使用的硅胶，在开始混炼时都包不上辊，一上辊就被打散了，这主要是硅胶中填充了大量白炭黑以及的填充剂，而硅油添加比例过低，白炭黑和生胶之间产生了大量的氢键，造成了硅胶结构化了, 采用白炭黑补强的硅橡胶，在存放过程中将慢慢变硬，可塑性降低，并逐渐丧失返炼及成型加工的工艺性能，这一现象称之为“结构化”。因此我们胶料在混炼时需要的时间要长，要30分钟左右才可以将胶料混炼好，因为我们需要通过开炼机辊筒之间的剪切

15、力去破坏白炭黑和生胶之间形成氢键，从而恢复胶料的可塑性。）硫化剂硫化剂 硅胶硫化剂硫化剂双硅胶硫化剂硫化剂双-25；2，5-二甲基二甲基-2，5-二（叔丁基过氧基）己烷，双二二（叔丁基过氧基）己烷，双二五有毒、易挥发易爆，因此在储存和使用过程中必须小心。当胶料在混炼过程中五有毒、易挥发易爆，因此在储存和使用过程中必须小心。当胶料在混炼过程中由于在辊筒的剪切力作用下会产生静电和高温，又因为其闪电较低在由于在辊筒的剪切力作用下会产生静电和高温，又因为其闪电较低在40度左右，度左右，而开炼机在胶料混炼时产生的剪切力会产生高温，并且还会产生静电，而双二五而开炼机在胶料混炼时产生的剪切力会产生高温，并且

16、还会产生静电，而双二五又易挥发，因此操作不当很容易使胶料着火，在混炼胶料较多，需添加硫化剂比又易挥发，因此操作不当很容易使胶料着火，在混炼胶料较多，需添加硫化剂比例较大时，需分批加入。加入硫化剂的最佳使用时间为例较大时，需分批加入。加入硫化剂的最佳使用时间为48小时内，特别是在夏天小时内，特别是在夏天天气炎热，天气炎热， 双二五挥发度更高，当胶料停放时间过长需要多胶料进行翻炼并且补双二五挥发度更高，当胶料停放时间过长需要多胶料进行翻炼并且补加一定量的硫化剂。加一定量的硫化剂。第十二页，共17页。硅微粉硅微粉 硅微粉硅微粉-又叫硅灰又叫硅灰-也叫微硅粉也叫微硅粉-或二氧化硅超细粉，硅微粉是在冶炼

17、硅或二氧化硅超细粉，硅微粉是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的铁合金和工业硅时产生的SiO2和和Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料。是弱补强填充剂也可称作惰性填料，对而形成的一种超细硅质粉体材料。是弱补强填充剂也可称作惰性填料，对硅橡胶只起很小的补强作用，它们在硅橡胶中一般不单独使用，而是与白硅橡胶只起很小的补强作用，它们在硅橡胶中一般不单独使用，而是与白炭黑并用，以调节硅橡胶的硬度，改善胶料的工艺性能和硫化胶的耐油性炭黑并用，以调节硅橡胶的硬度，改善胶料的工艺性能和硫化胶的耐油性能及耐溶剂性能，降低胶料的成本。常用的弱补强剂有石英粉、

18、氧化锌、能及耐溶剂性能，降低胶料的成本。常用的弱补强剂有石英粉、氧化锌、氧化铁、二氧化钛、硅酸锆和碳酸钙等。氧化铁、二氧化钛、硅酸锆和碳酸钙等。 内脱模剂内脱模剂 内脱模剂是一种脂肪酸类的低分子化合物，其作用是在胶料混炼时加入，内脱模剂是一种脂肪酸类的低分子化合物，其作用是在胶料混炼时加入，分散在胶料内部，在成型硫化过程中，在高温高压下析出到产品表面，使产分散在胶料内部，在成型硫化过程中，在高温高压下析出到产品表面，使产品和模具之间有一层隔离，以便于产品脱模，但是内脱模剂的使用会对产品品和模具之间有一层隔离，以便于产品脱模，但是内脱模剂的使用会对产品印刷造成影响，使用时需谨慎。印刷造成影响，使

19、用时需谨慎。第十三页，共17页。 双辊开炼机辊筒速比为双辊开炼机辊筒速比为1.21.4:为宜，快辊在后，较高的速比导致较快的混炼，为宜，快辊在后，较高的速比导致较快的混炼，低速比则可使胶片光滑。辊筒必须通有冷却水，混炼温度宜在低速比则可使胶片光滑。辊筒必须通有冷却水，混炼温度宜在40以下，因为如以下，因为如果温度过高，胶料会出现焦烧（焦烧就是胶料提前硫化，提前硫化的胶料就失去了果温度过高，胶料会出现焦烧（焦烧就是胶料提前硫化，提前硫化的胶料就失去了其原有的良好的流动性）或硫化剂的挥发损失，严重的可能会发生胶料起火，混炼其原有的良好的流动性）或硫化剂的挥发损失，严重的可能会发生胶料起火，混炼时辊

20、间距一般调整在时辊间距一般调整在3-5mm之间，硅橡胶在加入炼胶机时包慢辊（前辊），混炼之间，硅橡胶在加入炼胶机时包慢辊（前辊），混炼时则很快包快辊（后辊），炼胶时必须能两面操作。由于硅橡胶胶料比较软，混炼时则很快包快辊（后辊），炼胶时必须能两面操作。由于硅橡胶胶料比较软，混炼时可用普通刀操作，混炼时间一般时可用普通刀操作，混炼时间一般7-30分钟（看胶料的具体情况）。过程为：称料分钟（看胶料的具体情况）。过程为：称料-开炼胶料包滚开炼胶料包滚-加色胶加色胶-硫化剂硫化剂-出片。出片。混炼过程中主要要注意的是：开炼机的装胶容量；辊筒的温度：小于混炼过程中主要要注意的是：开炼机的装胶容量；辊筒的

21、温度：小于40度；度；混炼时间：没有具体的规定，看操作员的熟练程度，以及胶料质量。混炼时间：没有具体的规定，看操作员的熟练程度，以及胶料质量。 第十四页，共17页。 硫化三要素：时间，温度，压力。三者相互制约，相互影响。之所以硫化三要素：时间，温度，压力。三者相互制约，相互影响。之所以谓要素，也就是他们在硫化过程中是关键的点。对产品质量和生产的效益谓要素，也就是他们在硫化过程中是关键的点。对产品质量和生产的效益起决定的作用。三起决定的作用。三 要素中温度最为重要。温度的选取要根据胶料的种类、要素中温度最为重要。温度的选取要根据胶料的种类、硫化的方式，生产的能力。温度对硫化程度有关，温度越高，期

22、硫化的平硫化的方式，生产的能力。温度对硫化程度有关，温度越高，期硫化的平坦期会减小，即硫化所需要的时间越短。坦期会减小，即硫化所需要的时间越短。 温度的正确的决定和硫化的生产温度的正确的决定和硫化的生产效益关系较大。保证质量，降低成本重要意义，因此，研究温度的变化，效益关系较大。保证质量，降低成本重要意义，因此，研究温度的变化，远比其他要多。时间是和温度关系密切的伙伴，在一定的温度下，减少时远比其他要多。时间是和温度关系密切的伙伴，在一定的温度下，减少时间就是将低硫化程度，延长时间，相当与增加硫化程度。因此，时间的保间就是将低硫化程度，延长时间，相当与增加硫化程度。因此，时间的保证，就是硫化程度的保证，产品质量的保证。压力的作用是保证产品达到证，就是硫化程度的保证，产品质量的保证。压力