矽橡膠絕緣塗料是以特種有機矽橡膠配合其它聚合物和高性能材料,多用於電氣設備。
基本介紹
- 中文名:矽橡膠絕緣塗料
- 性質:配合其它聚合物和高性能材料
- 套用:多用於電氣設備
- 優點:高耐候、高耐久性
矽橡膠,簡介/矽橡膠編輯,特點/矽橡膠編輯,用途/矽橡膠編輯,矽橡膠主要品種/矽橡膠編輯,簡介,成分,套用,根據用途可分,注意事項,
矽橡膠
矽橡膠(英文名稱:Silicone rubber),分熱硫化型(高溫硫化矽膠HTV)、室溫硫化型(RTV),其中室溫硫化型又分縮聚反應型和加成反應型。高溫矽橡膠主要用於製造各種矽橡膠製品,而室溫矽橡膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用。熱硫化型用量最大,熱硫化型又分甲基矽橡膠(MQ)、甲基乙烯基矽橡膠(VMQ,用量及產品牌號最多)、甲基乙烯基苯基矽橡膠PVMQ(耐低溫、耐輻射),其他還有睛矽橡膠、氟矽橡膠等。矽橡膠是透明或乳白色粒狀固體。具有開放的多孔結構,吸附性強,能吸附多種物質。如:吸收水分,吸濕量約達40%。如加入氯化鈷,乾燥時呈藍色,吸水後呈紅色。可再生反覆使用。
簡介/矽橡膠編輯
矽膠(Silicondioxide)別名:矽橡膠是一種高活性吸附材料,屬非晶態物質,其化學分子式為mSiO2·nH2O。不溶於水和任何溶劑,無毒無味,化學性質穩
矽膠原料圖冊
定,除強鹼、氫氟酸外不與任何物質發生反應。各種型號的矽膠因其製造方法不同而形成不同的微孔結構。
矽膠的化學組份和物理結構,決定了它具有許多其他同類材料難以取代得特點:吸附性能高、熱穩定性好、化學性質穩定、有較高的機械強度等。矽膠根據其孔徑的大小分為:大孔矽膠、粗孔矽膠、B型矽膠、細孔矽膠,承透明或乳白色粒狀固體。
主鏈由矽氧原子交替組成、在矽原子上帶有有機基團的合成橡膠。分子中的有機基團可以是-CH3、-C2H3或-C6H5等,相應稱作甲基、乙烯基或甲基苯基矽橡膠。矽橡膠是一種耐高低溫(-60~250℃)、耐臭氧化並具有良好電絕緣性能的特種橡膠。
矽膠的化學組份和物理結構,決定了它具有許多其他同類材料難以取代得特點:吸附性能高、熱穩定性好、化學性質穩定、有較高的機械強度等。矽膠根據其孔徑的大小分為:大孔矽膠、粗孔矽膠、B型矽膠、細孔矽膠,承透明或乳白色粒狀固體。
主鏈由矽氧原子交替組成、在矽原子上帶有有機基團的合成橡膠。分子中的有機基團可以是-CH3、-C2H3或-C6H5等,相應稱作甲基、乙烯基或甲基苯基矽橡膠。矽橡膠是一種耐高低溫(-60~250℃)、耐臭氧化並具有良好電絕緣性能的特種橡膠。
矽橡膠製品圖冊
特點/矽橡膠編輯
矽橡膠分熱硫化型(高溫硫化矽膠HTV)和室溫硫化型(RTV),其中室溫硫化型又分縮聚反應型和加成反應型。高溫矽橡膠主要用於製造各種矽橡膠製品,而室溫矽橡膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用。熱硫化型用量最大,熱硫化型又分甲基矽橡膠(MQ)、甲基乙烯基矽橡膠(VMQ,用量及產品牌號最多)、甲基乙烯基苯基矽橡膠PVMQ(耐低溫、耐輻射),其他還有睛矽橡膠、氟矽橡膠等。
高溫硫化甲基矽橡膠於1944年由美國通用電氣公司研製成功。1952年,美國陶-康寧公司L.斯特布萊唐和K.波爾曼蒂爾研製出雙組分室溫硫化矽橡膠;1953~1955年製成甲基乙烯基矽橡膠;1956~1957年出現矽氟橡膠;1958~1959年開發成功單組分室溫硫化矽橡膠;之後出現加成型矽橡膠系列產品。世界上有十多個國家生產矽橡膠。80年代以來,每年以15%左右的速度增長。中國從60年代初期開始相繼研製成功各類矽橡膠,現均有批量生產。矽橡膠主要有下列品種:
高溫硫化矽橡膠 生膠無色透明,有塑性,分子量35萬~70萬,能溶於苯等溶劑中,製品耐氧化,抗臭氧,高頻下電氣絕緣性優良,耐電弧、耐電暈,並有透氣和對人體生理惰性等特點。大量用作苛刻條件下的電線、電纜絕緣層,密封件,導管,登月鞋等。因其無致癌性,有較好的抗凝血性和生物相容性,已大量用於製作人體內外用的導管、插管、人工關節等。
室溫硫化矽橡膠 其特點是可以製成不同粘度的膠料,在室溫下可以塗布,不需高溫和加壓即可硫化,硫化時要釋放出醇類、醋酸等低分子產物。室溫硫化矽橡膠有雙組分和單組分之分。雙組分室溫硫化矽橡膠用於精密鑄造用彈性模具、牙科印模材料及太空飛行器耐燒蝕塗料等,其原料中的羥基封端低分子聚矽氧烷要專門製備,通常以聚矽氧烷環體與水開環製成,分子量的大小以水的加入量控制。單組分室溫硫化矽橡膠用於電子器件的密封保護等,所用主要組分之一,帶乙醯氧基或酮肟基等活性基團的矽烷或矽氧烷,也需專門製備。
加成型矽橡膠 以乙烯基封端的聚矽氧烷和帶氫原子聚矽氧烷為基料,以鉑化合物為催化劑,多在略高於室溫的條件下硫化:
呏SiCHCH2+HSi呏─→呏SiCH2CH2Si呏
如加入特殊製造的有機矽樹脂作為補強劑,可以得到透明且有優良的機械性能的硫化膠。其特點是硫化時不放出低分子產物,可灌注成型深部硫化。主要用於電子器件灌注塗覆,作光導纖維塗料,也是人體內軟組織充填、顏面整形的理想材料。
用途/矽橡膠編輯
1、矽膠製品是製作複印機、鍵盤、電子詞典、遙控器、玩具、矽膠按鍵等不可缺少的組成部分。
2、可用於做耐久形的成型墊片、電子配件的封裝材料、汽車電子配件的維護材料。
3、可用於製作電子元件、模壓高點壓緣子。
4、可用於製作導電矽膠、醫用矽膠、泡沫矽膠、制模矽膠等。
5、用於房屋的建築與修復、高速公里接縫密封、橋樑的密封等密封工程。
6、可用於嬰兒用品、母嬰用品、嬰兒奶瓶、奶瓶保護套。
7、可用於廚房製品、廚具的生產及相關的輔助性廚具製品。
8、可用於醫療器械配件,由於矽膠無色無味無毒等特性廣泛套用於醫療行業。
矽橡膠主要品種/矽橡膠編輯
概述
矽橡膠主要分為室溫硫化矽橡膠,高溫硫化矽橡膠。因此,室溫硫化矽橡膠按成分、硫化機理和使用工藝不同可分為三大類型,即單組分室溫硫化矽橡膠、雙組分縮合型室溫硫化矽橡膠和雙組分加成型室溫硫化矽橡膠。這三種系列的室溫硫化矽橡膠各有其特點:單組分室溫硫化矽橡膠的優點是使用方便,但深部固化速度較困難;雙組分室溫硫化矽橡膠的優點是固化時不放熱,收縮率很小,不膨脹,無內應力,固化可在內部和表面同時進行,可以深部硫化;加成型室溫硫化矽橡膠的硫化時間主要決定於溫度。
矽橡膠按其硫化特性可分為熱硫化型矽橡膠和室溫硫化型矽橡膠兩類。按性能和用途的不同可分為通用型、超耐低溫型、超耐高溫型、高強力型、耐油型、醫用型等等。按所用單體的不同,可分為甲基乙烯基矽橡膠,甲基苯基乙烯基矽橡膠、氟矽,腈矽橡膠等。
1、二甲基矽橡膠
(簡稱甲基矽橡膠):
製備高分子量的線型二甲基聚矽氧烷橡膠,必須要有高純度的原料,為保證原料的純度,工業上通常是先將經過精鎦提純,含量為99.5%以上的二甲基二氯矽烷在乙醇—水介質中,在酸催化下進行水解縮合,並分離出雙官能度的矽氧烷四聚體即八甲基環四矽氧烷,然後再使四環體在催化劑作用下,形成高分子線型二甲基聚矽氧烷。
二甲基矽橡膠生膠為無色透明的彈性體,通常用活性較高的有機過氧化物進行硫化。硫化膠可
在-60~+250℃範圍內使用,二甲基矽橡膠的硫化活性低,高溫壓縮永久變形大,不宜於制厚製品,厚製品硫化比較困難,內層亦易起泡。由於含少量乙烯基的甲基乙烯基矽橡膠性能較之為優,故二甲基矽橡膠已逐漸被甲基乙烯基矽橡膠所取代。現今生產和套用的其它類型的矽橡膠,它們除含有二甲基矽氧烷結構單元外,還含有或多或少的其它雙官能矽氧烷的結構單元,但其製備方法與二甲基矽橡膠的製法沒有本質的區別,其製備方法一般為在有利於環體形成的條件下,使所需的某種雙官能度的矽單體進行水解縮合,然後按其所需比例加入八甲基環四矽氧烷,再在催化劑作用下共同反應而製得。
2、甲基乙烯基矽橡膠此種橡膠由於含有少量的乙烯基側鏈,故比甲基矽橡膠容易硫化,使之有更多種類的過氧化物可供硫化使用,並可大大減少過氧化物的用量。採用含少量乙烯基的矽橡膠與二甲基矽橡膠相較,可使抗壓縮永久變形性能獲得顯著的改進,低的壓縮變形反映了它作為密封件在高溫下具有較佳的支撐性,這乃是O型圈和墊圈等所必須具備的要求之一。甲基乙烯基矽橡膠工藝性能較好,操作方便,可製成厚製品且壓出、壓延半成品表面光滑,是目前較常用的一種矽橡膠。
3、甲基苯基乙烯基矽橡膠
(簡稱苯基矽橡膠):
此種橡膠是在乙烯基矽橡膠的分子鏈中,引入二苯基矽氧鏈節或甲基苯基矽氧鏈節而得。
根據矽橡膠中苯基含量(苯基:矽原子)的不同,可將其分為低苯基、中苯基及高苯基矽橡膠。當橡膠發生結晶或接近於玻璃化轉變點或者這兩種情況重疊,均會導致橡膠呈現僵硬狀態。引入適量的大體積的基團使聚合物鏈的規整性受到破壞,則可降低聚合物的結晶溫度,同時由於大體積基團的引入改變了聚合物分子間的作用力,故也可以改變玻璃化溫度。低苯基矽橡膠(C6H5/Si=6~11%)即由於上述原因具有優良的耐低溫性能,且與所用苯基單體類型無關。硫化膠的脆性溫度為-120℃,是現今低溫性能最好的橡膠。低苯基矽橡膠兼有乙烯基矽橡膠的優點,而且成本也不很高,因此有取代乙烯基矽橡膠的趨勢。在大大提高苯基含量時則會使分子鏈的剛性增大,從而導致耐寒性和彈性的降低,但耐燒蝕和耐輻射性能將有所提高,苯基含量達C6H5/Si=20~34%為中苯基矽橡膠具有耐燒蝕的特點,高苯基矽橡膠(C6H5/Si=35~50%)則具有優異的耐輻射性能。
4、氟矽、腈矽橡膠
氟矽橡膠是側鏈引入氟代烷基的一類矽橡膠。常用的氟矽橡膠為含有甲基、三氟丙基和乙烯基的氟矽橡膠。
氟矽膠具有良好的耐熱性及優良的耐油、耐溶劑性能,如對脂肪烴、芳香烴、氯代烴、石油基的各種燃料油、潤滑油、液壓油以及某些合成油在常溫和高溫下的穩定性均較好,這些是單純的矽橡膠所不及的。氟矽橡膠具有較好的低溫性能,對於單純的氟橡膠而言,是一種很大的改進。含三氟丙基的氟矽橡膠保持彈性的溫度範圍一般為-50℃~+200℃,耐高低溫性能較乙烯基矽橡膠差,且在加熱到300℃以上時將會產生有毒氣體。在電絕緣性能方面較乙烯基矽橡膠差得多。在氟矽橡膠的膠料中加入適量的低粘度羥基氟矽油,膠料熱處理,再加入少量乙烯基矽橡膠,可使工藝性能顯著改善,有利於解決膠料粘輥和存放結構化嚴重等問題,能延長膠料的有效使用期。在上述氟矽橡膠中引入甲基苯基矽氧鏈節時,會有助於耐低溫性能的改善,且加工性能良好。
腈矽橡膠是側鏈引入腈烷基(一般為β—腈乙基或γ—腈丙基)的一類矽橡膠。極性腈基的引入改善了矽橡膠的耐油、耐用溶劑性能,但其耐熱性、電絕緣性及加工性則有所降低。
腈烷基的類型和含量對腈矽橡膠的性能有較大的影響,如含7.5%克分子γ—腈丙基的矽橡膠,其耐寒性能與低苯基矽橡膠相似,耐油性能較低苯基矽橡膠為好,當γ—腈丙基含量增至33~50%克分子時,則耐寒性顯著降低,耐油性能提高,耐熱為200℃。如用β—腈乙基代替γ—腈丙基時則能使腈矽橡膠的耐熱性進一步提高。
5、苯撐和苯醚撐矽橡膠
1.苯撐矽橡膠是在聚矽氧烷主鏈上引入苯撐基的一類矽橡膠。
由於苯撐基的引入,因而使矽橡膠的耐輻射性能大大提高,同時因芳環的存在使分子鏈的剛性增大,柔順性降低,玻璃化溫度提高,耐寒性能下降,而抗張強度則有所增高。苯撐矽橡膠具有優良的耐高溫、抗輻射性能,耐高溫可達250~300℃,且有良好的介電性能和防潮防霉耐水蒸氣等特性。在苯撐矽橡膠的生膠組成中,當苯撐含量為60%、苯基含量30%、甲基含量10%(乙烯基含量0.6%)時是適宜的,在這種情況下,硫化膠具有良好的綜合性能。
苯撐矽橡膠的缺點是低溫性能不佳,脆性溫度為-25℃,影響了它在某些方面的套用,苯醚撐矽橡膠的低溫性能則遠2.較苯撐矽橡膠為好,脆性溫度為-64~70℃。
苯醚撐矽橡膠是分子主鏈引入苯醚撐和苯撐基團的聚矽氧烷。
苯醚撐矽橡膠具有良好的力學性能,一般抗張強度可達150~180公斤/平方厘米(即14.7~17.7Mpa遠高於乙烯基矽橡膠強度,同時具有優良的耐輻射性能並優於苯撐矽橡膠。它可耐長時間250℃熱空氣老化,老化後仍具有較高的強度。苯醚撐矽橡膠的低溫性能雖然比乙烯基矽橡膠差,但卻遠優於苯撐矽橡膠。其介電性能與乙烯基矽橡膠接近,但苯醚撐矽橡膠的耐油差,既不耐非極性的石油基油,也不耐極性的合成油(如4109雙酯類合成潤滑油、磷酸酯液壓油的性能。總之,苯醚撐矽橡膠與乙烯基矽橡膠相較具有較高的強度和抗輻射性能,相似的耐高溫性能和介電性能,較差的低溫性能、耐油性能和彈性。苯醚撐矽橡膠具有良好的加工工藝性能可用於製造特殊要求的模型製品和壓出製品。
6、室溫硫化矽橡膠
室溫硫化型矽橡膠(簡稱RTV)是指不需加熱在室溫下即可硫化的一類矽橡膠。室溫硫化矽橡膠是一種端基含有羥基(或乙醯氧基)的矽橡膠,分子量較低,通常為粘稠狀的流體。這類橡膠中加入適量補強填充劑、硫化劑和催化劑(或受空氣中的水分作用)後即可在室溫下硫化而成彈性體。硫化完全之後在耐熱性、耐寒性、介電性能等方面都很好,唯其機械強度較低些,可用於澆鑄和塗敷膠料。室溫硫化矽橡膠可分為單組份型和雙組份型兩種。
雙組份型室溫硫化矽橡膠是由含端羥基的矽橡膠和補強填充劑、硫化劑等配合而成,使用時再添加催化劑。常用的硫化劑為有機錫鹽,如二月桂酸二丁基錫,用量一般為0.5~5份或採用辛酸亞錫,它比二月桂酸二丁基錫的催化能力強。硫化時即在催化劑的作用下,使含端羥基的矽橡膠與硫化劑之間發生脫醇縮合反應而形成交聯結構。改變硫化劑和催化劑的用量,即可調節硫化速度,一般用量大時,硫化速度快,反之則慢。在硫化過程中,生成的醇類物質逐漸從硫化膠中擴散逸出。
單組份型室溫硫化矽橡膠,是由端基含有乙醯氧基的矽橡膠與補強填充劑以及其它助劑配合而成,使用時不需添加催化劑,從密封包裝中取出後與空氣中的水分作用即可硫化成為彈性體。此種矽橡膠對金屬、玻璃和塑膠等都有很好的粘合力,其缺點是硫化過程中伴有醋酸生成,雖能從硫化膠中擴散逸出,但對接觸物體,特別是對金屬有腐蝕作用。單組份型作用方便,特別適用於密封、嵌縫等用途。
7、液體矽橡膠
根據分子結構中所含官能團(即交聯點)位置,常把帶有官能團的液體橡膠分成兩大類:一類是官能團處於分子結構兩端的稱之為遙爪型液體橡膠;另一類是活性官能團在主鏈中呈無規分布,即所謂在分子結構內帶官能團者,稱為非遙爪型液體橡膠。當然,也有既帶中間官能團又帶有端基官團的,目前重點是對遙爪型液體橡膠進行研究。對於液體橡膠,應根據其所含的活性官能基來選擇帶有適當官能團的鏈增長劑或交聯劑。
液體矽橡膠可用於塗敷、浸漬及灌注。例如粘度為0.07~50帕·秒/25℃的羥基封端聚二甲基矽氧烷,用甲基乙烯基雙吡咯烷酮矽烷為鏈增長劑,用有機過氧化物,如過氧化二苯甲醯、25—二甲基地5—二叔丁基過氧己烷為硫化劑,此種膠料流動性好、粘度低,在其硫化過程中同時發生鏈子增長反應,故可獲得高分子量的彈性體,具有良好的物理機械性能。
鏈增長劑甲基乙烯基雙吡咯烷酮矽烷,可由吡咯烷酮與甲基乙烯基二氯矽烷在三乙胺存在下反應而得,產物容易水解,故需存放在乾燥密閉的容器中,這種化合物的吡咯烷酮基在室溫下可與聚二甲基矽氧烷內的端羥基緩慢反應,其反應速度隨溫度升高而加快。
從理論上講,此反應可連續進行,直至獲得無限大的分子量。甲基乙烯基吡咯烷酮矽烷中的乙烯基還可作為硫化反應的活化點,能促使聚二甲基矽氧烷交聯,生成高分子量的彈性體。
由於吡咯烷酮基與羥基在室溫下反應十分緩慢,故加入各組分經混合後的膠料具有較長的適用期,在1小時內膠料的粘度基本不變,但仍保持良好的流動性,可注入微小的孔隙中。混合後的膠料在150℃下加熱10分鐘即可硫化成彈性體。
8、高溫硫化矽橡膠
高溫硫化矽橡膠是指以高摩爾質量的線性聚二甲基(或甲基乙烯基、甲基苯基乙烯基、甲基三氟丙基等)矽氧烷為基礎聚合物,混入補強填料和硫化劑(有機矽氧化物)等,在加熱、加壓的下硫化成彈性體。混煉矽橡膠,注射成型液體矽橡膠以及需加熱固化的單組份或雙組分液體灌封矽橡膠都屬於這一種類。
簡介
採用常溫固化矽氟橡膠為基料,通過與含氟物質進行化學聚合反應後,添加阻燃、抗電弧、補強、活性劑等物質進行物理混煉製備而成,不但具有良好的絕緣性能、阻燃導熱性能,而且其在固化過程中,含氟單體結構單元自遷移到絕緣層表面,使絕緣層上表面形成富氟層,因而絕緣層具有超高抗紫外線、高耐候、高耐久性、憎水拒油耐老化性能好。
成分
矽橡膠絕緣塗料是通過聚合物合金技術製備而成,其基本結構單元是由矽-氧鏈節構成的,側鏈則通過矽原子與其他各種有機基團相連。因此,其結構中既含有"有機基團",又含有"無機結構",這種特殊的組成和分子結構使它集有機物的特性與無機物的功能於一身。
套用
適用於高低壓輸變配電系統中裸體導線、母排、母線、電纜、穿牆導管、大功率電機、乾式電抗器、乾式變壓器、開關櫃等所有需要外絕緣處理、導熱、阻燃、防潮保護的設備及元器件。對在污穢、潮濕環境中工作的電氣設備尤為適用。
根據用途可分
(1)浸漬絕緣漆,用於繞組的浸漬絕緣處理;
(3)矽鋼片漆,用作矽鋼片的絕緣層;
(4)覆蓋絕緣漆,用作已經浸漬絕緣處理的繞組等的保護層,以防機械損傷或裝配方便之用;
注意事項
1、高壓絕緣,擊穿場強大於25kV/mm,能有效地杜絕變電站普遍存在的小動物短路故障和帶點裸體造成的人身傷害事故。
2、不易燃、具有自熄性,阻燃效果顯著,達到FV-0級
3、導熱性能優良,導熱係數為0.202 W/(m.K),比空氣導熱性能提高10倍,能及時釋放設備熱量,防止熱量積累和溫度過高。
4、常溫固化、就地成型,使用方便,可直接噴塗,不需要拆卸母排。
5、包覆性好、塗層強度高,附著力高,消除絕緣層與設備的空隙,與設備形成一體,防止酸、鹼、鹽及大氣對設備的腐蝕。
6、安全、無毒,不污染環境。