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甲氧基硅油在有机硅混炼胶中的应用

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随着有机硅产业的发展,有机硅橡胶的应用越来越广泛。与传统橡胶相比,有机硅橡胶具有耐老化,耐候,低毒,无味,阻燃,可回收等优异特点。与传统橡胶一样,有机硅橡胶也需要加入结构补强剂增强后才能更广应用。常用的有机硅橡胶结构补强剂有白炭黑,有机硅树脂等。一般未做疏水处理的白炭黑表面带有大量游离羟基,很容易与有机硅生胶分子间形成氢键,导致混炼胶随时间快速结构化,严重影响下游制品厂的加工。因此在生胶与白炭黑等辅料混炼工艺阶段,需要加入结构化控制剂,以减小结构化或延缓结构化的时间。常用的结构化控制剂有烷氧基硅烷,低分子量羟基硅油,甲氧基硅油。

甲氧基硅油是一种新型的结构化控制剂,是通过甲氧基硅烷与有机硅环体扩链反应得到的高分子聚合物。甲氧基硅油属于聚合物,分子量数倍于甲氧基硅烷,闪点>60℃,属丙类普通化学品,而甲氧基硅烷是小分子化合物,闪点低,属于危化品。甲氧基硅油与甲氧基硅烷一样具有甲氧基活性基团。

甲氧基硅油与甲氧基硅烷的结构化控制的原理一样。具有反应活性的甲氧基与白炭黑表面游离羟基在加热条件下反应生成甲醇,从而消除白炭黑表面的游离羟基,起到混炼胶结构化控制的效果。生成的甲醇很容易从混炼胶中挥发出来,使胶料保持干爽,硬挺,脱模性好,没有新的水分子产生,且对透明度影响小,胶料不发雾等优异性能。而一般小分子羟基硅油作为作为结构化控制剂的原理是与白炭黑表面羟基在高温下缩合生成水分子,很难及时从胶料中排出。如用量过大,很容易导致胶料发粘,在下游制品工艺时会粘棍,脱模困难等问题。如果水分子没有彻底排出,还会使混炼胶发雾,影响透明度等问题。

甲氧基硅油处理后的胶料明显要比羟基硅油处理的胶料更加干爽,胶料硬挺,透明性要好,与甲氧基硅烷处理的胶料性能接近。单用甲氧基硅油结构化控制效果不如羟基硅油,这与甲氧基的活性不如羟基硅油活性一致。甲氧基硅油与羟基硅油混合使用,可以达到各项指标均不错的效果。

甲氧基硅油与羟基硅混合使用,在保持抗结构化性能的同时,可以明显改善混炼胶的手感,透明度,脱模性能。一般在羟基硅油总量不变的比例下,用甲氧基硅油部分取代羟基硅油即可。如果是甲氧基硅烷配方体系,也可以用甲氧基硅油直接取代。甲氧基硅油比甲氧基硅烷要安全很多,但是由于甲氧基硅油处理白炭黑产生过程中产生部分甲醇,胶料更干爽容易累积静电。在空气干燥的季节,最好是通氮气或者抽真空把产生的甲醇及时排出,以免静电导致安全事故。

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