缩合型硅橡胶和加成型硅橡胶差异
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缩合型硅橡胶和加成型硅橡胶在产品包装形式、使用方式和性能上存在许多差异(图2),如固化速度、本体强度、粘接性等,但各有优势。
1、包装形式
缩合型硅橡胶既可采用单组分包装形式,也可以采用双组分包装形式。加成型硅橡胶由于是温敏性产品,需要将催化剂和交联剂分开,通常采用双组分包装形式,避免储存过程中发生反应。当然,目前市场上也存在单组分加成型硅橡胶产品,主要分为两种:一种是低温存储型,即需要在冷冻/冷藏的条件下进行储存和运输,使用较为不便;另一种是室温存储型,该产品使用特殊结构的催化剂和抑制剂,在常温下不具备反应活性,高温下催化剂活性被释放进而实现交联固化,但成本较高,固化温度也比较高。
2、固化速度
由于固化机理的差异,缩合型和加成型硅橡胶固化速度存在较大的差异。缩合型硅橡胶(主要指单组分)是借助空气中的湿气从表面开始反应,由表及里逐步硫化,深层固化较慢,通常需要24h甚至一周才能完全硫化。加成型硅橡胶既可以在室温条件下也可以在高温下进行硫化。在室温条件下胶料内外部硫化较为一致,没有明显的先后之分。在高温条件下,固化速度随温度具有非常宽的可调节性,烘烤条件下胶料可以在5min甚至1min之内实现快速硫化。需要注意的是,加热条件下,加成型硅橡胶的固化速度与施胶厚度、基材传热性、烘烤设备鼓风效果具有一定的关系,具体应用情况具体分析。
3、本体强度
无论是缩合型还是加成型硅橡胶,均可以通过补强填料如纳米碳酸钙、气相法白炭黑进行力学性能提升,其中气相法白炭黑的补强效果最为明显。由于体系的差异,缩合型硅橡胶通常采用纳米碳酸钙为主要补强填料,气相法白炭黑的添加量有限,因此拉伸强度较低,一般不超过3MPa,而加成型硅橡胶一般以气相法白炭黑为补强填料,其添加量可以通过六甲基二硅氮烷等改性剂的处理提升到30%以上,拉伸强度可以达到10MPa以上,远远超过缩合型硅橡胶。
4、粘接性
缩合型硅橡胶通过加入硅烷偶联剂,可以实现对多种材料的粘接,因此目前在建筑、家电、照明、轨道交通、光伏等领域的粘接固定密封胶绝大部分采用缩合型硅橡胶,正是基于其良好的粘接性和粘接广泛性。然而,加成型硅橡胶的粘接性却远不如缩合型硅橡胶,这与其分子链极性低,分子链中不含可与偶联剂反应的极性基团有关。加成型硅橡胶一般通过以下三种方式来提升粘接性:(1)使用底涂剂对基材进行表面处理;(2)添加特殊结构的增粘剂,而且通常需要高温烘烤才能实现良好的粘接。
此外,加成型和缩合型硅橡胶在反应副产物、催化剂中毒方面存在差异。缩合型硅橡胶固化过程中通常会释放乙酸、醇类或酮肟类等小分子,具有一定的气味,而加成型硅橡胶无反应副产品,气味较低。由于加成型硅橡胶的铂金催化剂易中毒失活,因此不能接触含N、P、S等元素的有机物和含有Sn、Pb、Hg、Bi、As等重金属的离子化学物,缩合型硅橡胶就不存在这个限制。