中國粉體網訊 硅酮密封膠作為一種新型高分子密封材料,因具有類似于無機酸鹽的結構,被賦予了優異的機械和加工性能和良好的耐高溫、耐濕熱及耐紫外照射等耐候性能,進而被廣泛運用于電子電器、建筑、航空、汽車及醫療衛生材料等領域。
硅酮膠產品
目前,各領域對硅酮密封膠性能的要求越來越高,在保證硅酮密封膠良好性能的前提下用礦物填料作補強劑、填充劑降本增效勢在必行。近兩年,在國內的密封膠市場中納米碳酸鈣被廣泛應用,改性后其添加比例已高達60%以上,市場潛力巨大。
硅酮密封膠用哪種碳酸鈣?
目前,硅酮密封膠用碳酸鈣,主要是納米碳酸鈣,但在利潤的驅動下,硅酮密封膠企業和重質碳酸鈣企業也在探索用納米鈣復配重鈣作填充劑的技術。
要了解硅酮密封膠用碳酸鈣,可以從兩個方面入手。一是用什么樣的納米碳酸鈣,二是重鈣復配納米鈣后是否影響膠品性能。這其中,既有高利潤和高性能的“明爭暗斗、權衡利弊”,也有催化技術進步的有利因子。據粉體網編輯了解,硅酮密封膠用碳酸鈣也可以進行簡單劃分。
重質碳酸鈣:較普通的重鈣對硅酮密封膠無補強作用,加工性能好、吸油值低的優質產品可作為非補強填充劑。
輕質碳酸鈣:有微弱的補強作用,但其吸油值高,較少用作硅酮密封膠的填料。
一般納米碳酸鈣:例如平均粒徑大于100nm,晶型不規整,對硅酮密封膠只具有半補強作用。
優質納米碳酸鈣:例如粒徑介于50~100nm之間,晶型規整的立方體納米碳酸鈣,對硅酮密封膠具有補強作用,通常用作補強功能填料和觸變劑,具有高強度、低模量、高回彈等特點。例如粒徑在5~20nm之間的納米碳酸鈣,對硅酮密封膠的補強效果與氣相二氧化硅相當,可以部分或大部分替代價格昂貴的炭黑和氣相二氧化硅。
目前來看,真正的納米碳酸鈣是硅酮密封膠補強的主要填料;重質碳酸鈣參與復配時用量還較少,對指標要求較嚴格(缺乏標準),但理論研究有了一定的進展。
硅酮密封膠用納米碳酸鈣
納米碳酸鈣對硅酮密封膠的補強效果因鈣粉指標的差異而有所不同。影響效果基本包括:拉伸強度、流掛性、觸變性、彈性回復率、耐老化性、耐濕熱性等方面。目前,納米碳酸鈣填充劑在密封膠中的應用研究主要針對三個問題:一是填充劑與膠體的摻和作用;二是填充劑對觸變性能的影響;三是對密封膠的增強作用。
整體而言,影響密封膠專用納米碳酸鈣在密封膠中摻和性能的因素主要是有粒徑、晶型、吸油值、比表面積、pH值、篩余物、水分;影響交替觸變性的因素主要是顆粒形態、吸油值、表面改性和pH值;影響增強作用的因素主要有∶粒徑、分散性。
適用密封膠的納米碳酸鈣
硅酮密封膠用重質碳酸鈣
硅酮密封膠用重質碳酸鈣,晶型盡可能規整(接近立方形)、粒徑分布窄、吸油值低、含水量低、目數基本在1500以上等,在具體某種密封膠體系中側重點有所不同。
研究案例一
覃玲意等采用不同比表面積的納米碳酸鈣與1500目改性重質碳酸鈣復配后填充于硅酮密封膠中,考察其對硅酮密封膠加工性能、彈性回復率及補強等性能的影響,探索改性重鈣在硅酮密封膠中的作用機制。結果表明,密封膠應用復配后的碳酸鈣具備更低的黏度和更高的擠出率,其中基膠黏度下降約40%,擠出率增加約30%,成品膠黏度下降約27%。復配后的表干時間稍有延長,彈性回復率稍有減小,而硬度與單一納米碳酸鈣相當;在力學補強效果上與單一納米碳酸鈣相當,斷裂伸長率稍有減小等。
研究案例二
杜年軍等選用不同粒徑的純納米碳酸鈣產品與1500目非活性重質碳酸鈣按不同比例復配用于制備硅酮密封膠,通過比較基料黏度、稠度、擠出率以及密封膠制品的密度、黏度、稠度、擠出率、表干時間、拉伸強度、最大強度伸長率、彈性恢復率等指標,得出:用粒徑越細的純納米碳酸鈣能復配更多的重質碳酸鈣,制得的密封膠密度及各項性能均達到標準要求,且成本更低。
結語
密封膠種類多樣,硅酮密封膠只是其中一種,如聚氨酯密封膠也大量應用納米碳酸鈣作為補強填料,細分產品更是眾多。國內納米碳酸鈣具體到某一些關鍵性能,例如改性劑引起的發泡和儲存性差等問題,解決方案還有所不足。近兩年,各類密封膠產能迅速擴張,光伏膠、電子密封膠等高端化應用不斷增加,密封膠性能要求呈現高標準和多樣化,這對納米碳酸鈣而言是機會更是挑戰。
參考來源:
杜年軍,等:純納米碳酸鈣復配重質碳酸鈣在硅酮膠制備中的應用,連州市凱恩斯納米材料有限公司
覃玲意,等:納米碳酸鈣與重質碳酸鈣復配強化有機硅酮密封膠性能,廣西碳酸鈣產業化工程院有限公司
顏鑫,等:納米碳酸鈣的應用技術,化工科技市場
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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