一文盤點液體硅橡膠的種類、專利，以及與不同納米材料的加成效應
2023-06-14
47840核心提示：硅膠有兩種物理狀態(tài)：一種是流動液體，一種是固體。視覺外觀像水一樣流動的硅膠我們稱之為 液體硅橡膠；當然，液體硅橡膠的具有
硅膠有兩種物理狀態(tài)：一種是流動液體，一種是固體。視覺外觀像水一樣流動的硅膠我們稱之為 液體硅橡膠；當然，液體硅橡膠的具有一定的黏性，通常也會比水的密度大一些，因此，流動性不如水那么強。液體硅橡膠遇到固化劑或者催化劑后會發(fā)生固化反應，根據不同液體硅橡膠的種類會固化成不同硬度和不同性能的固體硅膠。
那么，液體硅橡膠有哪些不同的種類？液體硅橡膠與普通硅膠有啥不一樣？最近，有啥新專利？不同納米粉體材料在液體硅橡膠中的應用是怎么樣的？
液體硅橡膠類型
即為物理型態(tài)為液體的硅膠，按照不同的叫法習氣也叫做液體硅橡膠，液態(tài)硅膠，液態(tài)硅橡膠。
液體硅橡膠運用黏度較低的的聚硅氧烷為根底聚合物，無需運用雜亂的混煉及成型加工設備，在室溫或稍許加熱的條件下通過與濕氣接觸或與交聯劑混勻，即可硫化成彈性體。
液體硅橡膠依其包裝形狀可分為單組分液體硅橡膠和雙組份液體硅橡膠，依其交聯機理則可分為縮合型液態(tài)硅膠及加成型液態(tài)硅膠兩種。縮合型液態(tài)硅橡膠少數加成型液態(tài)硅橡膠可在室溫下硫化成彈性體，故又稱室溫硫化硅橡膠（簡稱RTV膠）。
液體硅橡膠根據性能、用途的不同可以分為以下8種：
1、模具硅膠
模具液體硅橡膠是一種新型的制模材料，用模具硅膠制作的硅膠模具相比鋼模在生產效率和制作成本上具有巨大的優(yōu)勢。如今，模具硅膠已廣泛應用于玩具行業(yè)，人物復制，建筑裝飾裝潢行業(yè)，不飽和樹脂工藝品行業(yè)，仿真動植物雕塑，佛雕工藝品等多種行業(yè)的模具制作，波麗工業(yè)品。
2、移印硅膠
移印液體硅橡膠是用于制作移印膠頭，主要用于塑膠玩具，電鍍產品，電子玩具，商標，不規(guī)則圖案的印刷。移印膠頭就是將鋼板上的圖案通過膠頭做載體，再把鋼板上的圖案轉印在玩具產品上。移印液體硅橡膠可以通過添加硅油來控制硬度。
3、電子灌封硅膠
電子灌封液體硅橡膠主要用于電子產品的灌封，利用電子灌封液體硅橡膠可以對電子產品起到密封、防水、防塵、導熱、防震、絕緣等作用。另外，一種是用于LED的灌封膠，具有高透明、高折射率的特性。
4、手板硅膠
手板液體硅橡膠又被稱之為首板硅膠，通常用于制作手板模型，相比手板油泥手板液體硅橡膠固化后具有耐磨，回彈力強的特點。
5、硅酮膠
硅酮膠就是我們通常所說的玻璃膠，它也是液體硅橡膠的一種。硅酮膠在使用過程中無序添加固化劑，遇到空氣中的水分子就可以固化成一種堅韌的固體，從而達到對玻璃縫隙之間的粘合。固化后的硅酮膠具有具有耐候性、抗振性，和防潮、抗臭氣和適應冷熱變化大的特點。
6、服裝標牌硅膠
液態(tài)的服裝標牌硅膠固化后就是我們經常見到到服裝商的硅膠標牌。利用液體硅橡膠制作服裝標牌具有手感好、耐磨、生產效率高等特點。
7、高溫硅膠
普通高溫液體硅橡膠用于制作硅膠模具可以耐高溫度在200~300攝氏度之間，而用于航空及燙金等行業(yè)高溫液體硅橡膠固化后可長時間在400℃至1300℃環(huán)境下工作而不發(fā)生性能的變化。
8、人體硅膠
人體液體硅橡膠是一種固化硬度較小的液體硅橡膠，無毒、對人體物無任何不佳影響，因此可以植入人體內部，通常用于制作假肢等。還可用于仿真人物等。
另外，結合包裝形狀和交聯機理液體硅橡膠可如下分類：
一、單組份液體硅橡膠：
1、縮合型液體硅橡膠-RTV：
（1）脫醋酸型RTV
（2）脫醇型RTV
（3）脫酮肟型RTV
（4）脫酰胺型RTV
（5）脫胺型RTV
（6）脫丙酮型RTV
2、加成型液體硅橡膠-LTV
二、雙組份液體硅橡膠：
1 、縮合型液體硅橡膠-RTV：
（1）脫醇型RTV
（2）脫氫型RTV
（4）脫羥胺型RTV
2、加成型液體硅橡膠(RTV、LTV)
液體硅橡膠由根底聚合物、交聯劑、催化劑三個部分組成。此外依據不同要求還可參加補強填料、顏料、催化劑、抑制劑、深部硫化劑、耐熱助劑、脫模劑、阻燃劑、輔助調節(jié)劑、及增稠劑等添加劑。
液體硅橡膠以其品種眾多，功能優(yōu)良，適應性強及運用方便等而博得人們表睞，盡管它們的開發(fā)歷史較短，但發(fā)展速度則超過了混煉型硅橡膠，它是有機硅產品中很活躍進的一個領域。
液體硅橡膠與普通硅膠有啥不一樣？
液體硅橡膠、硅橡膠材料的優(yōu)點應用漸漸被人們發(fā)覺，代替了我們日常生活中的很多其他材質物品。液體硅橡膠區(qū)別于普通硅膠材料特性的好處，下面就和大家簡單的介紹說明一下：
1、液體硅橡膠原料均屬較低的粘度，流動性好、易灌注成型、易操作。
2、液體硅橡膠固化產物收縮率低，小于0.1%，具有耐水防潮性好的優(yōu)點。
3、液體硅橡膠穩(wěn)定性好，未加入固化劑時 (在室溫25攝氏度以下密封不受潮、不遇高溫) 可放置至少1年以上不變質。
4、液體硅橡膠耐化學藥品性好，耐酸堿、耐氣候和多種化學藥品。
5、機械強度好、優(yōu)良的高溫耐壓縮性能，可根據客戶需求調配不同強度的產品。
6、電絕緣性優(yōu)良，介電性能極好，在高溫下的介電性能極好，在高溫下的介電性大大超過有機橡膠。
7、 優(yōu)異的耐高低溫性能、固化成型長久不變形；高拉伸和抗撕裂強度，翻模次數多，可反復使用。
8、不受制品厚度限制、可室溫也可加溫固化成型，無毒無味、可通過歐盟RoH指令、FDA食品級質量要求檢測認證，也可通過擠出熱空氣硫化成型等方法制作各種制品。
最新應用專利
成都硅寶科技股份有限公司研制的人造革用液體硅橡膠獲國家發(fā)明專利授權。
有機硅皮革是近年來新興的一種皮革材料，能夠降低皮革產業(yè)對于石化資源的依賴，實現對傳統(tǒng)皮革涂層材料的替代，從而滿足可持續(xù)發(fā)展和碳達峰的政策要求。但當傳統(tǒng)液體硅橡膠用于有機硅皮革時，無法同時滿足有機硅皮革對涂層材料高機械強度、低揮發(fā)性有機化合物、黏結性能好、脫模性好等要求。為此，硅寶科技通過合成特定結構的手感劑、脫模劑，成功制備出人造革用液體硅橡膠。
該款人造革用液體硅橡膠具有生產工藝簡單、成品手感舒適、防污、耐候性好、耐高低溫、更環(huán)保等特點。
7大類納米粉體材料在液體硅橡膠中的應用
液體硅橡膠主要是由基礎聚合物、增強填料、交聯劑以及各種助劑等組分按一定的比例制得具有自流平性及觸變性的基膠，然后在室溫或者加熱條件下與空氣中的水分接觸或與交聯劑作用形成的彈性體。
由于純液體硅橡膠的物理機械性能非常差，一般需要經過增強改性以滿足實際應用需求，其中添加增強填料無疑是最為簡潔便利的方法。常用的納米填料主要有納米二氧化硅、納米碳酸鈣、有機蒙脫土、碳納米管和石墨烯、納米氧化鋅、納米二氧化鈦、碳化硅、氧化鋁及納米銀線等。
1、納米二氧化硅（SiO2）
納米SiO2合成的方法主要以氣相法和沉淀法為主，采用氣相法制備的納米SiO2表面羥基少，粒徑均勻，分散性較好。祝智敏等以氣相法SiO2作為增強填料，發(fā)現添加10份SiO2后，液體硅橡膠的物理機械性能有明顯的提高，邵爾A硬度、拉伸強度和剪切強度可分別達到40、1.6MPa、1.4MPa；經過老化后剪切強度沒有顯著的變化。
由于氣相法SiO2的成本較高，因此成本較低的沉淀法SiO2備受關注。沉淀法SiO2含水量較高，表面羥基數也遠遠高于氣相法SiO2，使得沉淀法SiO2的表面活性很高，極易發(fā)生團聚，不利于在橡膠基體中分散，因此為了解決這一問題通常采用物理或者化學方法對其進行表面改性，阻止團聚現象的產生，提高其分散性。
Li等開發(fā)了一種液相原位表面修飾的改性方法，結果發(fā)現，經過修飾后的沉淀法SiO2與液體硅橡膠基體的相容性有了極大地提高，對于液體硅橡膠增強效果不亞于氣相法SiO2，從而拓寬了沉淀法SiO2的應用前景。
2、納米碳酸鈣
納米碳酸鈣具有粒徑小、比表面積高、表面活性高、填充量大及利于加工等優(yōu)點，其作為橡膠增強填料不僅成本低廉，而且表現出很好的增強增韌、殺菌消毒等效果，因此納米碳酸鈣作為一種常見的增強填料被廣泛應用于液體硅橡膠。
Yin等以納米碳酸鈣作為液體硅橡膠的增強填料，結果發(fā)現，當納米碳酸鈣的添加量為100份時，硅橡膠的拉伸強度與未增強硅橡膠相比提高了4.4倍，扯斷伸長率提高了3倍，同時耐熱氧老化性、耐油性也有顯著的提高，表明納米碳酸鈣具有突出的增強效果。
3、有機蒙脫土（OMMT）
蒙脫土（MMT）是一種典型的層狀硅酸鹽，在橡膠工業(yè)中是一種較為常見的增強填料。為提高MMT與硅橡膠的相容性，通常對其進行有機改性以制得OMMT。研究發(fā)現，OMMT可以很好地分散在硅橡膠基體中，從而大幅提升硅橡膠的物理機械性能。
Wang等通過溶液插層法制備了OMMT/液體硅橡膠復合材料，發(fā)現復合材料的物理機械性能遠優(yōu)于氣相法SiO2/液體硅橡膠復合材料；結構分析表明，OMMT在橡膠基體中呈現剝離態(tài)結構。
4、碳納米管（CNT）
由于CNT長徑比大、模量高以及極高的韌性和較低的密度，使其一直以來備受關注，因而CNT在液體硅橡膠增強領域的研究也越來越廣泛。
Frogley等研究發(fā)現，用SWNT增強液體硅橡膠的初始模量隨著SWNT添加量的增加而增大；SWNT的高長徑比、低密度及其在橡膠基體中良好的分散性對復合材料具有突出的增強效果。此外，許多研究表明，用CNT對硅橡膠起到增強效果的同時還賦予了硅橡膠一定的導熱性。
5、石墨烯
石墨烯是一種以sp2碳原子雜化而成的具有六邊形點陣排列的一類二維納米材料，其具有優(yōu)異的電學、熱學以及物理機械性能，且性能穩(wěn)定，來源廣泛，制備簡單，是一種非常理想的功能性填料。
文章來源： 橡膠技術網，深圳宏圖硅膠，粉體技術網
那么，液體硅橡膠有哪些不同的種類？液體硅橡膠與普通硅膠有啥不一樣？最近，有啥新專利？不同納米粉體材料在液體硅橡膠中的應用是怎么樣的？
液體硅橡膠類型
即為物理型態(tài)為液體的硅膠，按照不同的叫法習氣也叫做液體硅橡膠，液態(tài)硅膠，液態(tài)硅橡膠。
液體硅橡膠運用黏度較低的的聚硅氧烷為根底聚合物，無需運用雜亂的混煉及成型加工設備，在室溫或稍許加熱的條件下通過與濕氣接觸或與交聯劑混勻，即可硫化成彈性體。
液體硅橡膠依其包裝形狀可分為單組分液體硅橡膠和雙組份液體硅橡膠，依其交聯機理則可分為縮合型液態(tài)硅膠及加成型液態(tài)硅膠兩種。縮合型液態(tài)硅橡膠少數加成型液態(tài)硅橡膠可在室溫下硫化成彈性體，故又稱室溫硫化硅橡膠（簡稱RTV膠）。
液體硅橡膠根據性能、用途的不同可以分為以下8種：
1、模具硅膠
模具液體硅橡膠是一種新型的制模材料，用模具硅膠制作的硅膠模具相比鋼模在生產效率和制作成本上具有巨大的優(yōu)勢。如今，模具硅膠已廣泛應用于玩具行業(yè)，人物復制，建筑裝飾裝潢行業(yè)，不飽和樹脂工藝品行業(yè)，仿真動植物雕塑，佛雕工藝品等多種行業(yè)的模具制作，波麗工業(yè)品。
2、移印硅膠
移印液體硅橡膠是用于制作移印膠頭，主要用于塑膠玩具，電鍍產品，電子玩具，商標，不規(guī)則圖案的印刷。移印膠頭就是將鋼板上的圖案通過膠頭做載體，再把鋼板上的圖案轉印在玩具產品上。移印液體硅橡膠可以通過添加硅油來控制硬度。
3、電子灌封硅膠
電子灌封液體硅橡膠主要用于電子產品的灌封，利用電子灌封液體硅橡膠可以對電子產品起到密封、防水、防塵、導熱、防震、絕緣等作用。另外，一種是用于LED的灌封膠，具有高透明、高折射率的特性。
4、手板硅膠
手板液體硅橡膠又被稱之為首板硅膠，通常用于制作手板模型，相比手板油泥手板液體硅橡膠固化后具有耐磨，回彈力強的特點。
5、硅酮膠
硅酮膠就是我們通常所說的玻璃膠，它也是液體硅橡膠的一種。硅酮膠在使用過程中無序添加固化劑，遇到空氣中的水分子就可以固化成一種堅韌的固體，從而達到對玻璃縫隙之間的粘合。固化后的硅酮膠具有具有耐候性、抗振性，和防潮、抗臭氣和適應冷熱變化大的特點。
6、服裝標牌硅膠
液態(tài)的服裝標牌硅膠固化后就是我們經常見到到服裝商的硅膠標牌。利用液體硅橡膠制作服裝標牌具有手感好、耐磨、生產效率高等特點。
7、高溫硅膠
普通高溫液體硅橡膠用于制作硅膠模具可以耐高溫度在200~300攝氏度之間，而用于航空及燙金等行業(yè)高溫液體硅橡膠固化后可長時間在400℃至1300℃環(huán)境下工作而不發(fā)生性能的變化。
8、人體硅膠
人體液體硅橡膠是一種固化硬度較小的液體硅橡膠，無毒、對人體物無任何不佳影響，因此可以植入人體內部，通常用于制作假肢等。還可用于仿真人物等。
另外，結合包裝形狀和交聯機理液體硅橡膠可如下分類：
一、單組份液體硅橡膠：
1、縮合型液體硅橡膠-RTV：
（1）脫醋酸型RTV
（2）脫醇型RTV
（3）脫酮肟型RTV
（4）脫酰胺型RTV
（5）脫胺型RTV
（6）脫丙酮型RTV
2、加成型液體硅橡膠-LTV
二、雙組份液體硅橡膠：
1 、縮合型液體硅橡膠-RTV：
（1）脫醇型RTV
（2）脫氫型RTV
（4）脫羥胺型RTV
2、加成型液體硅橡膠(RTV、LTV)
液體硅橡膠由根底聚合物、交聯劑、催化劑三個部分組成。此外依據不同要求還可參加補強填料、顏料、催化劑、抑制劑、深部硫化劑、耐熱助劑、脫模劑、阻燃劑、輔助調節(jié)劑、及增稠劑等添加劑。
液體硅橡膠以其品種眾多，功能優(yōu)良，適應性強及運用方便等而博得人們表睞，盡管它們的開發(fā)歷史較短，但發(fā)展速度則超過了混煉型硅橡膠，它是有機硅產品中很活躍進的一個領域。
液體硅橡膠與普通硅膠有啥不一樣？
液體硅橡膠、硅橡膠材料的優(yōu)點應用漸漸被人們發(fā)覺，代替了我們日常生活中的很多其他材質物品。液體硅橡膠區(qū)別于普通硅膠材料特性的好處，下面就和大家簡單的介紹說明一下：
1、液體硅橡膠原料均屬較低的粘度，流動性好、易灌注成型、易操作。
2、液體硅橡膠固化產物收縮率低，小于0.1%，具有耐水防潮性好的優(yōu)點。
3、液體硅橡膠穩(wěn)定性好，未加入固化劑時 (在室溫25攝氏度以下密封不受潮、不遇高溫) 可放置至少1年以上不變質。
4、液體硅橡膠耐化學藥品性好，耐酸堿、耐氣候和多種化學藥品。
5、機械強度好、優(yōu)良的高溫耐壓縮性能，可根據客戶需求調配不同強度的產品。
6、電絕緣性優(yōu)良，介電性能極好，在高溫下的介電性能極好，在高溫下的介電性大大超過有機橡膠。
7、 優(yōu)異的耐高低溫性能、固化成型長久不變形；高拉伸和抗撕裂強度，翻模次數多，可反復使用。
8、不受制品厚度限制、可室溫也可加溫固化成型，無毒無味、可通過歐盟RoH指令、FDA食品級質量要求檢測認證，也可通過擠出熱空氣硫化成型等方法制作各種制品。
最新應用專利
成都硅寶科技股份有限公司研制的人造革用液體硅橡膠獲國家發(fā)明專利授權。
有機硅皮革是近年來新興的一種皮革材料，能夠降低皮革產業(yè)對于石化資源的依賴，實現對傳統(tǒng)皮革涂層材料的替代，從而滿足可持續(xù)發(fā)展和碳達峰的政策要求。但當傳統(tǒng)液體硅橡膠用于有機硅皮革時，無法同時滿足有機硅皮革對涂層材料高機械強度、低揮發(fā)性有機化合物、黏結性能好、脫模性好等要求。為此，硅寶科技通過合成特定結構的手感劑、脫模劑，成功制備出人造革用液體硅橡膠。
該款人造革用液體硅橡膠具有生產工藝簡單、成品手感舒適、防污、耐候性好、耐高低溫、更環(huán)保等特點。
7大類納米粉體材料在液體硅橡膠中的應用
液體硅橡膠主要是由基礎聚合物、增強填料、交聯劑以及各種助劑等組分按一定的比例制得具有自流平性及觸變性的基膠，然后在室溫或者加熱條件下與空氣中的水分接觸或與交聯劑作用形成的彈性體。
由于純液體硅橡膠的物理機械性能非常差，一般需要經過增強改性以滿足實際應用需求，其中添加增強填料無疑是最為簡潔便利的方法。常用的納米填料主要有納米二氧化硅、納米碳酸鈣、有機蒙脫土、碳納米管和石墨烯、納米氧化鋅、納米二氧化鈦、碳化硅、氧化鋁及納米銀線等。
1、納米二氧化硅（SiO2）
納米SiO2合成的方法主要以氣相法和沉淀法為主，采用氣相法制備的納米SiO2表面羥基少，粒徑均勻，分散性較好。祝智敏等以氣相法SiO2作為增強填料，發(fā)現添加10份SiO2后，液體硅橡膠的物理機械性能有明顯的提高，邵爾A硬度、拉伸強度和剪切強度可分別達到40、1.6MPa、1.4MPa；經過老化后剪切強度沒有顯著的變化。
由于氣相法SiO2的成本較高，因此成本較低的沉淀法SiO2備受關注。沉淀法SiO2含水量較高，表面羥基數也遠遠高于氣相法SiO2，使得沉淀法SiO2的表面活性很高，極易發(fā)生團聚，不利于在橡膠基體中分散，因此為了解決這一問題通常采用物理或者化學方法對其進行表面改性，阻止團聚現象的產生，提高其分散性。
Li等開發(fā)了一種液相原位表面修飾的改性方法，結果發(fā)現，經過修飾后的沉淀法SiO2與液體硅橡膠基體的相容性有了極大地提高，對于液體硅橡膠增強效果不亞于氣相法SiO2，從而拓寬了沉淀法SiO2的應用前景。
2、納米碳酸鈣
納米碳酸鈣具有粒徑小、比表面積高、表面活性高、填充量大及利于加工等優(yōu)點，其作為橡膠增強填料不僅成本低廉，而且表現出很好的增強增韌、殺菌消毒等效果，因此納米碳酸鈣作為一種常見的增強填料被廣泛應用于液體硅橡膠。
Yin等以納米碳酸鈣作為液體硅橡膠的增強填料，結果發(fā)現，當納米碳酸鈣的添加量為100份時，硅橡膠的拉伸強度與未增強硅橡膠相比提高了4.4倍，扯斷伸長率提高了3倍，同時耐熱氧老化性、耐油性也有顯著的提高，表明納米碳酸鈣具有突出的增強效果。
3、有機蒙脫土（OMMT）
蒙脫土（MMT）是一種典型的層狀硅酸鹽，在橡膠工業(yè)中是一種較為常見的增強填料。為提高MMT與硅橡膠的相容性，通常對其進行有機改性以制得OMMT。研究發(fā)現，OMMT可以很好地分散在硅橡膠基體中，從而大幅提升硅橡膠的物理機械性能。
Wang等通過溶液插層法制備了OMMT/液體硅橡膠復合材料，發(fā)現復合材料的物理機械性能遠優(yōu)于氣相法SiO2/液體硅橡膠復合材料；結構分析表明，OMMT在橡膠基體中呈現剝離態(tài)結構。
4、碳納米管（CNT）
由于CNT長徑比大、模量高以及極高的韌性和較低的密度，使其一直以來備受關注，因而CNT在液體硅橡膠增強領域的研究也越來越廣泛。
Frogley等研究發(fā)現，用SWNT增強液體硅橡膠的初始模量隨著SWNT添加量的增加而增大；SWNT的高長徑比、低密度及其在橡膠基體中良好的分散性對復合材料具有突出的增強效果。此外，許多研究表明，用CNT對硅橡膠起到增強效果的同時還賦予了硅橡膠一定的導熱性。
5、石墨烯
石墨烯是一種以sp2碳原子雜化而成的具有六邊形點陣排列的一類二維納米材料，其具有優(yōu)異的電學、熱學以及物理機械性能，且性能穩(wěn)定，來源廣泛，制備簡單，是一種非常理想的功能性填料。
文章來源： 橡膠技術網，深圳宏圖硅膠，粉體技術網
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