LSR 액첨가 실리콘 고무의 가황 시간

첨가형 액상 실리콘 고무(LSR)는 축합형 액상 실리콘 고무에 비해 가황 과정에서 부산물이 없고 수축이 매우 적다는 장점이 있습니다. 가류방식의 장점을 가지고 있으며, 응축방식에 비해 고온에서의 밀봉 성능이 우수합니다. 또한 LSR은 공정이 간단하고 비용이 저렴하다는 장점도 있습니다. 이는 액상 실리콘 고무가 분자량이 작고 점도가 낮으며 가공 및 성형이 용이하고 혼합, 전성형, 후가공 등의 공정이 필요 없고 자동화가 용이하며 에너지와 노동력을 절약할 수 있기 때문입니다. 짧은 생산주기와 높은 효율성. 따라서 LSR의 원재료 가격은 일반 실리콘 고무에 비해 약간 높지만, 총 원가는 일반 실리콘 고무에 비해 저렴하며, 특히 소형 제품을 제조할 경우에는 이러한 측면에서 그 우월성이 더욱 두드러집니다.

1 LSR의 주요 구성 요소

LSR은 일반적으로 베이스 접착제-폴리메틸비닐실록산 원료 고무와 가교제-폴리메틸하이드로겐실록산, 촉매-전이 금속 복합체로 구성됩니다(예: 백금, 니켈, 로듐 등) 다양한 용도에 따라 기상법 또는 침전법 실리카, 산화철, 이산화티탄 및 카본 블랙 대기와 같은 다른 충전재를 추가할 수도 있습니다. 투명 등급 LSR을 제조하기 위해 실리콘 수지를 충진재로 첨가할 수도 있습니다. LSR은 가교제의 SiH기와 베이스 고무의 Si-Cl=CH2기 사이에 가교를 형성하여 얻어지는 실리콘 고무 엘라스토머의 일종입니다.

1.1 기본 접착제

폴리 비닐 실록산 원료 고무는 LSR의 기본 접착제입니다. LSR의 생고무는 일반적으로 수천에서 100,000~200,000에 이르는 넓은 분자량 분포를 가지고 있습니다. 분자량이 작은 구성요소는 점도를 감소시킬 수 있으므로 분자량이 큰 구성요소는 강도를 높일 수 있습니다. 가황 고무의 요구되는 특성에 따라 폴리메틸비닐실록산 원료 고무의 비닐 함량을 특정 범위 내로 제어해야 합니다. 비닐 함량이 너무 낮으면 가교 밀도가 작아지고 가황 고무의 성능이 저하됩니다. 반대로 가교 밀도가 너무 높으면 가황 고무가 부서지기 쉽고 신율도 떨어집니다. 그리고 노후화 저항은 가난할 것입니다. 폴리메틸비닐실록산 고무 분자의 말단 그룹이 비닐인 경우, 성형 팽창에 유리하고 인열 저항성이 향상됩니다. 폴리메틸비닐실록산 고무 분자 사슬 사이와 양쪽 끝 부분에 일정량의 비닐이 있어 성장이 동반됩니다. 분자 모델 자체를 통해 가황 고무의 물리적, 기계적 특성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

1.2 가교제

폴리메틸하이드로겐실록산은 LSR의 가교제입니다. 분자 내의 활성 수소 원자는 실리콘 원자와 기본 접착제에 직접 연결되어 있습니다. 폴리메틸비닐실록산 원료 고무의 비닐 그룹은 원료 고무를 가황시키기 위해 첨가 반응을 겪습니다. 일반적으로 분자 내에 적어도 3개 이상의 SiOH기가 존재하므로 가황 고무 네트워크 구조의 유연성과 물리적, 기계적 특성이 크게 향상될 수 있습니다. LSR을 제조할 때 가교제의 실리콘 그룹과 베이스 고무의 실리콘 그룹의 몰 비율에 주의해야 합니다. 이를 일치시켜야만 최고의 성능을 갖는 가황 고무를 얻을 수 있습니다. 비닐 그룹의 완전한 활용과 실리콘-수소 결합의 손실을 고려하면 일반적으로 약간 과잉의 수소 그룹을 갖는 것이 적절합니다.

1.3 촉매

주기율표 VIII족의 전이 금속 착물은 SiO2와 SiCH=CH2에 거의 부가 촉매 효과를 가지지만, LSR 백금에서는 그 화합물과 복합체는 일반적으로 다양한 형태로 사용됩니다. 현재 균질촉매가 주로 사용되는데, 그 중 염화백금산과 알켄, 시클로알칸, 알코올, 알데히드, 에테르 등으로 형성된 착물이 가장 일반적으로 사용된다. 이러한 종류의 촉매는 활성도와 선택도가 높기 때문에 대부분 활성도가 높아 고무 가황이 너무 빠르고 안전한 작동 시간이 짧습니다. 금속 백금으로 계산할 경우 백금 촉매의 최소량은 기본 접착제와 가교제 총량의 1×10-7이어야 합니다. 그러나 불순계에 의한 백금 중독 상황을 고려하면 실제 투여량은 일반적으로 1×10-6-2×10-5로 너무 높아 비경제적이며 억제제의 투여량을 증가시킨다.

1.4 억제제

폴리메틸비닐실록산 원료 고무는 충전제, 가교제 및 촉매와 혼합된 후 실온에서 반응할 수 있습니다. 고무재료의 혼합 및 가공에는 일정 시간이 소요되며, 작업 중에 반응물이 미리 응고되어 있으면 원하는 형상과 특성을 얻을 수 없습니다.

이는 LSR의 경우 더욱 요구되므로 가황온도 이전에는 촉매반응이 거의 일어나지 않으며, 가황온도에 도달한 후에는 촉매반응이 빠르게 진행되는 것이 요구된다. 반응은 일반적으로 억제제를 첨가하여 억제됩니다. 억제제는 백금 촉매와 특정 형태의 복합체를 형성하여 반응 평형의 움직임에 영향을 미칠 수 있습니다. 효과적인 억제제는 오랫동안 고무 화합물과 함께 배치될 수 있으며 가황 온도까지 가열될 때만 분해됩니다. 억제제는 두 가지로 나뉘는데, 하나는 고무재료에 첨가제로 첨가되어 백금과 상호작용하여 그 활성을 차단하는 것이고, 다른 하나는 백금의 활성을 억제하기 위해 미리 만들어진 억제성 리간드와 복합체(복합촉매)로 되어 있는 것입니다. 촉매 활동. 가장 일반적으로 사용되는 것은 상용성이 좋은 아세틸렌 알코올 화합물, 질소 함유 화합물, 유기 과산화물 등입니다. 추가되는 일반적인 양은 기본 접착제 품질의 1-5%입니다.

1.5 충진제

실리카블랙은 LSR의 보강 충진재로서 실리콘 고무와 축합 실리콘 고무를 혼합한 것처럼 LSR의 인장강도를 약 40배 이상 증가시킬 수 있습니다. 강도 요구 사항이 높고 유동성이 좋은 전자 부품 포팅이나 금형 제작에 사용되는 고무 재료의 경우 화이트 카본 블랙의 점도가 너무 높습니다. 베이스 폴리머에 용해되는 MQ계 실리콘 수지를 필러로 사용하면 LSR의 점도가 크게 증가하지 않지만 강도는 크게 향상되며 투명한 엘라스토머를 얻을 수 있습니다.

1.6 기타 배합제

일반 실리콘 고무 배합제는 LSR에 적합합니다. 배합제의 적절한 선택은 가황 고무의 성능을 향상시키는 중요한 방법입니다. 예를 들어, 알칼리 토금속 산화물, 희토류 원소 및 이들 금속의 특정 전이 금속 및 옥탄산염은 염화백금산 촉매를 사용하거나 석영 분말과 같은 난연성 충전제를 추가하여 LSR의 내열성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이산화티탄, 산화철, 코발트블루, 크롬황색, 산화알루미늄 등의 착색제는 다양한 색상의 LSR을 생산할 수 있으며, 카본블랙을 첨가한 LSR은 반도체 재료 등으로 사용할 수 있습니다.

2 가황 메커니즘

LSR의 가황 메커니즘은 일반 첨가 실리콘 고무와 동일하며, 비닐 함유 폴리다이오르가노실록산을 베이스 폴리머로 사용하고, 저분자량 폴리메틸하이드로겐실록산을 사용합니다. 가교제로 사용되며, 백금촉매 존재하에 가열하여 망상구조로 가교시킨다.

2.1 반응 과정

깨끗한 반응 탱크에 물질을 넣고 톨루엔을 첨가하여 용해한 후 베이스 폴리머와 완전히 혼합하고 가열 및 감압하는 과정을 설명하고, 톨루엔이 증발됩니다. 냉각 후, 계산된 양의 가교제와 촉매를 첨가하여 혼합 및 탈포한 후 70~80°C에서 2~4시간 유지하여 투명한 실리콘 고무로 경화시킵니다.

3 LSR의 응용 및 신제품 개발

LSR은 우수한 전기 절연성, 내노화성, 높은 기계적 강도, 우수한 탄성, 빠르고 편리한 성형이 가능하며, 가공 중에 부산물이 발생하지 않습니다. 반응이 무독성이며, 작동 온도가 넓고, 안전하고 위생적이며, 제품 확장성이 강하고, 다양한 형태와 용도의 차별화된 제품으로 만들 수 있습니다. 고전압 전력 전기 제품(예: 절연체, 피뢰기, 변압기 절연 재킷) 제조, 전선 및 케이블의 단자 접합부 등 전자 부품 및 전기 장비 포팅을 의료 재료로 사용할 수 있습니다. 인공 아가미, 인공 폐 및 안구 내 렌즈는 치과 인상 재료로 사용할 수 있으며 문화 유물 및 수공예품을 복사하는 데 사용되며 텔레비전 및 비디오 레코더의 변압기 건조 처리제 및 과일 및 야채를 신선하게 유지하기 위한 공기 건조 필름에 사용됩니다. . LSR 기술의 발전으로 생활화학, 인체 미용, 의료 및 건강, 스포츠 건강, 자동차 충격 흡수 및 기타 분야에서의 응용이 점점 더 광범위해질 것입니다. 과학과 기술의 발전으로 인해 점점 더 많은 신기술, 신제품 및 새로운 응용 분야가 실리콘 고무의 성능에 대한 더 높은 요구 사항을 제시하고 있습니다. 최근 몇 년 동안 특별한 특성을 지닌 다음과 같은 유형의 LSR이 개발되었습니다.

3.1 자기 윤활성(오일 블리딩) LSR

자기 윤활성(오일 블리딩) LSR의 가황 후 실리콘 오일 분자가 실리콘 표면에 천천히 침전되어 분포됩니다. 고무 부품으로 많은 작은 오일 비드를 형성합니다. 이러한 오일 비드는 씰 링 조립 과정에서 마찰을 줄이고 부품 손상을 줄이거나 방지할 수 있습니다. 또한, 24시간의 가황 및 성형을 통해 표면과 내부가 역동적인 균형을 이루게 되며, 표면의 실리콘 오일이 제거되면 내부에서 실리콘 오일이 서서히 석출되어 표면의 윤활성을 회복하게 됩니다.

3.2 자가 접착식 LSR

자가 접착식 LSR은 프라이머를 사용하지 않고도 대부분의 피착재에 우수한 접착력을 가질 수 있습니다. 프라이머 사용의 단점을 해결할 뿐만 아니라 실리콘 고무 및 기타 소재의 복합 부품 개발 및 생산을 촉진합니다. 자동차의 많은 부품은 실리콘 고무와 엔지니어링 플라스틱, 강철 및 기타 재료로 만들어집니다. 이러한 복합 부품을 생산하는 전통적인 공정은 별도로 가공한 다음 두 부품의 접착 표면에 접착제를 바르고 조립하는 것입니다. 이 공정은 노동 집약적이고 재고를 많이 차지하며 품질 관리가 어려울 뿐만 아니라 복잡한 설계의 복합 부품을 생산하는 데에도 사용할 수 없습니다. 이러한 모든 문제는 자체 접착식 LSR과 고급 2단계 LSR/ETP(엔지니어링 열가소성) 성형 공정을 사용하여 해결할 수 있습니다. 현재 자가접착식 LSR은 자동차 산업에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 또한, 자체 접착성과 자체 윤활성을 모두 갖춘 LSR도 있습니다. 이를 사용하여 생산된 복합 부품은 자체 접착성 LSR과 자체 윤활성 LSR의 장점을 모두 갖습니다.

3.3 액상 발포 실리콘 고무

일본의 Dow Corning Toray Silicon Co., Ltd.는 액상 실리콘 고무와 발포 실리콘 고무의 제조 방법에 대한 특허를 공개했습니다. 열팽창된 열가소성 수지 중공 입자 분말과 액체 디오가노폴리실록산(선택적으로 첨가된 무기 충진제 함유)을 혼합하고 충분한 양의 경화제를 첨가한 다음 수지 분말을 팽창시키기에 충분한 온도에서 재료를 열처리합니다. 밀도와 우수한 단열 특성이 생성됩니다. 일본의 Shin-Etsu Company는 자체 발포 열가황 액상 실리콘 고무 조성물을 개발했습니다. 이 조성물은 40°C에서 7일 동안 보관한 후에도 여전히 액체 상태입니다. 이 조성물은 가열 시 발포 속도가 1.2배이고 Shore A입니다. 경도 35.

3.4 고강도 LSR

로디아실리콘컴퍼니의 강화 실비온(등록상표) LSR 제품은 성형주기가 짧고, 탈형이 용이하며, 평균 인열강도가 우수합니다. 30-50이면 압축 변형이 작고 탄성이 좋으며 후가황이 필요하지 않습니다. Rhodia Silbione® LSR은 두 가지 종류가 있습니다. 하나는 100 솔리드이고 다른 하나는 순수 디메틸 실리콘 엘라스토머입니다. Clear Silbione® LSR은 사출 성형에 사용되며 액상 실리콘은 정맥 시스템, 정밀 금형, 튜브 성형, 식기 및 어린이 건강 관리 제품과 같은 건강 관리 및 소비자 제품을 만드는 데 이상적입니다. 현재 산업 및 헬스케어 분야에서 사용되는 제품은 경도 40, 50, 60, 70 표준품과 고강도 제품이 있습니다. 또한 USP 등급 점도 지수 표준을 충족하는 여러 제품을 사용할 수 있습니다. 다우코닝의 개량된 액상 실리콘 고무 Silas-tic 9280-70은 더 높은 내열성, 더 빠른 경화 및 더 나은 탈형 기능을 갖추고 있습니다. 150°C에서 약 5분간 경화하여 경도 70의 엘라스토머를 형성합니다. 성형 시 이 화합물은 이전 제제에 비해 압축 영구 변형 저항을 약 35%, 신율을 약 16% 향상시킵니다. 재료의 인장 강도는 성형 시 10만큼 증가할 수 있습니다.

3.5 액상 불소 실리콘 고무

액상 불소 실리콘 고무는 내열성이 뛰어나고 내유성이 뛰어나며 체적 팽창률이 낮고 디젤과 직접 접촉하여 제품을 생산할 수 있습니다. 가혹한 환경에서 장기간 안정성을 유지합니다. 2차 경화가 필요 없으며 영구 변형률이 낮고 착색이 쉽습니다. 자동차 등의 내유성 부품 생산에 이상적입니다. 그 외에도 고압등급 LSR과 내후경화형 LSR이 있습니다. 고전압 LSR은 UV 저항성, 내오존성 및 경량이라는 장점을 가지고 있습니다. 계절가황 LSR의 특징은 LSR의 가황시간을 자유롭게 조절할 수 있다는 점입니다.