CN101638518A - 一种耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶及其制造方法，其特点是该室温硫化硅橡胶含有A和B二组分：A组分是将结构式为如图所示，n＝100～2000，R部分为甲基部分为苯基的α，ω－二羟基聚二有机硅氧烷100质量份，气相法白炭黑1～5质量份，云母粉10～40质量份，硅藻土30～70质量份，玻璃中空微球5～10质量份加入高速行星搅拌机中混合均匀；B组分是将硅油100质量份，交联剂60～120质量份，炭黑10～30质量份，偶联剂10～30质量份，催化剂1～2质量份加入高速行星搅拌机中，于真空度为0.06～0.099MPa，转速为20～600rpm条件下搅拌均匀；然后在室温下，将A和B二组分按A∶B＝11～13∶1质量比混合后使用。

Description

一种耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶及其制造方法，属于高分子材料领域。

背景技术

随着现代化工业的发展，各样化工污染物对环境的危害日益突出。化工厂在生产过程大量污染物包括废气废液等的排除常常是不可避免的，为了较好地处理此类废料，许多化工厂建立了废料处理系统，通过一系列化学物理的方法来处理所产生的各种废料。一些废料在处理过程中产生较强酸性的废气，如SO₂、SO₃等，废气排除时有较高的温度，腐蚀性极强。因此，废料处理系统的各种排污管道和器件都要求具有较好的耐酸及耐高温性能。通常的办法是在这些管道和器件上涂刷耐酸的防腐涂料。如CN 1139690公开了一种室温自硫化丁基橡胶衬里，作为防腐衬里在化工设备中使用，但这种材料的最高使用温度仅为150℃，不适合一些处理高温废气的系统。CN 1432589A公开了一种苯基和甲基倍半硅氧烷体的制备，这种涂料可以耐高温，但该专利中并未说明它的耐酸性能，也没有说明该涂料是否有弹性。

防腐涂料在使用过程中遇高温容易开裂，一般的无机物防腐涂料没有弹性，对于器件的接头部位也不能直接使用它来粘接。很多工厂将气液吸附性能优异的材料通过特种粘合剂粘附在管道的内壁，具有更好的过滤污物效果，这就要求此类特种粘合剂有较好的耐酸和耐高温性、粘接性、一定的力学强度以及良好的弹性，常用的防腐涂料不能作为粘合剂使用，因此，开发一种耐酸气腐蚀耐高温的粘合剂迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶及其制造方法，其特点是该耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶具有优异的耐高温、耐酸性能，双组分产品，硫化时间快，硫化后具有很好的弹性，作为粘合剂使用。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原材料份数除特殊说明外，均为质量份数。

耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶含有A和B二组分为：

A组分

α，ω-二羟基聚二有机硅氧烷    100份

气相法白炭黑                   1～5份

云母粉                         10～40份

硅藻土                         30～70份

玻璃中空微球                   5～10份

2、B组分

硅油                           100份

交联剂                         60～120份

偶联剂                         10～30份

催化剂                         1～2份

炭黑                           10～30份

其中α，ω-二羟基聚二有机硅氧烷的结构式为

n＝100～2000，R部分为甲基部分为苯基。

玻璃中空微球为硼硅酸玻璃中空微球，其平均粒径为30～40μm，体积密度0.1～0.7g/ml，经八甲基环四硅氧烷或六甲基二硅氮烷对微球表面Si-OH基进行疏水处理。

云母粉为绢云母粉，平均粒径为10～15μm。

硅油为聚二甲基硅氧烷，在温度25℃时粘度为0.05Pa·s～0.1Pa·s。

交联剂为正硅酸乙酯与正硅酸丙酯为1∶1的质量比混合物经水解回流后的产物。

偶联剂为γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1，3，5-三(三甲氧硅丙基)异氰酸酯中的至少一种。

催化剂为二丁基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二丁基二辛酸锡或辛酸亚锡中的任一种。

耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶的制造方法：

A组分：将α，ω-二羟基聚二有机硅氧烷100份，气相法白炭黑1～5份，云母粉10～40份，硅藻土30～70份，玻璃中空微球5～10份加入高速行星搅拌机内搅拌均匀；

B组分：将硅油100份，交联剂60～120份，催化剂1～2份，炭黑10～30份，偶联剂10～30份加入行星搅拌机内，于真空度为0.06～0.099MPa，转速为20～600rpm条件下搅拌均匀；

在室温下，将A和B二组分按A∶B＝11～13∶1质量比混合后使用。

用上述方法制得的耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶，在未处理时测试该密封胶性能，并在250℃条件下处理7天、在5％浓度的SO₂气体环境中置放168小时后测试性能。按GB/T 531-1999测试邵氏硬度；按GB/T 528-1998测试断裂伸长率和断裂强度；按GB/T7124-1986测试剪切强度。测试结果详见表1所示，结果表明：通过对比实施例方法制得的耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶与按照本发明制造的耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶比较，本发明的耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶经高温和酸作用后仍保持较好的力学强度和弹性。

本发明具有以下优点：

1.本发明的耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶克服了传统的防腐涂料没有弹性的缺点，提供了具有较好断裂伸长率的硅橡胶防腐粘结剂；

2.本发明的耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶使用了特殊方法制得的交联剂，得到的产品耐高温性能较好。

3.本发明的耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶采用了特殊的填料，得到的产品耐酸性更好。

4.本发明的耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶使用及制造方法简单，将一定比例的A组分和B组分在室温下共混后，即可使用，固化速度快；

5.本发明的耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶可在室温下24～48小时内固化，并且表面光滑平整、不发粘，对金属、防腐砖等基材有优异的粘接性能。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作一些非本质的改进和调整。

实施例1：A组分：将结构式为

n＝500，R是部分为甲基、部分为苯基的α，ω-二羟基聚二有机硅氧烷100份，气相法白炭黑1份，云母粉40份，硅藻土70份，玻璃中空微球5份加入高速行星搅拌机内，搅拌均匀；

B组分：将硅油100份，交联剂正硅酸乙酯∶正硅酸丙酯＝1∶1质量比混合物经水解回流后的产物60份，催化剂二丁基二乙酸锡1份，偶联剂γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷3份、偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷7份，炭黑10份加入行星搅拌机内，于真空度为0.06MPa，转速为20～600rpm条件下搅拌均匀；

在室温下，将A和B二组分按A∶B＝11∶1的质量比混合后使用，产品性能的测试结果详情见表1所示。

实施例2：A组分：将结构式为

n＝100，R是部分为甲基、部分为苯基的α，ω-二羟基聚二有机硅氧烷100份，气相法白炭黑5份，云母粉10份，硅藻土30份，玻璃中空微球10份，加入高速行星搅拌机内，搅拌均匀；

B组分：将硅油100份，交联剂正硅酸乙酯∶正硅酸丙酯＝1∶1质量比混合物经水解回流后的产物120份，催化剂二丁基二月桂酸锡2份，偶联剂γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷10份、偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷20份，炭黑30份加入行星搅拌机内，于真空度为0.099MPa，转速为20～600rpm条件下搅拌均匀；

在室温下，将A和B二组分按A∶B＝13∶1质量比混合后使用，产品性能的测试结果详情见表1所示。

实施例3：A组分：将结构式为

n＝200，R是部分为甲基部分为苯基的α，ω-二羟基聚二有机硅氧烷100份，气相法白炭黑3份，云母粉17份，硅藻土40份，玻璃中空微球7份加入高速行星搅拌机内，搅拌均匀；

B组分：将硅油100份，交联剂正硅酸乙酯∶正硅酸丙酯＝1∶1质量比混合物经水解回流后的产物90份，催化剂二丁基二辛酸锡1.5份，偶联剂γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷5份、偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷10份，炭黑20份加入行星搅拌机内，于真空度为0.07MPa，转速为20～600rpm条件下搅拌均匀；

在室温下，将A和B二组分按A∶B＝12∶1的质量比混合后使用，产品性能的测试结果详情见表1所示。

比较实施例：A组分：将结构式为

n＝200，R是部分为甲基部分为苯基的α，ω-二羟基聚二有机硅氧烷100份，碳酸钙100份加入高速行星搅拌机内，搅拌均匀；

B组分：将硅油100份，交联剂正硅酸乙酯90份，催化剂二丁基二辛酸锡1.5份，偶联剂γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷5份、偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷10份，炭黑20份加入行星搅拌机内，于真空度为0.06MPa，转速为20～600rpm条件下搅拌均匀；

在室温下，将A和B二组分按A∶B＝11∶1的质量比混合后使用，产品性能的测试结果详情见表1所示。

表1耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶性能测试结果

序号	性能	实施例1	实施例2	实施例3	比较实施例
						1	硬度，shoreA	45	42	40	42
3	拉伸强度，MPa	2.3	2.6	2.7	2.8
						4	断裂伸长率，％	70	85	80	150
5	剪切强度，MPa	2.1	1.8	1.9	2.2
						6	拉伸强度，MPa(250℃，7d)	2.1	2.2	2.3	脆化
7	拉伸强度，MPa(5％SO2气体，168h)	2.2	2.4	2.6	1.1

Claims (8)

1、一种耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶，其特征在于该室温硫化硅橡胶含有A和B二组分，按质量计为：

A组分

α，ω-二羟基聚二有机硅氧烷                100份

气相法白炭黑                               1～5份

云母粉                                     10～40份

硅藻土                                     30～70份

玻璃中空微球                               5～10份

B组分

硅油                                       100份

交联剂                                     60～120份

偶联剂                                     10～30份

炭黑                                       10～30份

催化剂                                     1～2份

其中α，ω-二羟基聚二有机硅氧烷的结构式为n＝100～2000，R部分为甲基部分为苯基。

2、按照权利要求1所述耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶，其特征在于玻璃中空微球为硼硅酸玻璃中空微球，其平均粒径为30～40μm，体积密度0.1～0.7g/ml，经八甲基环四硅氧烷或六甲基二硅氮烷对微球表面Si-OH基进行疏水处理。

3、按照权利要求1所述耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶，其特征在于云母粉为绢云母粉，平均粒径为10～15μm。

4、按照权利要求1所述耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶，其特征在于硅油为聚二甲基硅氧烷，在温度25℃时粘度为0.05Pa·s～0.1Pa·s。

5、按照权利要求1所述耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶，其特征在于交联剂为正硅酸乙酯与正硅酸丙酯为1∶1的质量比混合物经水解回流后的产物。

6、按照权利要求1所述耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶，其特征在于偶联剂为γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1，3，5-三(三甲氧硅丙基)异氰酸酯中的至少一种。

7、按照权利要求1所述耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶，其特征在于催化剂为二丁基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二丁基二辛酸锡或辛酸亚锡中的任一种。

8、按照权利要求1～7之一所述耐酸气腐蚀耐高温室温硫化硅橡胶的制造方法，其特征在于该室温硫化硅橡胶的制造方法包括以下步骤：

A组分的制备：将α，ω-二羟基聚二有机硅氧烷100份，气相法白炭黑1～5份，云母粉10～40份，硅藻土30～70份，玻璃中空微球5～10份加入高速行星搅拌机内搅拌均匀；

B组分的制备：将硅油100份，交联剂60～120份，催化剂1～2份，炭黑10～30份，偶联剂10～30份加入行星搅拌机内，于真空度为0.06～0.099MPa，转速为20～600rpm条件下搅拌均匀；

在室温下，将A和B二组分按A∶B＝11～13∶1质量比混合后使用。