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賀州碳酸鈣粉體在硅酮膠中常見(jiàn)問(wèn)題

作者:賀州粉體生產(chǎn)廠(chǎng)家 來(lái)源: 發(fā)表日期:2024/7/10

通常在制備硅酮膠時(shí)會(huì )加入少量的納米碳酸鈣(CCR)來(lái)補強,并降低成本,另外也使膠體保持良好外觀(guān)。但是納米碳酸鈣在應用過(guò)程中需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題:

1、水分含量造成粉體團聚

碳酸鈣水分較高,則顆粒表面的羥基(-OH)增多,其聚集體呈現出相互凝聚的傾向,在液相聚硅烷作用下形成三維網(wǎng)絡(luò ),使膠料的黏度增大,并在基料中形成13mm顆粒,造成混煉時(shí)間延長(cháng)。

因此,碳酸鈣粉體在使用前須烘干,控制水分含量在0.8%以下。

 2、二次團聚造成粒徑較大

二次團聚一般容易出現在粒徑較小的納米碳酸鈣產(chǎn)品中,隨著(zhù)納米碳酸鈣粒徑的范圍縮小到40-60nm時(shí),顆粒比表面積增大(2234m2/g),內聚力增強,易形成結合緊密的硬團,即為多孔狀的二次粒子。硅酮膠捏合過(guò)程中二次粒子難以分散均勻,而且顆粒數量較多時(shí),制品表面容易出現顆粒,甚至麻面霧面現象。因此需要通過(guò)一次或多次研磨將分散,或者延長(cháng)捏合時(shí)間。

 3、PH值過(guò)高催化固化

 Ph值過(guò)高會(huì )使硅酮膠的貯存穩定性降低,Ph越高,硅酮膠固化越快。貯存穩定性是硅酮膠制品的一個(gè)非常重要的質(zhì)量指標,理論上碳酸鈣的PH值呈弱堿性,可以采用弱有機酸或有機酸鹽,對其進(jìn)行表面包覆,對碳酸鈣表面有一定的中和作用,將其PH值控制在9.5以下。

 4、表面處理不足或過(guò)剩

 當表面處理不足時(shí),碳酸鈣顆粒表面為極性部分,與硅酮膠中非極性有機物中難相容,造成分散困難,出現混煉時(shí)難吃粉延長(cháng)捏合時(shí)間,即使充分混合后,由于碳酸鈣表面缺乏足夠有機物表面活性劑包覆,使硅酮膠體系與極性碳酸鈣界面接觸幾率明顯增加,而碳酸鈣表面存在較多的羥基,這些基團能與液相硅橡膠分子鏈中的Si-O鍵形成氫鍵(物理吸附),其結果將會(huì )產(chǎn)生兩種不同的作用:一方面導致硫化膠物理力學(xué)性能的提高,另一方面也會(huì )在體系內部產(chǎn)生結構化現象,導致膠料的儲存穩定性下降。

當表面處理劑過(guò)剩時(shí)對硅酮膠的生產(chǎn)同樣產(chǎn)生不利影響,可能造成黏結性能下降、制品物理性能降低。

對黏結性能的影響:

因為硅酮膠是一種粘膠制品,要求必須與施工介質(zhì)表面有良好的黏粘性能,為提高這種黏粘性能,硅酮膠配方中較多采用硅烷偶聯(lián)劑改進(jìn)增強,這種黏粘性能是靠硅烷偶聯(lián)劑中的活性基團與施工介質(zhì)表面以范德華力或氫鍵形成物理吸附或者借助基團的反應形成化學(xué)鍵。當碳酸鈣表面處理劑過(guò)量時(shí),其有機基團數量明顯增多(尤其以有機雜合物為主要表面處理劑的納米碳酸鈣產(chǎn)品更為明顯),硅烷偶聯(lián)劑中的部分基團會(huì )與碳酸鈣表面活性劑分子中有機基團鍵合,從而影響對施工界面黏結性能。

對制品物理性能的影響:

表面處理劑過(guò)量使碳酸鈣顆粒表面與硅酮膠體系直接氫鍵結合的幾率減少,主要依靠表面活性劑有機分子與體系的結合,因為碳酸鈣表面活性劑分子以有機長(cháng)鏈分子為主,這種有機分子之間的結合力表現較為柔性,因此固化后的硅酮膠制品模量較低,如果在碳酸鈣表面有適當的一部分能與硅酮膠體系氫鍵結合,則體系的網(wǎng)狀結構更為牢固,內聚力更強。這樣的制品抗撕裂強度會(huì )有所提高。另外,表面處理劑中的短鏈有機物易揮發(fā),當處理過(guò)量時(shí),產(chǎn)品的揮發(fā)份會(huì )升高,使硅酮膠真空捏合過(guò)程中抽出的低沸點(diǎn)有機物增加。

 5、影響脫醇型膠貯存穩定性

在一些硅酮膠企業(yè)中曾出現過(guò)該問(wèn)題,給對納米碳酸鈣和硅酮膠企業(yè)帶來(lái)較大的困惑。由于硅酮膠的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品特性決定硅酮膠制品在加入交聯(lián)劑后制得的成品須密封儲存,一旦成品出現質(zhì)量問(wèn)題則很難對成品進(jìn)行返工處理,造成的損失較大。

據相關(guān)資料顯示,脫醇型硅酮膠一般多采用高水解活性硅烷偶聯(lián)劑,在沒(méi)有引入羥基和水分清除劑情況下,碳酸鈣中的微量水分和硅烷偶聯(lián)劑容易反應生成游離醇,從而引起體系的貯存穩定性和硫化性能下降。特別是表面處理不足的產(chǎn)品在儲存過(guò)程中吸潮非???,加之納米碳酸鈣二次粒子水分本身就很難排除,因此有理由認為該條件下的碳酸鈣顆粒表面具有較多水分和羥基,相應形成以碳酸鈣為結點(diǎn)的局部微觀(guān)網(wǎng)狀結構,嚴重時(shí)出現局部微觀(guān)結構化,應力集中現象,形成較多分布均勻的細小顆粒”(實(shí)際收縮或突起)。這種顆粒還有一個(gè)奇特現象是當體系溫度升高時(shí)會(huì )逐漸消失,可以解釋為:由于體系溫度升高,分子熱運動(dòng)加劇,使微觀(guān)的交聯(lián)結合被破壞,局部應力隨之減弱或消失,故硅酮膠表面和內部分子結構恢復到正常狀態(tài),出了暫時(shí)的顆粒消失。當體系溫度降低后,顆粒在原來(lái)位置重新顯現。


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