不需化學發劑或V的硅海綿生產新技術

硅海绵材料用于需要利用硅氧烷聚合物的一些优点(如低温弹性,耐热性,抗UV和臭氧性以及电绝缘性)的场合。硅海棉作为橡胶制品中的新型产品,另外,海绵橡胶还有重量轻、缓冲性能好、隔热等优点。海绵重量轻的特点决定了它所需的材料少,在今天竞争激烈、要求苛刻的市场中,硅海绵与人造橡胶相比能切实的降低成本。在橡胶中加入化学发泡剂可以生产出传统的硅海绵。在硫化时,热量可以使发泡剂分解,产生陷在橡胶中的气泡,这就构成了海绵的泡孔。这些传统的发泡剂能产生有毒的副产品。

新型的封闭泡孔硅海绵技术被用于代替传统的反应型化学发泡剂和挥发性有机化合物(VOC)的使用。这种新型的海绵生产技术采用水作为发泡剂,能够产生均匀的泡孔结构,它的性能优点包括:

◆有弹性;

◆低压缩形变;

◆消除了与海绵加工有关的环境因素;

◆减少排风系统的使用;

◆没有令人不快的气味;

◆容易成型与挤出;

◆光滑均匀的挤出表面;

◆可接受的食品接触应用;

这些海绵产品的性能可以通过添加剂和调节剂得到增强。本文将会讨论这种技术的优点、性质和性能,以及硅海绵橡胶耐橡胶制品生产荷和终端用户的潜在好处。

海绵橡胶可以是开孔结构,也可以是闭孔结构。泡孔的结构由开孔区域的连接(开孔结构)或海绵结构的分离个体性质(闭孔结构)所决定。通过加入发泡剂,硅海绵橡胶既可以做成开孔结构,也可做成闭孔结构。发泡剂在加热时产生气泡以产生泡孔结构,同时,硫化反应产生胶连结构。除了较低的封闭压力、形状一致性和较低的密度与重量,硅海绵橡胶也具有增强的温度适应范围(长期使用-60℃~250℃,短期使用最高温度可达400℃),与有机橡胶海绵相比,这就提供了更宽的操作温度范围。传统上,使用过氧化物硫化和能产生有毒副产品的发泡剂来生产硅海绵。有些情况下,生产食物接触级别的硅海绵橡胶也是可能的,但是这些材料的处理过程会有限制,包括压缩形变和密度等性能也比较差。新的硅海绵技术采用铂硫化和采用水做为发泡剂。这种新技术能够使硅海绵产生一致的泡孔结构,均匀的表面和稳定的加工性质,加工时也不会产生气味。

应用

硅海绵橡胶的应用比较广泛。比较常见的应用包括汽车密封部件中的垫圈,复印机、打印机、传真机中的胶辊。消费级使用要求具有食物接触安全性,包括洗碗机和烤箱的密封图、午餐盒等。硅海绵橡胶尤其适用于固体橡胶会产生过高密封性和啮合力的场合,它较低的密度能降低总体成本,具有很好的隔热性。

海绵制造技术传统上是通过向橡胶配方中加入化学发泡剂来生产硅海绵橡胶。橡胶硫化过程中的热量会使化学友泡剂分解,所产生的气体(最常见的是氦气)就能够造成泡孔,这个过程是与橡胶分子的交联同时进行的。用过氧化物硫化法生产高均匀性硅海绵橡胶时,2,2偶氦二异丁腈( AIBN)是常用的氮气化学发泡剂。用这种技术生产的硅海绵从均匀性和泡孔尺寸的角度看是令人满意的,但是这种技术的缺点是会产生有毒的副产品。这是硅海绵在橡胶制品业中应用的一个主要的限制因素,因而也就有了对无毒、无害产品的需求。也有其他毒性稍小的化学发泡剂,如二亚硝基五次甲基四胺( DNPT)和偶氮二甲酰胺ADCA,但这种发泡剂可能会造成泡孔结构不良和物理性能不一致等后果。

最近,有生产荷发布了利用基于陶瓷或有机材料的中空填充剂生产硅海绵的方法,另一家公司宣布用强性微球体来产生海绵结构。然而,道康宁公司的海绵橡胶生产技术是基于硅酮的。这项新的技术用水作为发泡剂,采用具有专利的硅酮技术使水变成气体进而产生规则均匀的泡孔结构。

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