1.1 原材料選擇的原則

制備混煉硅橡膠的原材料選擇原則，既不能為降低成本一味追求使用低檔次廉價原材料，也不應(yīng)該超過實際需要盲目選用**原材料導(dǎo)致增加 生產(chǎn)成本和產(chǎn)品過剩性能浪費，應(yīng)依據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的具體使用要求和加工條件，科學(xué)合理地選擇和運用原材料，才可能生產(chǎn)出真正具有市場競爭力的上等產(chǎn)品。

1.2 原材料選擇與運用

高質(zhì)量生膠是生產(chǎn)高性能混煉硅橡膠的主要條 件之一，但是單純依靠生膠質(zhì)量也不可能完全解決 混煉硅橡膠產(chǎn)品質(zhì)量問題，除硅橡膠生膠之外，還 需要科學(xué)選用填料、結(jié)構(gòu)化控制劑、硫化劑及其它加工助劑，同時還要兼顧硅橡膠各種助劑組分之間 的組合匹配。

⑴ 基礎(chǔ)聚合物種類

不同類型硅橡膠生膠的性能差異較大，應(yīng)根據(jù)混煉硅橡膠的具體要求，選擇適用類型的生膠。例如，一般通用 型硅橡膠可應(yīng)用甲基乙烯基硅橡膠生膠；對應(yīng)于高耐熱和 耐輻射使用要求，則應(yīng)選用甲基苯基乙烯基硅橡膠，并且生膠的乙烯基含量不宜過高；為滿足更高耐輻射要求，應(yīng) 選擇苯撐硅橡膠或苯醚撐硅橡膠；耐油、耐溶劑要求的混 煉硅橡膠應(yīng)選擇聚甲基三氟丙基硅橡膠；與食品、醫(yī)療相 關(guān)的應(yīng)用，宜選用加成反應(yīng)硫化型的硅橡膠。

 ⑵ 硅橡膠生膠規(guī)格型號與結(jié)構(gòu)特點

硅橡膠生膠聚合物分子量的大小和分子量分布、生膠乙烯基含量和乙烯基側(cè) 鏈的分布與硅橡膠的工藝性能和使用性能密切相關(guān)。一般用于精細(xì)小件硅橡膠制 品加工的混煉硅橡膠，強(qiáng)調(diào)膠料流動性等加工性能，應(yīng)選用分子量適中的生膠； 對于要求機(jī)械性能較高、特別是強(qiáng)調(diào)要求硫化膠高撕裂強(qiáng)度的混煉膠，則需要選 擇分子量較高的端乙烯基硅橡膠生膠，并且生膠高分子側(cè)鏈乙烯基*好適當(dāng)集中 分布；用于長壽命硅橡膠按鍵加工的混煉膠，其硫化膠的壓縮長久變形和疲勞壽 命是重要性能指標(biāo)，應(yīng)特別選擇分子量分布相對較窄的生膠；用于導(dǎo)電硅橡膠加 工的生膠，則需要特別控制生膠的揮發(fā)分含量。

⑴ 填料種類

用于混煉硅橡膠的填充材料，包括補(bǔ)強(qiáng)填料、致廉填料（增量 填料）和特殊功能填料等。 常用的補(bǔ)強(qiáng)填料有氣相法白炭黑和沉淀法白炭黑等。為了降低 混煉硅橡膠生產(chǎn)成本，對于機(jī)械強(qiáng)度要求不高的硅橡膠，可適當(dāng)采 用半補(bǔ)強(qiáng)填料，如石英粉（硅微粉）、硅藻土、碳酸鈣粉（包括重 鈣、輕鈣、白艷華）、硅灰石粉、滑石粉等。 要求特殊功能的混煉硅橡膠，有時需要添加特殊功能的專用輔 助材料，以提高硅橡膠耐熱、絕緣性能，或賦予硅橡膠導(dǎo)熱、導(dǎo)電、 導(dǎo)磁等特定功能。

 ⑵ 填料的選擇與運用

白炭黑是*常用和補(bǔ)強(qiáng)效果*好的硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)填料。氣相法 白炭黑和沉淀法各有不同特點，各自適應(yīng)不同的使用要求。 為了降低生產(chǎn)成本，通用型混煉硅橡膠大量應(yīng)用沉淀法白炭 黑作補(bǔ)強(qiáng)填料。 選用沉淀法白炭黑時需要注意，其水懸液pH值呈中性的沉淀法 白炭黑不適宜用作硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料。

 ⑶ 填料處理

對于要求高擠出流動性能或高介電性能的混煉硅橡膠，應(yīng)采用 表面改性處理白炭黑作補(bǔ)強(qiáng)填料。環(huán)型或線型有機(jī)硅氧烷低聚物、 烷基烷氧基硅烷、有機(jī)硅氮烷及直鏈醇類等都可以用于白炭黑的表 面改性處理，其中以有機(jī)硅氮烷*為常用，并且處理效果較好。例 如應(yīng)用六甲基二硅氮烷處理白炭黑，可以使白炭黑粒子表面的部分 硅羥基被**硅基取代，成為疏水白炭黑，從而改善白炭黑與硅橡 膠的親和性能，混煉硅橡膠時吃粉速度加快，有效抑制混煉硅橡膠 的結(jié)構(gòu)化作用，提高硫化硅橡膠的機(jī)械性能和介電性能。

硅氮烷處理白炭黑的基本化學(xué)反應(yīng)是硅氮烷與白炭黑表面硅羥基的反應(yīng)：

 ［SiO2］≡Si-OH ＋ Me3Si-NH-SiMe3 ［SiO2］≡Si-O-SiMe3＋NH3

 為了保證白炭黑處理達(dá)到*佳效果，應(yīng)根據(jù)具體使用要求確定適當(dāng)?shù)奶幚?深度，在加硅氮烷處理白炭黑之前，還應(yīng)關(guān)注白炭黑表面硅羥基的含量，特別是 氣相法白炭黑，初出爐的白炭黑粒子表面硅羥基含量較少，伴隨倉儲時間延長而 有所增長，按照既定表面改性處理程度，只有在白炭黑表面硅羥基與硅氮烷匹配 的條件下才可能得到*佳處理效果。同時也需注意，白炭黑表面如有較大量的濕 存水，水將優(yōu)先與硅氮烷發(fā)生水解反應(yīng)，使硅氮烷水解生成六甲基二硅氧烷，以 致降低處理效果。因此，對于存在大量濕存水的白炭黑，應(yīng)該預(yù)先除去過量濕存 水之后再加硅氮烷進(jìn)行改性處理。 某些混煉硅橡膠需要加入特殊功能填料，有的特殊功能填料添 加量較大時會明顯損害混煉硅橡膠的加工性能，或降低硫化硅橡膠 的機(jī)械性能。

為了減緩或消除特殊功能填料的不利影響，可以預(yù)先 對特殊功能填料進(jìn)行表面改性處理。例如，對于改善硅橡膠耐熱性 能和絕緣性能的功能填料，可以采用類似白炭黑的表面改性處理工 藝，以改善其與硅橡膠料的親和性；對于高導(dǎo)熱或高導(dǎo)電硅橡膠配 伍的導(dǎo)熱導(dǎo)電填料預(yù)處理，需要注意適當(dāng)調(diào)控填料粒子表面處理深 度，以求達(dá)到既改善填料與硅橡膠的親和性，又不致妨礙填料粒子 表面接觸導(dǎo)熱或?qū)щ姽δ堋?

由于未經(jīng)表面改性處理的白炭黑表面硅羥基與硅橡膠高分子鏈中的氧原子容 易形成氫鍵，導(dǎo)致硅橡膠添加白炭黑的混煉過程容易產(chǎn)生凝膠，混煉硅橡膠長時 間貯存后流動性減低或硬化，即混煉硅橡膠結(jié)構(gòu)化。為了克服混煉硅橡膠結(jié)構(gòu)化 作用，常規(guī)方法是在混煉硅橡膠中添加結(jié)構(gòu)化控制劑。結(jié)構(gòu)化控制劑與白炭黑之 間的結(jié)合作用要強(qiáng)于硅橡膠高分子鏈與白炭黑之間的氫鍵作用，從而抑制或減弱 膠料結(jié)構(gòu)化。 多種含有極性基團(tuán)的低摩爾質(zhì)量有機(jī)物或有機(jī)硅化合物具有減緩硅橡膠結(jié)構(gòu) 化的作用，可用作硅橡膠結(jié)構(gòu)化控制劑的有機(jī)硅化合物或聚合物有以下四類：① 含羥基硅烷、②烷氧基硅烷、③硅氮烷、④含硼硅氧烷。工業(yè)生產(chǎn)實用的結(jié)構(gòu)化 控制劑主要是二苯基硅二醇、二烴基二烷氧基硅烷、短鏈烷氧基硅油和短鏈羥基 硅油等。  以二苯基硅二醇作混煉硅橡膠結(jié)構(gòu)化控制劑，制得的混煉硅橡膠料具有優(yōu)良 的貯存穩(wěn)定性和加工性能，其硫化膠制品耐熱性能好，但硫化膠的壓縮長久變形 性能略為遜色。 用作混煉硅橡膠結(jié)構(gòu)化控制劑的二烴基二烷氧基硅烷，其控制混煉膠結(jié)構(gòu)化 的作用與烴基種類密切相關(guān)，其中以甲基苯基二甲氧基硅烷的效果*好。烷氧基 封端的短鏈二烴基硅氧烷聚合物也具有較好的抑制混煉硅橡膠結(jié)構(gòu)化作用，常用 的烷氧基硅油類結(jié)構(gòu)化控制劑是黏度5～10mPas的甲氧基硅油或乙氧基硅油，其 中甲氧基硅油的抑制結(jié)構(gòu)化作用強(qiáng)于乙氧基硅油；黏度低的硅油降低結(jié)構(gòu)化作用 效率相對更高，但是過低粘度的硅油在硅橡膠混煉過程中容易揮發(fā)損失。

 用于硅橡膠硫化劑的有機(jī)過氧化物有多種，因它們各 自的分解（釋放自由基）溫度和半衰期不同，適用的硅橡 膠種類和膠料形態(tài)不同，對應(yīng)的硫化工藝也不同。硅橡膠 常用的硫化劑列于下表1。應(yīng)根據(jù)混煉膠料的組成、硅橡 膠制品的使用要求和加工工藝條件，科學(xué)地選擇硫化劑。

 ⑵ 硅氫加成反應(yīng)硫化體系

硅氫加成反應(yīng)硫化型熱硫化硅橡膠的基礎(chǔ)膠料是甲基乙烯基硅橡膠，其硫化 劑體系包括交聯(lián)劑、催化劑和抑制劑。將各種組分科學(xué)地混配組合，可以制得不 同工藝性能和使用性能的混煉硅橡膠。 硅氫加成反應(yīng)硫化型熱硫化硅橡膠的交聯(lián)劑是含有多個硅-氫鍵的甲基-氫硅 氧烷聚合物。相對于大部分甲基乙烯基硅橡膠，通常以含氫量0.3～0.6%的含氫 硅油作交聯(lián)劑，硫化后的硅橡膠可以達(dá)到較好的機(jī)械性能。 鉑催化劑是含鉑的化合物或絡(luò)合物，如氯鉑酸-異丙醇溶液、鉑-四氫呋喃絡(luò) 合物、鉑-甲基乙烯基硅氧烷絡(luò)合物、鉑-鄰苯二甲酸二乙酯絡(luò)合物等。

其中，由 氯鉑酸和四甲基二乙烯基二硅氧烷制得的鉑-甲基乙烯基硅氧烷配位絡(luò)合物的催 化效率*高。 喹啉、吡啶、叔丁基過氧化氫、炔的衍生物等對硅氫加成反應(yīng) 都有抑制作用，目前較普遍使用的抑制劑是炔醇類有機(jī)化合物。此 外，應(yīng)用適當(dāng)?shù)蛙浕c的微膠囊封裝鉑催化劑，將催化劑與硅橡膠 料隔離，可以配制成單組分熱硫化硅橡膠，當(dāng)加熱溫度高于微膠囊 軟化點之后，釋放出鉑催化劑，進(jìn)而催化硅氫加成反應(yīng)和完成交聯(lián) 硫化。

⑶ 復(fù)合硫化劑的應(yīng)用

根據(jù)模壓硫化、熱空氣硫化、蒸汽連續(xù)硫化或溶液硫化等常規(guī) 硫化工藝要求，對應(yīng)選用適當(dāng)分解溫度的硫化劑，除此之外，有時 拼用復(fù)合硫化劑會有更好的硫化效果。不同分解溫度的過氧化物硫 化劑并用，可以發(fā)揮階梯啟動硫化作用，從而達(dá)到避免焦燒和快速 完全硫化的綜合效果。對于甲基乙烯基硅橡膠，將過氧化物硫化劑 和加成反應(yīng)硫化的催化劑鉑絡(luò)合物并用，可以達(dá)到提高機(jī)械強(qiáng)度、 改善色澤和透明等明顯效果。

⑴ 顏料和染料

 與熱硫化硅橡膠配套應(yīng)用的顏料或染料，除需要滿足顏色要求之外，還要求 顏料和染料要具有與硅橡膠匹配的耐熱性、耐氣候老化性能和介電性能。

 ⑵ 抗黃變添加劑

硅橡膠中的某些雜質(zhì)在經(jīng)受高溫時可能產(chǎn)生有色物質(zhì)，導(dǎo)致硫化硅橡膠出現(xiàn) 黃變現(xiàn)象。為抑制硫化硅橡膠黃變，可在混煉硅橡膠中添加少量含氫硅油抑制黃 變。此外，在混煉硅橡膠中適量加入耐熱性優(yōu)良的藍(lán)色顏料群青或藍(lán)色染料酞青 藍(lán)等，也可以減輕硅橡膠黃變的視覺效果。 含胺基物質(zhì)容易被氧化產(chǎn)生黃色，為了防止硅橡膠黃變，*好不要應(yīng)用硬脂 酸胺等胺類化學(xué)品作硅橡膠內(nèi)脫模劑。

為提高硫化硅橡膠的機(jī)械強(qiáng)度，特別是為了提 高硫化膠拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度，宜選用適當(dāng)高分 子量的硅橡膠生膠，同時配合使用經(jīng)過表面改性處 理的白炭黑作補(bǔ)強(qiáng)填料；對于要求高疲勞壽命的硅 橡膠，應(yīng)選用分子量分布較窄的硅橡膠生膠。

⑵ 改善硫化硅橡膠耐熱性能

要求高耐熱的硅橡膠，特別需要注意選用不含有硅羥 基封端聚合物的硅橡膠生膠，同時*好應(yīng)用氣相法白炭黑 作補(bǔ)強(qiáng)填料，如果使用沉淀法白炭黑填料，則不可使用水 懸液顯中性的沉淀法白炭黑；在硅橡膠料中添加過渡金屬 氧化物等可吸收自由基的化學(xué)物質(zhì)，有利于提高硅橡膠的 耐熱性能。

 ⑶ 提高硫化硅橡膠介電性能

硅橡膠生膠中的低分子物和揮發(fā)分對于硅橡膠的介電性能有嚴(yán) 重的不利影響，為提高硅橡膠的電擊穿強(qiáng)度和降低介電損耗，必須 選用低揮發(fā)分的硅橡膠生膠；填料種類與硅橡膠介電性能相關(guān)，氣 相法白炭黑和沉淀法白炭黑相比較，前者的電絕緣性能和介電損耗 性能明顯優(yōu)于后者，非極性填料明顯優(yōu)于極性填料，經(jīng)表面疏水改 性填料明顯優(yōu)于未經(jīng)改性的填料；適量添加云母粉對于提高硅橡膠 電擊穿強(qiáng)度有顯著效果；在混煉硅橡膠中添加適量硅油，可賦予硫 化后硅橡膠持續(xù)疏水性能，有利于硫化硅橡膠的抗電污閃性能。

⑷ 提高硫化硅橡膠光學(xué)透明性能

應(yīng)用硅氮烷處理的細(xì)粒子（高比表面積）氣相法白炭黑，可望制得光學(xué)透明性能優(yōu)良的混煉 硅橡膠。

⑴ 捏合混煉設(shè)備

生產(chǎn)混煉硅橡膠的常用設(shè)備有捏合機(jī)、開放式煉膠機(jī)和濾膠機(jī)等。為提高生 產(chǎn)效率和降低能耗，*好采用高效率捏合機(jī)捏合硅橡膠。 另外，需要關(guān)注有的捏合機(jī)存在加工缺陷，捏合機(jī)攪拌槳葉不銹鋼板包覆套 可能存在未完全封閉的焊接縫隙，即使*初加工捏合機(jī)時的不銹鋼板包覆套焊縫 完好，捏合機(jī)長期使用，在捏合硅橡膠的過程中，反復(fù)經(jīng)歷加熱/冷卻循環(huán)過程， 攪拌槳的包覆鋼板和內(nèi)部碳鋼芯軸之間存在被封閉的空氣隙，必然反復(fù)經(jīng)受膨脹 /收縮交變，因此也會產(chǎn)生疲勞裂縫。捏合膠料時白炭黑中的水分進(jìn)入裂縫，在 加熱和抽真空時，水就會將鐵銹“洗涮”出來。盡管鐵銹總量不大，但終究要影 響混煉硅橡膠的色澤和介電性能。 還需注意，捏合機(jī)必須良好接地，應(yīng)用疏水白炭黑捏合混煉硅橡膠過程，如 果捏合機(jī)接地**，很可能因靜電積累發(fā)生爆炸。

 ⑵ 輔助設(shè)備與操作

加工混煉硅橡膠要用到原料和成品儲存、輸送設(shè)備。 為改善勞動條件和減少物料損失，白炭黑等輕質(zhì)易飛揚填 料輸送，應(yīng)采用負(fù)壓吸料或用隔膜泵輸送，避免粉塵飛揚 外溢污染環(huán)境和損害操作工人健康。 加工混煉硅橡膠是成熟的簡單工藝。一般操作是先將 計量的硅橡膠生膠加入捏合機(jī)，再加入計量的結(jié)構(gòu)化控制 劑和抗黃變含氫硅油等輔助材料，然后分批次添加白炭黑 等填料，進(jìn)行捏合。捏合后的膏狀物經(jīng)開放式煉膠機(jī)薄通 混煉。再通過濾膠機(jī)濾除機(jī)械雜質(zhì)。*后計量包裝。

為了改善捏合效果，*好改變加料順序：首先將白炭黑與結(jié)構(gòu) 化控制劑混合處理，然后再將混合過結(jié)構(gòu)化控制劑的填料分批加入 捏合機(jī)混煉。預(yù)先將結(jié)構(gòu)化控制劑與白炭黑等混合，實際上控制劑 與白炭黑之間發(fā)生了表面改性的有利作用，捏合過程填料吃粉快， 混煉硅橡膠的加工性能也有明顯改善。 在硅橡膠加填料白炭黑的捏合過程中，混合硅橡膠料*好加熱到 140℃以上，使二苯基硅二醇融化，方可充分發(fā)揮其抑制硅橡膠結(jié) 構(gòu)化的作用；或捏合后的混煉硅橡膠在添加過氧化物硫化劑之前， 需要預(yù)先加熱處理。

抗黃變含氫硅油一般黏度不大，過早將含氫硅油加入捏合機(jī) 中，在硅橡膠捏合過程中，含氫硅油容易揮發(fā)損失，故應(yīng)在捏合工 藝過程后期加入含氫硅油捏合混煉。 為提高生產(chǎn)效率，在混煉硅橡膠中添加顏料染料等小組分物 料，*好將小量輔料計量添加硅橡膠生膠，預(yù)先混煉制成輔料母 料，然后再計量取用和混煉，這樣有助于計量**，并且混料快速均勻。 

玉隆化工  玉隆顏料  玉隆增白劑 與你共創(chuàng)繽紛世界