浅论室温硫化硅橡胶胶粘剂粘接增强改性研究进

　　关键词：室温硫化硅橡胶胶粘剂；粘接性；增强改性；综述

　　论文摘要：室温硫化硅橡胶胶粘剂很多优异性能使其在电器、汽车、、、医疗等行业得到广泛应用。但由于其对各种基材的粘接性较差，对其粘接改性研究很多，主要包括交联剂，聚硅氧烷化学增强改性和粘接面表面改性等。本文主要从交联剂的选择、树脂的增强改性、粘接面的表面处理三个方面综叙了增强改性机理和国内外研究进展，并提出了未来研究方向。

　　前言

　　室温硫化硅橡胶（RTV）是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体，这种橡胶的最显著特点是在室温下无须加热、加压即可就地固化，使用极其方便。因此，一问世就迅速成为整个有机硅产品的一个重要组成部分，现在室温硫化硅橡胶已广泛用作胶粘剂。硅橡胶胶粘剂是以硅橡胶为基础原料经过配合而制成的胶粘剂。由于RTV硅橡胶分子量较低，因此素有液体硅橡胶之称，其物理形态通常为可流动的流体或粘稠的膏状物，其粘度在100～1000000厘斯之间。RTV硅橡胶是以羟基封端的聚硅氧烷为主体，分为单组分和双组分两种。单组分室温硫化硅橡胶对大多数基材的粘接性优良，能在-60～200℃温度范围长期使用，具有优良的电气绝缘性能和化学稳定性，对多种金属和非金属材料有良好的粘接性。主要用作各种电子元器件及电气设备的涂覆，包封材料起绝缘，防潮，防震作用；也可作为密封填隙料及弹性粘接剂等^[1]。双组分的室温硫化硅橡胶的组分比例富于变化，一个品种可以得到多种规格性能的硫化制品，而且还能深度硫化，但由于对于基材的粘接性能较差，主要用于电子电器、汽车、机械、建筑等行业作绝缘、封装、嵌缝、密封、防潮及制作辊筒的材料^[2]。硅橡胶自身的强度和对各种材料的粘附强度都比较低，限制了其应用范围。目前，对于RTV硅橡胶胶粘剂的增强改性研究，主要包括：交联剂，聚硅氧烷物理化学增强改性和粘接面表面改性等，以提高胶粘剂的粘接性能。

　　1、交联剂的选择

　　谢择民^[3]合成了一种油状硅氮聚合物交联剂(KH-CL)，不使用催化剂就可与硅橡胶发生交联反应，硫化胶在350℃氮气下老化24h后力学性能基本不变，同时其粘接强度提高3~7倍。范召东等^[4]使用含Si-N键数目3个以上的硅氮低聚物作为硫化剂，Si-N键在低浓度的有机锡盐催化作用下，与107胶的硅羟基发生缩合交联反应，其配制的双组分有机硅胶粘剂在粘接金属(不锈钢、铝、钛合金、铜等)、硅橡胶，粘接表面时不需要底胶进行处理，对以上材料的室温粘接强度超过2.0MPa，胶粘剂在粘接金属与硅橡胶、金属和金属时，分别经过250℃×20 h、300℃×200h、350℃×50h高温老化后,粘接强度分别达到2.2MPa、2.7MPa、1.2MPa以上。胶粘剂对金属表面不会产生腐蚀，已应用在飞机机载设备上。李周等^[5]通过硅氢加成反应合成一种新型醇型六官能度亚乙基硅氧烷，并以此作为交联剂，与107硅橡胶、填料、催化剂等配混，制备双组分脱醇型RTV硅橡胶。利用这种新型的交联剂来改善硅像胶的网络拓扑结构，从而提高硅橡胶的力学强度。在相同条件下，与使用普通商用的甲基三甲氧基硅氧烷(MTMS)得到的脱醇型RTV硅橡胶相比较，其拉伸断裂强度提高了近80%。

　　偶联剂由于含有硅醇键，可以作为脱醇型RTV硅橡胶胶粘剂的交联剂，同时偶联剂的加入还可以作为粘附促进剂，提高硅橡胶胶粘剂对材料的粘接力。姚似玉等对用甲基丙烯酸甲醋(MMA)-天然橡胶(NR ), 丙烯酰胺(AAM)-NR, 丙烯酸(AA)-NR三种接枝聚合物，以及氯丙基三乙氧基硅烷(WD-30偶联剂)和氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)改性的硅橡胶胶料的表面酸碱作用功能进行研究，结果表明：改性组分提高了聚合物的表面能，对粘接体系的粘合力有贡献^[6]。M.Dale Beer s等用烷氧基缩水甘油基取代烷氧基肟硅烷作粘附促进剂，制得硅橡胶密封剂与玻璃、金属、陶瓷都具有良好粘合性，无须底涂，无腐蚀性，且在149℃下还有很好的耐油性，可用于油污性表面的粘合^[7]。彭忠利等^[8]以a-官能团硅烷为自催化交联剂制备的RTV-1水性硅橡胶贮存性较差；当体系的pH值在9.5以上时，粘接力及持粘力较好。

　　2、树脂增强改性

树脂增强改性包括物理共混改性和化学改性。物理共混改性是利用与聚硅烷相容性好的树脂与聚硅氧烷共混，提高两者的相容性，从而提高主体材料的强度，如MQ硅树脂。化学改性是改善硅橡胶性能的主要方法，通过引入其它结构的分子链或化学基团，可以使硅橡胶的性能发生变化，其中性能的改变与引入分子的性质有关，用不同结构的化合物与硅橡胶分子发生反应就可得到性能各异的硅橡胶。丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂、苯乙烯等具有良好的综合性质，用它们改性，在保持硅橡胶许多原有优良性质基本不变的前提下，可使其在附着力、耐候性和固化性质等方面得到改善。

　　硅树脂可以用作双组分RTV胶粘剂的一种有效的增粘剂。国产GPS-4胶粘剂中加入了硅树脂，对一般材料具有良好的胶接强度，甚至对于难粘材料聚乙烯，只要在胶接前进行特定的处理，也能牢固地胶接。MQ硅树脂是由单官能硅氧单元(R₃ SiO_{1/ 4}

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