脱醇型双组份室温硫化硅橡胶—基材密封垫片的研制

论文摘要

双组份室温硫化硅橡胶具有优异的回弹性、耐热性、耐寒性、耐候性、电绝缘性、防潮性、化学稳定性、无毒等特性,且使用极为方便,广泛的被用于建筑、汽车、电子、机械等行业。机汽工业上,由于长期处于一种高温、高压、震动的特殊环境之中,密封连接部件通常会出现“三漏”现象（漏油、漏水、漏气）,这会严重损害设备并可能造成安全事故。本文旨在研制一种能在较宽温度范围（-60～250℃）、较高压力以及水介质环境下长期使用的硅橡胶密封涂料,并将该涂料涂覆于金属或非金属基材表面,制备一种机械部件密封垫片,该垫片可用于农机、中大型汽车发动机以及水泵等垫片密封。本实验采用丝网印刷的方法将硅橡胶涂料涂覆在垫片基材表面,经固化表干后得到了一种复合密封垫片。本文主要采用α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基胶,分别讨论了补强体系、硫化体系及各种性能添加剂对硅橡胶基础胶料流平性、硅橡胶涂料的硫化速度、物理机械性能、交联密度、耐热空老化性能、耐液体性能及附着力的影响,并结合TG和DSC测试手段,最终确定出制备硅橡胶涂料的最佳配方。本文采用的主要补强填料是白炭黑,并研究了白炭黑表面性能对硅橡胶强度和流动性的影响。亲水性的白炭黑作为补强填料时胶料黏度较大但强度较好,而以疏水性的白炭黑作为补强填料时效果则相反；白炭黑的比表面积大会增大胶料黏度和强度,反之则降低；因此可以根据产品所需的性能来确定填料的选择,而本产品所使用的补强填料为疏水性、比表面较小的R972；研究还发现添加一种补强胶的硫化胶涂料具有很好物理机械性能,且弹性、密封性优良。交联剂及催化剂种类和用量的配比是影响硫化效果的关键。本课题采用空间位阻不同的交联剂与不同的锡盐催化剂相互配合,以确定能使涂料硫化速度和硫化后强度达到最优值的配比。在不影响涂料综合性能的情况下,控制调节胶料的可使用时间是决定工业上能否实现大规模丝印生产的基础。本实验研究了不同种类硅烷偶联剂对硅橡胶涂料可使用时间的影响；而作为垫片材料,硅橡胶表面的防粘性能也非常重要,本文对几种助剂进行研究,并最终发现添加防粘硅油的硅橡胶具有很好的防粘性。采用丝网印刷工艺将所制备的硅橡胶弹性密封涂料涂覆于基材表面；对基材进行有效的处理能改善涂料与基材之间的粘结力。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 硅橡胶的简介
• 1.1.1 硅橡胶的结构、分类及其性能
• 1.1.2 硅橡胶的基本性能
• 1.1.3 硅橡胶密封材料的应用
• 1.1.4 国内外有机硅橡胶的发展状况及趋势
• 1.2 缩合型室温硫化硅橡胶的研究进展
• 1.2.1 缩合型室温硫化硅橡胶的分类
• 1.2.2 缩合型室温硫化硅橡胶的性能研究进展
• 1.3 RTV-2有机硅密封胶
• 1.3.1 RTV-2有机硅橡胶密封涂料的特点
• 1.3.2 RTV-2有机硅橡胶密封涂料组成和配制
• 1.3.3 缩合型双组份室温硫化硅橡胶密封的应用
• 1.4 本课题研究的目的、意义以及创新点
• 1.4.1 研究目的及意义
• 1.4.2 创新点
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料与仪器
• 2.1.1 实验原材料
• 2.1.2 实验设备与仪器
• 2.2 密封胶的制备工艺
• 2.2.1 基础胶料的制备工艺
• 2.2.2 硫化剂的制备工艺
• 2.2.3 密封胶的制备工艺
• 2.2.4 工艺流程图
• 2.3 橡胶涂料性能测试
• 2.3.1 胶料操作时间测试
• 2.3.2 胶料表干时间测试
• 2.3.3 胶料自粘性测试
• 2.3.4 流平性测试
• 2.3.5 黏度的测试
• 2.3.6 硬度测试
• 2.3.7 力学性能测试
• 2.3.8 附着力的测定
• 2.3.9 交联密度测试
• 2.3.10 压缩永久变形率测试
• 2.3.11 耐热空老化性能测试
• 2.3.12 耐液体性能测试
• 2.3.13 热重分析
• 2.3.14 差示热扫描测试（DSC）
• 第三章 硅橡胶涂料的制备
• 3.1 胶料制备工艺及方案设计
• 3.1.1 制备工艺
• 3.1.2 方案设计
• 3.2 硅橡胶涂料配方的确定
• 3.2.1 硅橡胶涂料的基本配方
• 3.2.2 全补强填料的种类及用量对硫化胶性能的影响
• 3.2.3 半补强/增量填料种类及用量的确定
• 3.2.4 生胶/补强胶并用对胶料性能的影响
• 3.2.5 硫化体系的选择
• 3.2.6 添加剂的确定
• 3.2.7 硅橡胶密封涂料配方的确定及胶的TG、DSC测试
• 3.2.8 本章小结
• 第四章 硅橡胶涂层-基材复合密封垫片的制备
• 4.1 基材的处理
• 4.1.1 基材表面脱脂处理方法
• 4.1.2 金属基材的预处理
• 4.1.3 非金属基材的预处理
• 4.1.4 硅烷胶黏剂涂覆基材对涂层性能的影响
• 4.2 涂胶施工工艺
• 4.3 密封垫片性能测试
• 4.3.1 垫片性能测试项目及其标准
• 4.3.2 测试报告
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果