铂金触媒硫化剂PL-10A/TM-10B的制备与应用

铂金触媒硫化剂PL-10A/TM-10B的制备与应用

许永现
深圳市科骏驰科技有限公司，广东 深圳 518104)

[摘 要]本实验以乙烯基生胶为载体，以C-15E86硫化促进剂，以D4、高含氢硅油、含氢双封头等合成实验用交联剂，铂络合物为催化剂，制成透明双组份铂金触媒硫化剂。所要解决的技术问题是为硅橡胶制品工厂提供一种双组分铂金触媒硫化剂PL-10A/TM-10B。其优越性主要表现为硫化温度低，不需二次硫化等工艺.且无毒无味，物理力学性能好，提高生产效率，还能够有效降低生产成本，逐渐取代传统的过氧化物硫化剂，适用于硅橡胶制品模压、挤出等各种成型工艺。
[关键词]铂金触媒；冷缩电缆附件；生物相容性；模压与挤出

Preparation and Application of Platinum Catalyst Vulcanizing Agent PL-10A/TM-10B

XuYongxian
2.Shenzhen Kejunchi Technology Co., Ltd., Shenzhen 518104, China)

Abstract: Transparent two-component platinum catalyst vulcanizing agent was prepared by using vinyl silicone oil as carrier, C-15E86 as vulcanization accelerator, D4, poly (methylhydrosiloxane), hexamethyl-disiloxane as cross-linking agent and platinum complex as catalyst, providing a new kind of two-component platinum catalyst vulcanizing agent PL-10A/TM-10B for the silicone rubber industry. It is non-toxic and odorless, having excellent mechanical properties and low vulcanizing temperature, unnecessary to post-vulcanize. The PL-10A/TM-10B can fulfill moulding and extruding; thus it will gradually replace the traditional peroxide vulcanizing for improving productivity and reducing production cost.
Keywords: platinum catalyst, cold shrink cable accessories, biocompatibility, moulding and extruding


[                   
[作者简介] 许永现(1973-)，男，安徽宿州人，理学硕士，高级工程师，主要从事加成型硅橡胶产品的生产和研发。         
加成型热硫化固体硅橡胶是一种无毒、无味具有优良生理惰性的新型材料，主要表现为一种双组份加成硫化体系的固体硅橡胶。近年来在电子、电力电气.医疗、航空航天、食品卫生等行业中应用较为广泛，而随着这些行业的要求不断提高，特别对于生物医用食品级高分子材料的要求更为苛刻，都特别强调硅橡胶材料的安全性，要对人体无害，且符合食品级别。目前在硅橡胶材料生产过程中使用的硫化剂多为传统的过氧化物硫化剂，例如2，4－二氯过氧化苯甲酰（DCBP、商品名为“双二四”）、2，5－二甲基-2，5－二叔丁基过氧化己烷（DBPMH，商品名又称“双二五”）等，这种过氧化物硫化剂在使用过程中易产生异味，而且硫化温度、硫化速度都不尽如人意，生产的硅橡胶产品性能也不理想，在很多行业的应用均受到限制。加成型热硫化医用固体硅橡胶特别对于生物医用高分子材料的要求更为苛刻。除了具有医疗功能性之外，还要强调安全性，即不仅要治病，还要对人体无害。这是其它功能材料不曾强调的特殊要求。为此对医用材料的要求可以概括为材料与活体之间的相互关系。即材料对于活体要有生物相容性，活体对材料要求有
医疗功能和耐生物老化。生物相容性是生物对材料的生物适应，主要是对血液的反应（即血液相容性）对生物组织的反应（即组织相容性）和免疫反应等。这些反应又是相互联系的。材料的耐生物老化是生物对材料的反应，包括物理性质的变化和化学性质的变化，即要求这两方面都是惰性。双组份铂金触媒硫化剂PL-10A/TM-10B主要用于硅橡胶生产，特别适用于对卫生
性能要求较高，或硫化温度较低的硅橡胶的生产。目前在医学领域代替人工器官、整容、体内外修复和填补材料等方面
有广泛的应用，主要用在人工脑膜、人工鼻梁、人工下颌、人工肺、人工睾丸等和婴儿奶嘴，导尿管等制品。在高压电力电气领域主要用于冷缩电缆附件终端、电缆屏蔽和导电硅橡胶的生产。
本实验以乙烯基生胶为载体，以C-15E86硫化促进剂，以D4、高含氢硅油、含氢双封头等合成实验用交联剂，铂络合物为催化剂，制成透明双组份铂金触媒硫化剂（专利号ZL200610062031）然后对硫化剂的用量，使用方法等工艺的探讨，并且以生产婴儿奶嘴为例不同硫化体系、生产工艺对产品成本、生产效率影响的对比
1 实验
1.1 实验材料和设备
主要原料：
乙烯基生胶：110-2(摩尔质量份数0.03-0.15%，分子量75-80万)，江苏宏达化工新材料股份有限公司；八甲基环四硅氧烷（D4）：KF-994，信越化学工业株式会社；四甲基二乙烯基二硅氧烷（俗称乙烯基双封头）：宁波市鄞州恒昌助剂有限公司；含氢双封头:浙江三门鸿乡有机硅助剂厂；气相白碳黑:AEROSIL-300.德固赛公司；二甲基二乙氧基硅烷：浙江新安化工股份有限公司；含氢硅油：KF-99，信越化学工业株式会社；氯铂酸：CH-02，安徽裕虹有机硅材料有限公司；碳酸氢钠（AR）：天津大茂试剂厂；无水乙醇（AR）：广州试剂二厂；过氧化物硫化剂：DCBP/C-8B，子钧化工（中山）有限公司；烯丙基双封头，铂金络合物，硅橡胶硫化促进剂C-15E86，抑制剂：自制。
主要实验设备和检测仪器：
强力电动搅拌器，JBD-90型，上海标本模具厂；开炼
机 KSV2000,浙江湖山橡塑机械厂.密炼机:SH-10L.江苏如皋通达机械制造有限公司.平板硫化机:XW-20无锡市锡伟橡塑机械厂.拉力试验机:GT7010-AE,高铁检测仪器有限公司.冲片机:GT7016-A高铁检测仪器有限公司.邵氏硬度计:LX-A上海橡胶实验机械厂.硫变仪：EKT-2000，台湾晔中科技有限公司；
1.2 实验步骤
1.2.1 端含氢硅油的合成[1]
将D4、含氢双封头、含氢硅油KF-99、酸性阳离子树脂按一定比例投入三口烧瓶中，在65~70℃搅拌回流2 h；而后升温至115~120 ℃，继续搅拌聚合3 h结束反应；冷却，过滤，所得液体再投入三口烧瓶中，120 ℃减压脱除低分子，得到分子通式为H(CH3)2SiO〔(CH3)2Si0〕m〔H(CH3)2Si0〕nSi(CH3)2H的含氢硅油。
1.2.2 铂络合物催化剂的制取[2]
在三口反应烧瓶中加入1g氯铂酸的水溶液（Pt含量为37%）和由16g烯丙基双封头溶于35g无水乙醇中所组成溶液，慢慢加热到120℃回流2-3小时，再加入10g炭酸氢钠（AR）.然后在6。66KPa和45℃条件下蒸除无水乙醇和H2O，过滤固体物，制得一种铂的烯丙基硅氧烷配位的络合物，然后溶于一定量乙烯基硅油中备用。
1.2.3 实验用热硫化硅橡胶（HTV）胶料（高透明婴儿奶嘴胶为例）的制备
将乙烯基生胶110-2 100份，气相白碳黑AEROSIL-300 28-30份，二甲基二乙氧基硅烷 8份，脱模剂 0.15份投入300L密炼机中冷炼1 h，然后放置24 h，再升温至150～160℃抽真空热炼2-3 h，冷却后在开炼机上反复薄通5遍得实验用基胶，备用。
1.2.4 双组份铂金触媒硫化剂的配制
双组份铂金触媒硫化剂的配制工艺见图1











1.2.5 性能测试
其中先将TM-10B以0.6～5%的比例添加于硅胶中进行薄通均匀，然后再加0.4-0.5%PL-10A添加于混炼胶中薄通均匀，（混炼时要求辊筒温度不超过30℃）120℃×5分钟，过氧化物硫化DCPB的温度为120℃×5分钟制成标准试片分别用哑铃和直角裁刀截取。拉伸强度和扯断伸长率按GB/T528-1998测试，撕裂强度按GB/T528-1999测试，硬度按GB/T531-1999测试，硫化特性用无转子硫化仪按GB/T16584-1996测定。
2 结果与讨论
2.1 双组份铂金触媒硫化剂对不同温度下成形工艺周期的影响。
（PL-10A/TM-10B）是双组份硫化剂，必须分开添加于硅胶中，其中先将TM-10B以1.0～1.2%的比例添加于硅胶中进行混炼，均匀，然后再加0.5%的PL～10A于混炼胶中混炼均匀，用于挤出、模压、射出成型。混炼时要求辊筒温度不超过30℃。
2.1.1 无模热风加硫（挤出、射出成型）
1、对普通沉淀胶建议添加比例：PL-10A，0.5%；TM-10B，1.0～1.2%。加硫条件：使用IR（6米）恒温

许总,  专家型的老板啊！

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