纳米硅橡胶

成果编号：25604

价格：面议

完成单位：南京师范大学

单位类别：211系统院所

完成时间：2019年

成熟程度：批量生产阶段

服务产业领域：新材料

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发布人：周宁琳离线

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纳米复合材料因其分散相尺寸介于宏观与微观之间的过渡区，这给材料的物理和化学性质带来特殊的变化，而且纳米材料由于比表面积大、粒间距小、表面活性高，并在磁性、光学性、电磁波吸收、化学活性等方面呈现出许多优异的特性，将其应用于高分子领域，可以明显改善高分子材料的物理机械性能、热稳定性、阻隔性、导电性、光学性等，是当前人们研究的热点。硅橡胶（Silicon Rubber）是耐热性、耐寒性最好的一类橡胶，在橡胶工业中占有重要而特殊的地位。多年来，硅橡胶在品种、性能、应用和产量等方面都有了快速的发展，广泛应有于电绝缘产品和密封制品等方面。硅橡胶产品已经在军事尖端技术中获得重大应用，如在运载火箭、导弹、通信广播卫星、实验卫星、“长征三号”火箭等试验中使用。另外在民用方面也获得了广泛的应用。例如在建筑业RTV-1大量用在嵌板、玻璃幕墙、门窗框架、预制混凝土板、公路、跑道、超净厂房、冷藏库等的接缝的密封。内装修方面用在厨房瓷砖、浴缸、水槽以及马桶周围的密封。此外还用作中空玻璃的密封，屋顶保温、防漏和室内外的修补材料等。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术、新产品

合作方式：技术开发、技术咨询、技术服务、技术入股、共建载体

参与活动： 2020年高校院所走进镇江高新区暨船舶海工产业产学研合作对接活动 2020年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 0 项
已授权专利,其中:发明专利 0 项

成果简介

综合介绍

创新要点

有机硅氧烷分子之间作用力很小，生胶单独硫化后其力学性能差，只有0.3Mpa左右，无使用价值，为了提高其力学性能，必须用填料补强。采用适当的补强剂可使硅橡胶硫化胶的强度达到1Mpa左右。目前工业上硅橡胶主要是用气相法二氧化硅（白碳黑）来补强，它们可以把硫化胶的强度提高20~30倍。但存在几个问题： 1、气相法二氧化硅价格贵。100份生胶中一般要添加10~20份气相法二氧化硅，拉伸强度约为1~1.5，伸长200[%]左右。 2、气相法二氧化硅粒径非常小（5~20nm），极易团聚，不易分散在生胶中，难以获得纳米尺度的均匀共混。 3、气相法二氧化硅在操作时容易被吸入人体，对操作者身体健康影响很大，易造成“硅肺”。针对以上问题，我们采用价格便宜的层状硅酸盐来增强硅橡胶，利用硅橡胶分子链插层进入硅酸盐的片层之间使层状硅酸盐解离成纳米量级的微粒均匀分散在硅橡胶基体中，最后得到的补强硅橡胶性能大幅度提高。具体表现在以下几个方面： 1．层状硅酸盐价格便宜。100份生胶中一般要添加1~6份改性的层状硅酸盐通过反应可使硅橡胶的拉伸强度提高200~300倍；伸长提高100[%]左右。例如添加1[%]的改性的层状硅酸盐通过反映可使硅橡胶的拉伸强度达1.8Mpa，伸长为380[%]。比添加20份的气相法二氧化硅性能还要高。添加4[%]的改性的层状硅酸盐则可使硅橡胶的拉伸强度达到2。26Mpa，伸长为300[%]。 2．很好的解决了纳米粒子分散问题。改性的层状硅酸盐很容易分散在生胶中。因为其粒子比较大且填料用量很少，所以没有团聚的问题。 3．对操作者身体健康没有影响。

技术指标

现在研究的结果表明，各项技术指标在国内外均处于领先地位。硅橡胶除了上述在军工和民用方面的用途外还可用于电子工业如小型电子元件的灌封和光学玻璃的粘和以及彩电装配线、二级管、晶体管、集成电路及大规模集成电路、可控硅整流器、印刷线路板、光导纤维等方面。此外，各类硅橡胶已广泛用于复印机、传真机、电子计算机终端辊筒等方面。另外还有硅橡胶模具、防粘涂层、压敏胶带等。随着汽车高性能化、电子化和发动机小型化，发动机内部的温度已超过150oC，周边的温度也迅速提高。现在一般的橡胶已难于适应要求。硅橡胶已迅速取代它们用作垫片、密封、胶管隔膜等。RTV主要用作就地成型方面以代替制品垫圈。例如，在发动机系统中，用作变速箱、汽缸套及盖的密封垫，阀杆密封，阀盖及油盘的垫片。另外还可用在汽车挡风玻璃、反光灯、排气管、尾灯、计量仪表及其它易受水淋设备的粘接密封。

其他说明

硅橡胶还可用作牙科取模、接触眼睛、人工角膜等，此外，加成型RTV硅橡胶还可用于整形方面。硅橡胶配成的溶液或乳液可用作纸张隔离剂，还可用于太阳能平板集能器中部件的粘接，并在其它部位用作密封剂及垫圈。以上这些是硅橡胶应用的领域的一部分，如果用我们现在研究的纳米硅橡胶取代现有的应用领域，将会取得巨大的经济效益和社会效益。

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