浅论室温硫化硅橡胶胶粘剂粘接增强改性研究进展

论文关键词：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

1、交联剂的选择

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 SiO1/ 4

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Polmarrle研究发现，增加聚二甲基硅氧烷分了中X链节的含量后，与过氧化物、由六甲基二硅氧烷和异丙醇处理过的二氧化硅混合制得的胶粘剂，对钢的粘接性能良好[11]。

聚苯乙烯是用途广泛的塑料，但抗冲击性能较差，但经过与橡胶共混，可以大大提高冲击性能，其韧性也有提高。聚硅氧烷分子间的内聚力小，分子链柔性大，玻璃化温度低，室温下处于粘流态；PS分子间的内聚力大，链刚性强，Tg约为100℃，室温下处于玻璃态。选择上述两类聚合物共混，使它们的性能互相改进，以便获得具有某种新性能的。Bostic, et al[14]制备了聚苯乙烯(PS)与聚二甲基硅氧烷(PDMSO)的嵌段共聚物(PS-b-DMSO)，其制备方法为阴离子活性聚合，首先在非常低的温度下使苯乙烯聚合，然后在较高的温度下使六甲基环三硅氧烷(D3)聚合，获得了性能优良的热塑性弹性体材料。

聚氨酯是一类性能优良的高分子材料，具有高粘接性能，但也有不足之处，如耐高温、热老化性能欠佳，而有机硅具有良好的耐高温、热老化性能，用有机硅改性聚氨酯，在保持有机硅树脂许多原有优良性质基本不变的前提下，可提高有机硅的附着力、耐磨性、耐候性及耐化学药品性，可在常温下固化。 20世纪70年代初，有机功能硅烷封端聚氨酯预聚物就已经用于胶粘剂和密封剂的配方中，由此制得耐久性、粘接性良好的含有游离异氰酸酯基（NCO）的预聚物。美国的George L.Brode等将硅烷封端聚氨酯预聚物用于胶粘剂配方中，制得粘接性、耐久性较好的预聚物[15]。Misty[16]的研究表明：在胶粘剂中使用有机功能硅烷封端聚氨酯预聚物能改善了粘接性能，有机功能硅烷封端聚氨酯预聚物的性能可以通过改变多元醇中n(NCO) /n(OH)值的大小和硅烷封端剂来实现。有机硅氧烷的使用可以改善胶粘剂的粘接性能和密封胶的性能。

Hasegawa等[17]采用羟基封端的有机聚硅氧烷和环氧氯丙烷反应制备了环氧基封端的有机聚硅氧烷，该功能性聚硅氧烷用环氧树脂改性后可以用作有机硅密封粘合剂及涂层材料。

Mine和Imai等将含环氧基的化合物加到硅橡胶中，德国的Wilfried Kniege将含硼化合物掺入硅橡胶中，都获得了较好的粘接效果[18]。

3、粘接面表面改性

两种或同种材料经胶粘剂粘接形成的粘接接头，其强度除了与胶粘剂及被粘物本身强度有关外，在很大程度上还取决于胶粘剂与被粘物之间结合的好坏以及耐久性，而表面处理对粘接剂与被粘物的界面结合的影响极为显著。要得到强度高、耐久性好的粘接，必须有良好的粘接表面，使胶粘剂能完全润湿被粘接面。要得到性能优良的胶接接头，必须考虑许多因素，除合理地选择胶粘剂和适当的接头设计外,如何正确处理被粘材料表面是一个极其重要的问题。胶接连接主要借助于表面粘附，因此被粘材料的表面处理就可能成为决定胶接接头强度和耐久性的主要因素。一般认为表面处理的作用主要有三个方面: (a) 除去妨碍胶接的表面污物及疏松层； (b) 提高表面能；(c) 增加表面积。合理的胶接表面是用各种不同的方法制备的。无论选用什么方法,表面处理都要得到合理的表面组成和符合要求的表面结构。所谓合理的表面组成，即表面要清洁，表面能要高，并能

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上述两种处理方法，有些操作较复杂，有些处理过程中会产生大量废液，对人体和有危害。等离子体处理是将材料暴露于非聚合性气体的等离子体中,利用等离子体轰击材料表面，引起高分子材料表面结构的许多变化，从而对高分子材料进行表面改性。等离子体表面处理法具有操作简单，实用，不污染环境等优点，更为重要的是，处理效果只局限于表面而不影响材料本体性能。等离子体化学是在物，化学，学，真空技术等学科交叉发展的基础上形成的一门新兴学科，目前利用等离子体用于材料表面改性已经越来越被重视。廖斌等[22]通过微波等离子技术改性橡胶表面，发现经过等离子处理的橡胶表面的亲水性明显提高，而且橡胶试样与粘合剂的粘合强度显著提高。

结束语

参考文献:

[2] 王慎敏,王虹,秦梅等.胶粘剂合成、配方设计与配方实例[M].北京：化学工业出版社，2003：286～287.

[4] 范召东,张鹏,成晓阳等.耐350℃有机硅胶粘剂的研制[J].粘接, 2005, 26 (4): 11

[5] 李周,唐万雄,潘慧铭.六官能度亚乙氧基硅氧烷的硫化性能初探[J].中国胶粘剂,2005（08）

[6] 姚似玉,潘慧铭,黄素娟.界面酸碱作用对粘接性能的贡献[J].中国胶粘剂,1997, 7( 3) : 4～7

[7] 夏王莹,张军.室温硫化特种硅橡胶材料的研究进展[J]. 特种橡胶制品,2007,6

[8] 彭忠利,王跃林,伍青等.室温硫化水性硅橡胶粘接性研究[J].化学与粘合, 2005,27 (4): 200

[9] 潘慧铭,谭必恩等.甲基MQ及MTQ型硅酮树脂的合成及其特性[J].中国胶粘剂，1999，8(6)：1~4

[10] Jurgen Hans Fielder. Polyvinylsiloxane impression material. USP 5830951，1998

[22] 廖斌,安同一,王源身等.微波等离子体用于表面改性的研究[J].华东师范大学学报(自然科学版),2003(2):40～45.

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