Лако-красочные материалы — производство

Особое место среди каучуков как общего, так и специального назначения занимают силоксановые (силиконовые,, кремнийор — ганические) каучуки, отличительной особенностью которых яв­ляется то, что они не содержат в основных цепях атомов угле­рода. В вулканизованном состоянии эти каучуки обладают повышенной морозо — и термостойкостью (от минус 60 — минус 100 до 200—300°С), высокой стойкостью к действию кислорода, озона, света и других атмосферных факторов, высокими диэлек­трическими показателями и хорошей эластичностью, стабильно­стью свойств при повышенной влажности, гидрофобностью, химической, физиологической и биологической инертностью, прекрасными вибропоглощающими свойствами, грибостойко — стью, стойкостью к коррозии.

К недостаткам этих каучуков следует отнести" низкую меха­ническую прочность у вулканизатов, а также отсутствие стойко­сти к действию топлив и масел. Однако второй недостаток от­сутствует в тех случаях, когда органические радикалы, обрамляющие основную цепь молекул каучука, содержат атомы фтора, циановые и некоторые другие группы.

Для изготовления вулканизующихся герметиков наряду с Жидкими тиоколами широко используются и низкомолекуляр­ные силоксановые каучуки с молекулярной массой порядка ЫО3—ЫО5, представляющие собой вязкие жидкие продукты С вязкостью от 0,5 до 80 Па-с при 25 °С, способные вулканизо­ваться при комнатной и более низких температурах без усадки в присутствии вулканизующих агентов [1, 10, 12, 13, 94]. Низко­молекулярные силоксановые каучуки благодаря их высокой те­кучести способны заполнять любые зазоры и растекаться по поверхностям любого профиля, что обусловливает прекрасные технологические свойства герметиков на их основе.

Свойства силоксанового каучука в значительной степени за­висят от природы радикала R в молекуле каучука

R R I I

~Si—О—Si—0~

Так, метил — и фенилсилоксановые каучуки характеризуются низкой стойкостью к органическим растворителям — бензолу, толуолу, четыреххлористому углероду, а также к жидким топ — ливам и т. д. Высокой стойкостью к этим продуктам обладают фторсодерЖащие каучуки. Наибольшее распространение для изготовления герметиков получили полисилоксаны типа:

Где R—СН3, С6Н5, CF2CH2CH3 и др.; т, п — от 0 до! 00; р — 150 — 1000.

В качестве вулканизующих агентов применяются следую­щие соединения, которые по механизму их действия можно разбить на несколько групп:

Диалкилдиацилоксистаннаты в комбинации с эфирами ор — токремневой кислоты или органилалкоксисиланами ортотитано — вой кислоты;

Алкилацилоксисиланы, кремнийорганические соединения, со­единения, содержащие атомы азота;

Диалкилдиацилоксистаннаты в комбинации с алкилгидросил — оксанами или полиаминами.

Соединения первой группы применяются в основном в каче­стве вулканизующих агентов двухкомпонентных силоксановых герметиков., второй группы — при изготовлении пористых герме­тиков и третьей — в качестве вулканизующих агентов одноком- понентных герметиков, которые взаимодействуют с полимером только в присутствии влаги воздуха.

Наиболее широкое распространение в качестве вулканизую­щих агентов для двухкомпонентных герметиков получили поли — алкоксисиланы, например этилсиликат-40 (декаэтокситетрасил — оксан). Поскольку вулканизация протекает крайне медленно, то применяются катализаторы — соли металлов (Sn, Pb, Ті, Cr, Zn и др.), металлоорганические соединения, алифатические амины, нафтенаты Pb, Со, Zn, соединения типа Pb(OCOR)2, R2Sn(OCOR’)2 и др. Наибольшее распространение в качестве катализаторов нашли дибутилоловодилауринат и дибутилоло- водикаприлат, которые вводят в количестве 0,01—2 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука. Эти же катализаторы применяются и при вулканизации с помощью полиметилоксисилоксанов.

На скорость вулканизации и жизнеспособность двухкомпо­нентных силоксановых герметиков влияет концентрация и ак­тивность катализатора, а также концентрация и реакционная способность вулканизующего агента. Активность катализатора зависит от его структуры и возрастает с уменьшением числа атомов углерода в алкильных радикалах и степени разветвлен — ности. В табл. X. 5 показано, как влияют тип и содержание сшивающего агента и катализатора на жизнеспособность сил — оксановых герметиков. Оптимальные свойства двухкомпонент — ных герметиков достигаются, как правило, после вулканизации в течение 3—7 сут при комнатной температуре.

Для вулканизации однокомпонентных герметиков использу­ют вулканизующие агенты с функциональностью более трех, например метилтриацетоксисилан, который растворяется в кау­чуке, и эта смесь стабильна в сухой среде. Вулканизация протекает только под действием влаги воздуха. Концентрация сшивающего агента колеблется от 3 до 5 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука. В процессе реакции выделяется уксусная кислота, являющаяся катализатором вулканизации, которая в дальней­шем улетучивается из герметика.

Если ‘герметики получают на основе многофункциональных полисилоксанов, имеющих на концах цепи быстро гидролизую — щиеся группы, главным образом ацетатные, которые при взаи­модействии образуют трехмерную сетку, то применения вулка­низующих агентов не требуется [11, 95—97].

Скорость вулканизации однокомпонентных силоксановых герметиков зависит от относительной влажности воздуха, тем­пературы, толщины слоя герметика и, естественно, от типа вул­канизующего агента. В табл. X. 6 показана зависимость продол­жительности вулканизации герметика Bostik 1581 толщиной 5 мм от температуры и относительной влажности окружающей среды [98]. При толщине слоя герметика 9,5 мм продолжитель­ность вулканизации увеличивается втрое. Надо отметить, что однокомпонентные герметики на основе силоксановых каучуков вулканизуются значительно быстрее однокомпонентных тиоко­ловых герметиков.

В качестве усиливающих наполнителей в силоксановые гер­метики обычно вводят мелкодисперсные минеральные наполни­тели — двуокись титана, двуокись кремния, окись цинка, окись Железа и др. Количество наполнителя обычно не превышает 30 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука. Введение таких наполнителей

Существенно улучшает физико-механические свойства вулкани — затов.

Для окрашивания герметиков применяют любые минераль­ные пигменты и некоторые органические красители (углеродные сажи, сульфид кадмия — желтый и красный, редоксайд и дру­гие) в количестве от 0,1—0,5 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука.

Для повышения адгезии силоксановых герметиков использу­ют специальные грунты или подслои на основе аминосиланов холодного и горячего отверждения. По сравнению с тиоколовы — ми герметиками силоксановые герметики более пластичны и легче шприцуются.

В зависимости от типа каучука, наполнителя, вулканизую­щего агента, красителя и других добавок разработанные и вы­пускаемые в настоящее время силоксановые герметики отлича­ются друг от друга по вязкости (от жидкой консистенции до консистенции замазки), цвету (в основном прозрачные, полу­прозрачные, белые, серые, розовые и красные), жизнеспособно­сти (от нескольких минут до нескольких десятков часов) и по другим свойствам. По составам герметиков имеется большое число патентов и авторских свидетельств [99—103].

Отличительными свойствами силоксановых герметиков явля­ются: высокая эластичность и гибкость в широком диапазоне температур, высокие показатели диэлектрических свойств, от­личная свето — и погодостойкость, стабильность свойств при дли­тельной эксплуатации в условиях резкого перепада температур, повышенной вибрации, тропического климата, УФ-излучения, нетоксичность и инертность в отношении физиологических жидкостей, гидрофобность и газонепроницаемость, стойкость к действию растворов солей, разбавленных кислот и оснований, некоторых минеральных масел (при наличии атома фтора — стойкость к действию топлив, смазок и масел), хорошие техно­логические свойства (возможность создания заливочных композиций и короткое время вулканизации). К недостаткам силоксановых герметиков относятся низкое сопротивление раз — диру и истиранию, недостаточно высокая механическая про­чность [3, 82, 104, 105].

Перечень и свойства некоторых торговых марок герметикой на основе силоксанового каучука, выпускаемых отечественной промышленностью и отдельными зарубежными фирмами, при­ведены в табл. X. 7 — X. 9.

Таблица X. 7

Торговые марки герметиков на основе силоксанового каучука

Фирма, страна

ВИКСИНТ-У-1-18, У-2-28, У-4-21, К-18, К Л-4, КЛ-СВ, КЛТ-30, КЛТ-50, "КЛВАЕ-105, КЛВАЕ-155, КЛВСЕ-305, КЛФ-20.КЛФС — ЗО, В20-1

PTV 502, 521,601, 731, 732, 733, 734, 735, 504, 583, 382, 585, 587, 589, 630, 860, 861, 881, 882

Caf, 1, 3, 4, 4160, 5, 6, 36, 538, 557, 32, 33, 10520, Thixo.

PTV, 111, 160, 265, 10543, 105, 121, 130, і 43, 160, 188, 546, 547, 558, 559, 141, 151, 147, 148, 567, 1053, Calfa, Sanetan,

10503A. I0503B, 10519, 10523, CAF 4 Tikco, ЗВ, 4C.

KE 41 PTV, 42, 44, 425, 45, 10, 20, 16, 12, 15, 109, 119, 1091,1092,1093,103,111,112

СССР

«Dow Corning» (США)

«Ron Pulenk» (Франция)

«Shinetsu Chemical Co

Ltd.»

(Япония)

Для различных отрас­лей промышленности

Для различных отрас­лей промышленности

В производстве форм для литья, для электроизоля­ции, в качестве защит­ных покрытий

Для судостроения и строительной промыш­ленности

Для электроизоляции приборов и оборудова­ния в строительной тех­нике