[科普中国]-硅橡胶绝缘涂料

硅橡胶绝缘涂料是以特种有机硅橡胶配合其它聚合物和高性能材料，多用于电气设备。

硅橡胶硅橡胶（英文名称：Silicone rubber），分热硫化型（高温硫化硅胶HTV）、室温硫化型（RTV），其中室温硫化型又分缩聚反应型和加成反应型。高温硅橡胶主要用于制造各种硅橡胶制品，而室温硅橡胶则主要是作为粘接剂、灌封材料或模具使用。热硫化型用量最大，热硫化型又分甲基硅橡胶（MQ）、甲基乙烯基硅橡胶（VMQ，用量及产品牌号最多）、甲基乙烯基苯基硅橡胶PVMQ（耐低温、耐辐射），其他还有睛硅橡胶、氟硅橡胶等。硅橡胶是透明或乳白色粒状固体。具有开放的多孔结构，吸附性强，能吸附多种物质。如：吸收水分，吸湿量约达40%。如加入氯化钴，干燥时呈蓝色，吸水后呈红色。可再生反复使用。

简介/硅橡胶编辑硅胶（Silicondioxide）别名：硅橡胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2·nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳

硅胶原料图册

定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。
硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶，承透明或乳白色粒状固体。
主链由硅氧原子交替组成、在硅原子上带有有机基团的合成橡胶。分子中的有机基团可以是－CH3、－C2H3或－C6H5等，相应称作甲基、乙烯基或甲基苯基硅橡胶。硅橡胶是一种耐高低温(-60～250℃)、耐臭氧化并具有良好电绝缘性能的特种橡胶。

硅橡胶制品图册

特点/硅橡胶编辑硅橡胶分热硫化型（高温硫化硅胶HTV）和室温硫化型（RTV），其中室温硫化型又分缩聚反应型和加成反应型。高温硅橡胶主要用于制造各种硅橡胶制品，而室温硅橡胶则主要是作为粘接剂、灌封材料或模具使用。热硫化型用量最大，热硫化型又分甲基硅橡胶（MQ）、甲基乙烯基硅橡胶（VMQ，用量及产品牌号最多）、甲基乙烯基苯基硅橡胶PVMQ（耐低温、耐辐射），其他还有睛硅橡胶、氟硅橡胶等。

高温硫化甲基硅橡胶于1944年由美国通用电气公司研制成功。1952年，美国陶-康宁公司L.斯特布莱唐和K.波尔曼蒂尔研制出双组分室温硫化硅橡胶；1953～1955年制成甲基乙烯基硅橡胶；1956～1957年出现硅氟橡胶；1958～1959年开发成功单组分室温硫化硅橡胶；之后出现加成型硅橡胶系列产品。世界上有十多个国家生产硅橡胶。80年代以来，每年以15%左右的速度增长。中国从60年代初期开始相继研制成功各类硅橡胶，现均有批量生产。硅橡胶主要有下列品种：

高温硫化硅橡胶 生胶无色透明，有塑性，分子量35万～70万，能溶于苯等溶剂中，制品耐氧化，抗臭氧，高频下电气绝缘性优良,耐电弧、耐电晕,并有透气和对人体生理惰性等特点。大量用作苛刻条件下的电线、电缆绝缘层，密封件，导管,登月鞋等。因其无致癌性,有较好的抗凝血性和生物相容性，已大量用于制作人体内外用的导管、插管、人工关节等。

高温硫化硅橡胶通常以高纯度八甲基环四硅氧烷和带有－C6H5、－CH=CH2、－CH2CH2－CF3等基团的环四硅氧烷为原料，用酸碱催化剂开环共聚，经脱除催化剂和低挥发分即得硅生胶。橡胶加工时，先加入结构控制剂(二苯基甲硅二醇)和补强填料(气相法二氧化硅)、抗氧剂（三氧化二铁）等,再在炼胶机上混炼，经高温(约200℃)处理后加有机过氧化物（2,5－二甲基－2,5－二叔丁基过氧化己烷）作硫化剂。混炼胶入模后要加温、加压。制品出模后有的还要后硫化。混炼胶可挤成管、条、包覆电线电缆。

室温硫化硅橡胶 其特点是可以制成不同粘度的胶料，在室温下可以涂布，不需高温和加压即可硫化，硫化时要释放出醇类、醋酸等低分子产物。室温硫化硅橡胶有双组分和单组分之分。双组分室温硫化硅橡胶用于精密铸造用弹性模具、牙科印模材料及航天器耐烧蚀涂料等，其原料中的羟基封端低分子聚硅氧烷要专门制备，通常以聚硅氧烷环体与水开环制成，分子量的大小以水的加入量控制。单组分室温硫化硅橡胶用于电子器件的密封保护等，所用主要组分之一，带乙酰氧基或酮肟基等活性基团的硅烷或硅氧烷，也需专门制备。

加成型硅橡胶 以乙烯基封端的聚硅氧烷和带氢原子聚硅氧烷为基料，以铂化合物为催化剂，多在略高于室温的条件下硫化：

呏SiCHCH2+HSi呏─→呏SiCH2CH2Si呏

如加入特殊制造的有机硅树脂作为补强剂，可以得到透明且有优良的机械性能的硫化胶。其特点是硫化时不放出低分子产物，可灌注成型深部硫化。主要用于电子器件灌注涂覆，作光导纤维涂料，也是人体内软组织充填、颜面整形的理想材料。

用途/硅橡胶编辑1、硅胶制品是制作复印机、键盘、电子词典、遥控器、玩具、硅胶按键等不可缺少的组成部分。

2、可用于做耐久形的成型垫片、电子配件的封装材料、汽车电子配件的维护材料。

3、可用于制作电子元件、模压高点压缘子。

4、可用于制作导电硅胶、医用硅胶、泡沫硅胶、制模硅胶等。

5、用于房屋的建筑与修复、高速公里接缝密封、桥梁的密封等密封工程。

6、可用于婴儿用品、母婴用品、婴儿奶瓶、奶瓶保护套。

7、可用于厨房制品、厨具的生产及相关的辅助性厨具制品。

8、可用于医疗器械配件，由于硅胶无色无味无毒等特性广泛应用于医疗行业。

硅橡胶主要品种/硅橡胶编辑
概述
硅橡胶主要分为室温硫化硅橡胶，高温硫化硅橡胶。因此，室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型，即单组分室温硫化硅橡胶、双组分缩合型室温硫化硅橡胶和双组分加成型室温硫化硅橡胶。这三种系列的室温硫化硅橡胶各有其特点：单组分室温硫化硅橡胶的优点是使用方便，但深部固化速度较困难；双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放热，收缩率很小，不膨胀，无内应力，固化可在内部和表面同时进行，可以深部硫化；加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度。
硅橡胶按其硫化特性可分为热硫化型硅橡胶和室温硫化型硅橡胶两类。按性能和用途的不同可分为通用型、超耐低温型、超耐高温型、高强力型、耐油型、医用型等等。按所用单体的不同，可分为甲基乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅，腈硅橡胶等。
1、二甲基硅橡胶
（简称甲基硅橡胶）：
制备高分子量的线型二甲基聚硅氧烷橡胶，必须要有高纯度的原料，为保证原料的纯度，工业上通常是先将经过精镏提纯，含量为99.5%以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介质中，在酸催化下进行水解缩合，并分离出双官能度的硅氧烷四聚体即八甲基环四硅氧烷，然后再使四环体在催化剂作用下，形成高分子线型二甲基聚硅氧烷。
二甲基硅橡胶生胶为无色透明的弹性体，通常用活性较高的有机过氧化物进行硫化。硫化胶可
在-60~+250℃范围内使用，二甲基硅橡胶的硫化活性低，高温压缩永久变形大，不宜于制厚制品，厚制品硫化比较困难，内层亦易起泡。由于含少量乙烯基的甲基乙烯基硅橡胶性能较之为优，故二甲基硅橡胶已逐渐被甲基乙烯基硅橡胶所取代。现今生产和应用的其它类型的硅橡胶，它们除含有二甲基硅氧烷结构单元外，还含有或多或少的其它双官能硅氧烷的结构单元，但其制备方法与二甲基硅橡胶的制法没有本质的区别，其制备方法一般为在有利于环体形成的条件下，使所需的某种双官能度的硅单体进行水解缩合，然后按其所需比例加入八甲基环四硅氧烷，再在催化剂作用下共同反应而制得。
2、甲基乙烯基硅橡胶此种橡胶由于含有少量的乙烯基侧链，故比甲基硅橡胶容易硫化，使之有更多种类的过氧化物可供硫化使用，并可大大减少过氧化物的用量。采用含少量乙烯基的硅橡胶与二甲基硅橡胶相较，可使抗压缩永久变形性能获得显著的改进，低的压缩变形反映了它作为密封件在高温下具有较佳的支撑性，这乃是O型圈和垫圈等所必须具备的要求之一。甲基乙烯基硅橡胶工艺性能较好，操作方便，可制成厚制品且压出、压延半成品表面光滑，是目前较常用的一种硅橡胶。
3、甲基苯基乙烯基硅橡胶
（简称苯基硅橡胶）：
此种橡胶是在乙烯基硅橡胶的分子链中，引入二苯基硅氧链节或甲基苯基硅氧链节而得。
根据硅橡胶中苯基含量（苯基：硅原子）的不同，可将其分为低苯基、中苯基及高苯基硅橡胶。当橡胶发生结晶或接近于玻璃化转变点或者这两种情况重叠，均会导致橡胶呈现僵硬状态。引入适量的大体积的基团使聚合物链的规整性受到破坏，则可降低聚合物的结晶温度，同时由于大体积基团的引入改变了聚合物分子间的作用力，故也可以改变玻璃化温度。低苯基硅橡胶（C6H5/Si=6~11%）即由于上述原因具有优良的耐低温性能，且与所用苯基单体类型无关。硫化胶的脆性温度为-120℃，是现今低温性能最好的橡胶。低苯基硅橡胶兼有乙烯基硅橡胶的优点，而且成本也不很高，因此有取代乙烯基硅橡胶的趋势。在大大提高苯基含量时则会使分子链的刚性增大，从而导致耐寒性和弹性的降低，但耐烧蚀和耐辐射性能将有所提高，苯基含量达C6H5/Si=20~34%为中苯基硅橡胶具有耐烧蚀的特点，高苯基硅橡胶（C6H5/Si=35~50%）则具有优异的耐辐射性能。
4、氟硅、腈硅橡胶
氟硅橡胶是侧链引入氟代烷基的一类硅橡胶。常用的氟硅橡胶为含有甲基、三氟丙基和乙烯基的氟硅橡胶。
氟硅胶具有良好的耐热性及优良的耐油、耐溶剂性能，如对脂肪烃、芳香烃、氯代烃、石油基的各种燃料油、润滑油、液压油以及某些合成油在常温和高温下的稳定性均较好，这些是单纯的硅橡胶所不及的。氟硅橡胶具有较好的低温性能，对于单纯的氟橡胶而言，是一种很大的改进。含三氟丙基的氟硅橡胶保持弹性的温度范围一般为-50℃~+200℃，耐高低温性能较乙烯基硅橡胶差，且在加热到300℃以上时将会产生有毒气体。在电绝缘性能方面较乙烯基硅橡胶差得多。在氟硅橡胶的胶料中加入适量的低粘度羟基氟硅油，胶料热处理，再加入少量乙烯基硅橡胶，可使工艺性能显著改善，有利于解决胶料粘辊和存放结构化严重等问题，能延长胶料的有效使用期。在上述氟硅橡胶中引入甲基苯基硅氧链节时，会有助于耐低温性能的改善，且加工性能良好。
腈硅橡胶是侧链引入腈烷基（一般为β—腈乙基或γ—腈丙基）的一类硅橡胶。极性腈基的引入改善了硅橡胶的耐油、耐用溶剂性能，但其耐热性、电绝缘性及加工性则有所降低。
腈烷基的类型和含量对腈硅橡胶的性能有较大的影响，如含7.5%克分子γ—腈丙基的硅橡胶，其耐寒性能与低苯基硅橡胶相似，耐油性能较低苯基硅橡胶为好，当γ—腈丙基含量增至33~50%克分子时，则耐寒性显著降低，耐油性能提高，耐热为200℃。如用β—腈乙基代替γ—腈丙基时则能使腈硅橡胶的耐热性进一步提高。
5、苯撑和苯醚撑硅橡胶
1.苯撑硅橡胶是在聚硅氧烷主链上引入苯撑基的一类硅橡胶。
由于苯撑基的引入，因而使硅橡胶的耐辐射性能大大提高，同时因芳环的存在使分子链的刚性增大，柔顺性降低，玻璃化温度提高，耐寒性能下降，而抗张强度则有所增高。苯撑硅橡胶具有优良的耐高温、抗辐射性能，耐高温可达250~300℃，且有良好的介电性能和防潮防霉耐水蒸气等特性。在苯撑硅橡胶的生胶组成中，当苯撑含量为60%、苯基含量30%、甲基含量10%（乙烯基含量0.6%）时是适宜的，在这种情况下，硫化胶具有良好的综合性能。
苯撑硅橡胶的缺点是低温性能不佳，脆性温度为-25℃，影响了它在某些方面的应用，苯醚撑硅橡胶的低温性能则远2.较苯撑硅橡胶为好，脆性温度为-64~70℃。
苯醚撑硅橡胶是分子主链引入苯醚撑和苯撑基团的聚硅氧烷。
苯醚撑硅橡胶具有良好的力学性能，一般抗张强度可达150~180公斤/平方厘米（即14.7~17.7Mpa远高于乙烯基硅橡胶强度，同时具有优良的耐辐射性能并优于苯撑硅橡胶。它可耐长时间250℃热空气老化，老化后仍具有较高的强度。苯醚撑硅橡胶的低温性能虽然比乙烯基硅橡胶差，但却远优于苯撑硅橡胶。其介电性能与乙烯基硅橡胶接近，但苯醚撑硅橡胶的耐油差，既不耐非极性的石油基油，也不耐极性的合成油（如4109双酯类合成润滑油、磷酸酯液压油的性能。总之，苯醚撑硅橡胶与乙烯基硅橡胶相较具有较高的强度和抗辐射性能，相似的耐高温性能和介电性能，较差的低温性能、耐油性能和弹性。苯醚撑硅橡胶具有良好的加工工艺性能可用于制造特殊要求的模型制品和压出制品。
6、室温硫化硅橡胶
室温硫化型硅橡胶（简称RTV）是指不需加热在室温下即可硫化的一类硅橡胶。室温硫化硅橡胶是一种端基含有羟基（或乙酰氧基）的硅橡胶，分子量较低，通常为粘稠状的流体。这类橡胶中加入适量补强填充剂、硫化剂和催化剂（或受空气中的水分作用）后即可在室温下硫化而成弹性体。硫化完全之后在耐热性、耐寒性、介电性能等方面都很好，唯其机械强度较低些，可用于浇铸和涂敷胶料。室温硫化硅橡胶可分为单组份型和双组份型两种。
双组份型室温硫化硅橡胶是由含端羟基的硅橡胶和补强填充剂、硫化剂等配合而成，使用时再添加催化剂。常用的硫化剂为有机锡盐，如二月桂酸二丁基锡，用量一般为0.5~5份或采用辛酸亚锡，它比二月桂酸二丁基锡的催化能力强。硫化时即在催化剂的作用下，使含端羟基的硅橡胶与硫化剂之间发生脱醇缩合反应而形成交联结构。改变硫化剂和催化剂的用量，即可调节硫化速度，一般用量大时，硫化速度快，反之则慢。在硫化过程中，生成的醇类物质逐渐从硫化胶中扩散逸出。
单组份型室温硫化硅橡胶，是由端基含有乙酰氧基的硅橡胶与补强填充剂以及其它助剂配合而成，使用时不需添加催化剂，从密封包装中取出后与空气中的水分作用即可硫化成为弹性体。此种硅橡胶对金属、玻璃和塑料等都有很好的粘合力，其缺点是硫化过程中伴有醋酸生成，虽能从硫化胶中扩散逸出，但对接触物体，特别是对金属有腐蚀作用。单组份型作用方便，特别适用于密封、嵌缝等用途。
7、液体硅橡胶
根据分子结构中所含官能团（即交联点）位置，常把带有官能团的液体橡胶分成两大类：一类是官能团处于分子结构两端的称之为遥爪型液体橡胶；另一类是活性官能团在主链中呈无规分布，即所谓在分子结构内带官能团者，称为非遥爪型液体橡胶。当然，也有既带中间官能团又带有端基官团的，目前重点是对遥爪型液体橡胶进行研究。对于液体橡胶，应根据其所含的活性官能基来选择带有适当官能团的链增长剂或交联剂。
液体硅橡胶可用于涂敷、浸渍及灌注。例如粘度为0.07~50帕·秒/25℃的羟基封端聚二甲基硅氧烷，用甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷为链增长剂，用有机过氧化物，如过氧化二苯甲酰、25—二甲基地5—二叔丁基过氧己烷为硫化剂，此种胶料流动性好、粘度低，在其硫化过程中同时发生链子增长反应，故可获得高分子量的弹性体，具有良好的物理机械性能。
链增长剂甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷，可由吡咯烷酮与甲基乙烯基二氯硅烷在三乙胺存在下反应而得，产物容易水解，故需存放在干燥密闭的容器中，这种化合物的吡咯烷酮基在室温下可与聚二甲基硅氧烷内的端羟基缓慢反应，其反应速度随温度升高而加快。
从理论上讲，此反应可连续进行，直至获得无限大的分子量。甲基乙烯基吡咯烷酮硅烷中的乙烯基还可作为硫化反应的活化点，能促使聚二甲基硅氧烷交联，生成高分子量的弹性体。
由于吡咯烷酮基与羟基在室温下反应十分缓慢，故加入各组分经混合后的胶料具有较长的适用期，在1小时内胶料的粘度基本不变，但仍保持良好的流动性，可注入微小的孔隙中。混合后的胶料在150℃下加热10分钟即可硫化成弹性体。

8、高温硫化硅橡胶

高温硫化硅橡胶是指以高摩尔质量的线性聚二甲基(或甲基乙烯基、甲基苯基乙烯基、甲基三氟丙基等)硅氧烷为基础聚合物，混入补强填料和硫化剂(有机硅氧化物)等，在加热、加压的下硫化成弹性体。混炼硅橡胶，注射成型液体硅橡胶以及需加热固化的单组份或双组分液体灌封硅橡胶都属于这一种类。

简介采用常温固化硅氟橡胶为基料，通过与含氟物质进行化学聚合反应后，添加阻燃、抗电弧、补强、活性剂等物质进行物理混炼制备而成，不但具有良好的绝缘性能、阻燃导热性能，而且其在固化过程中，含氟单体结构单元自迁移到绝缘层表面，使绝缘层上表面形成富氟层，因而绝缘层具有超高抗紫外线、高耐候、高耐久性、憎水拒油耐老化性能好。

成分硅橡胶绝缘涂料是通过聚合物合金技术制备而成，其基本结构单元是由硅-氧链节构成的，侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此，其结构中既含有"有机基团"，又含有"无机结构"，这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。

应用适用于高低压输变配电系统中裸体导线、母排、母线、电缆、穿墙导管、大功率电机、干式电抗器、干式变压器、开关柜等所有需要外绝缘处理、导热、阻燃、防潮保护的设备及元器件。对在污秽、潮湿环境中工作的电气设备尤为适用1。

根据用途可分（1）浸渍绝缘漆，用于绕组的浸渍绝缘处理；

（2）漆包线漆，用作导线的绝缘层；

（3）硅钢片漆，用作硅钢片的绝缘层；

（4）覆盖绝缘漆，用作已经浸渍绝缘处理的绕组等的保护层，以防机械损伤或装配方便之用；

（5）粘合绝缘漆，用来粘合云母、层压板等绝缘材料；

（6）特种绝缘漆，如电阻、电容和电位器等的绝缘层用漆。

注意事项1、高压绝缘，击穿场强大于25kV/mm，能有效地杜绝变电站普遍存在的小动物短路故障和带点裸体造成的人身伤害事故。

2、不易燃、具有自熄性，阻燃效果显著，达到FV-0级

3、导热性能优良，导热系数为0.202 W/（m.K），比空气导热性能提高10倍，能及时释放设备热量，防止热量积累和温度过高。

4、常温固化、就地成型，使用方便，可直接喷涂，不需要拆卸母排。

5、包覆性好、涂层强度高，附着力高，消除绝缘层与设备的空隙，与设备形成一体，防止酸、碱、盐及大气对设备的腐蚀。

6、安全、无毒，不污染环境。

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学