傅老佳作连载16 | 论室温硫化硅橡胶的N种用途

SAGSI团队-胡哲有机硅

2024-12-14

上一期连载，我们分享了五类特殊的硅橡胶在我国生产制造的历程。

本期连载16，我们将聚焦室温硫化硅橡胶。

本期亮点：
1、单组分室温硫化硅橡胶的N种用途！
2、优点满满的加成型硅橡胶

《有机硅工业及其在中国的发展》
傅积赉先生著
注：傅老原版著作成书于2015年6月，请以当时的视角阅读以下文字

涉及相关企业的重要近况，SAGSI团队为您适当补充，本文所使用的图片来源为原著及网络。

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室温硫化硅橡胶有双组分和单组分之分。

第一节

双组分室温硫化硅橡胶的问世

初期的双组分室温硫化硅橡胶是将端羟基聚二甲基硅氧烷（现在的商品名为107胶）与交联剂如正硅酸乙酯在有机锡催化作用下交联成硅橡胶。这种胶在中国最早出现在20世纪60年代初，当时上海信诚化工厂的郑善忠、徐明珊根据用户要求试制出了用于牙印材料及电器零件模具的双组分硫化硅橡胶。

1960年沈阳化工研究院重新组建的有机硅研究室成立后，黄文润、韩淑玉等就开始室温硫化硅橡胶的基础胶料的研发，冠以SDL为牌号的多种规格的端羟基聚二甲基硅氧烷胶料先后推广到吉化公司研究院、晨光二厂进行生产。

沈阳化工研究院用端羟基聚二甲基硅氧烷胶料开发出耐烧蚀隔热腻子。搬迁到位于四川富顺的晨光一厂后，黄文润、孟繁国、方慧龄、曾昭全等将耐烧蚀隔热腻子成功地应用于航天部门。吉化公司研究院研制出火箭防热裙柔性涂料等。上海树脂厂和吉化公司研究院又先后制得含二苯基硅氧链节的室温硫化端羟基聚二甲基硅氧烷胶料，用于制造人造卫星用的密封剂、涂料等。

晨光化工研究院陈伟方、姜承永等还开发过国防工业等急需的、精度要求极高、用途特殊的多种类型的双组分室温硫化硅橡胶。

第二节

用途广、品种多的单组分室温硫化硅橡胶

鉴于双组分室温硫化硅橡胶使用不便，硫化时会有低分子物放出，于是沈阳化工研究院黄文润、孟繁国等于20世纪60年代初开始开发单组分室温硫化硅橡胶。他们从沈阳搬迁到晨光一厂后，陆续将脱酮肟型和脱醋酸型进行定型，参研人员有张殿松、汪大敏、曾昭全、王凤兰、王亚兰等。

单组分室温硫化硅橡胶广泛用于黏结、密封、防震、防潮等方面。他们还开发出用于导弹法兰密封的单组分室温硫化耐烧蚀腻子等，通过省厅级鉴定后由晨光二厂进行生产。晨光二厂王伟良等又开发出多个新品种，深受用户欢迎。

20世纪70年代初，张殿松等又为飞机上保护飞行员的防弹玻璃开发出高强度脱醇型单组分室温硫化硅橡胶作包边材料。

晨光化工研究院还开发过电视机中偏转线圈用硅橡胶楔子，成功地改变了电视机厂依赖进口货的局面。他们还发挥硅橡胶能深入皮革细小毛孔缝隙的特点，使得用硅橡胶模具制得的聚氨酯人造革非常逼真。

广州市白云化工实业有限公司（原广州白云粘胶厂）1992年从四川晨光化工研究院引进硅酮密封胶中试生产技术。在引进初期，生产的硅酮密封胶产品质量不稳定，故白云化工曾一度陷入困境。后来经过几年的科技攻关，解决了技术问题。

编者注：
广州市白云化工实业有限公司(原名广州白云粘胶厂，以下简称白云化工)成立于1985年，主要从事各类建筑和工业用密封胶等高分子新材料的研发、生产及经营，并引领着行业的发展。
白云化工是国家较早认定的硅酮结构密封胶生产及销售企业，也是国家火炬计划重点高新技术企业，建设部十大自主创新优势企业，广东省技术创新优势企业以及广东省知识产权示范企业。

白云粘胶厂旧址
图源：中国幕墙网

1998年白云化工厂的产品刚通过认证不久就与国际大公司的产品进行了一次抗衡，成功竞标中央军委大楼、人民大会堂翻新工程等重大工程项目，打破了国外产品长期控制中国硅酮建筑密封胶市场的局面。

进入21世纪初期，国内单组分室温硫化硅橡胶产品的质量已基本上达到国际同类产品的水平，产量也逐步扩大。出现了南海嘉美、广州白云、广东新展、杭州之江、郑州中原、浙江凌志以及后来的成都硅宝等一批颇具实力和规模的硅酮建筑密封胶生产企业，彻底扭转了国内硅酮建筑密封胶完全依赖进口的局面。

目前，国产产品占据了中国硅酮建筑密封胶80%以上的市场份额。我国硅酮密封胶生产企业超过200家，获得结构胶认证的企业有51家，主流品牌和企业约占80%的市场份额。目前产能超过5000吨/年的密封胶企业有30多家，超过万吨的企业有10多家，主要集中在广东和江浙一带。总产能由2005年的20万吨/年增长到2010年的45万吨/年左右，产销量由15万吨增加到约38万吨，均增长了一倍以上。国内的许多重点工程如奥运工程、世博工程、亚运工程、大运工程等大部分都采用国产密封胶。部分企业的产品还成功地走出国门。

编者注：
该市场数据基于本书成书时间（2015年），目前市场已有较大变化，最新数据欢迎与有机硅小编交流。

单组分室温硫化硅橡胶的应用越来越广，在中国已经成为大宗产品。被称为玻璃胶的脱醋酸型和脱醇型单组分室温硫化硅橡胶已进入了普通老百姓的家庭，用于瓷砖或陶瓷器皿的黏结、补漏或嵌缝。

第三节

具有特色的加成型硅橡胶

加成型硅橡胶，俗称硅凝胶，是用硅原子上带氢的硅氧烷和硅原子上带乙烯基的两种硅氧烷在铂催化剂的作用下加成反应而交联成高分子硅橡胶。

其特点是两种硅氧烷组分的分子量低、黏度小容易灌注；加成反应时不放出低分子物，可深层硫化；加成反应在略高于室温的温度下，可加快反应速度；用特殊的补强填料可以制得透明的橡胶制品。

我国最早研发加成型硅橡胶的是沈阳化工研究院韩振山等。1967年专题组从沈阳搬迁到富顺晨光一厂，由惠广奎、倪宏志、马福君、刘造时、邱永华、王德淑、戴孟贤等从事此课题的研发。

编者注：
沈阳化工研究院有限公司(简称沈阳院，英文简称SYRICI）始建于1949年1月8日，是我国创立最早的综合性化工科研院所之一。
1999年5月，经国务院有关部委批准，由事业单位转制为中央直属大型科技企业。
2007年4月，沈阳院与全球 500强企业—中国中化集团公司重组，现为中国中化控股有限责任公司直管单位。
目前沈阳院主要开展化工新材料、生态农业、生物化工、化学品测试与评价、化工反应风险评估、危险废物鉴别等方向的研究及产业化。

原东北化工局研究室人员合影
图源：搜狐号-染化学堂

由于此专题不仅工艺流程长而且技术难度大，要合成氢封端的硅氧烷和乙烯基封端的硅氧烷及其原料单体，和要求很高的透明补强填料硅树脂，人员严重不足。于是又调入了许锋、唐明扬、胡蔚、汤文辉、杨治湘、刘林华、左德钧、马素素、王绪荣、卓世玉等一批有生力量，形成了一个人员多达20余人的、很大的专题组。他们在惠广奎组长安排下，分头在两间小小的实验室中，在很简陋的条件下，苦战了4个年头攻克了难关。其中透明的补强填料硅树脂的合成很复杂、难度很大。最后制成以GN为牌号的4个产品，于1971年通过四川省化工厅的鉴定。产品移交给晨光二厂生产后，晨光二厂王伟良等又开发出多个符合用户要求的新牌号。

此后，针对用户需要，晨光一分院又开发出有特色的加成型硅橡胶，如该院唐明扬、王文义等为夜视仪等研制出有良好黏结性的涂覆封装胶料。

保护飞行员的夹层防弹玻璃原先一直使用聚乙烯醇缩丁醛作钢化玻璃与有机玻璃间的夹层胶。在我国南方机场用这种夹层胶的防弹玻璃虽然粘结性能好，但是容易变黄和不耐潮，用户十分希望有耐热、防潮的夹层胶。

晨光一分院接受任务后，倪宏志、刘造时等研制了防弹玻璃夹层灌注用的、透明性极好的加成型硅橡胶。研制中倪宏志等多次携带灌好的、很重的玻璃到江西的一家飞机制造厂用一定重量的鸡进行打靶模拟试验，十分辛苦，最终获得成功。使防弹玻璃的防潮性能大大提高，获国防工办重大技术改进成果二等奖。

上海树脂厂周承霞等于1979年研制出卫星太阳能元件黏结剂；他们还成功地研制出光导纤维用的加成型硅橡胶的补强与缓冲涂料等。加成型硅橡胶可以注塑成型，将两个组分同时注入专门的注射机注塑如垫圈、奶嘴、耳塞之类小型制件，能大大提高生产效率，比用热硫化硅橡胶的模塑工艺省时省料，这方面有很大的潜在应用市场。

吉化公司研究院曾纪瀛等也于1981年开发出太阳能电池封装用系列硅凝胶产品。