鉑金催化劑是什么?
A:加成型硅橡膠是近年來有機(jī)硅材料里面發(fā)展最活躍的產(chǎn)品系列,與其他硅橡膠相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):硫化過程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物、收縮率小、能深層固化,對(duì)接觸的材料無腐蝕、生產(chǎn)過程安全環(huán)保、成型周期短、自動(dòng)化程度高、成品強(qiáng)度好、透明、無味、易達(dá)到食品級(jí)、醫(yī)療級(jí)等。因此加成型硅橡膠被越來越廣泛的廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、食品、電子電器、包裝、智能可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。
加成型硅橡膠是通過硅氫加成反應(yīng),將含乙烯基的聚合物(如乙烯基生膠、乙烯基硅油、乙烯基硅樹脂等)與含氫聚合物(如含氫硅油,含氫硅樹脂)進(jìn)行交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅彈性體;在此過程中,必須添加催化劑才能使硅氫加成反應(yīng)得以進(jìn)行。應(yīng)用最廣、催化效率最高、性價(jià)比最高的催化劑就是鉑金催化劑(俗稱鉑金水)。
傳統(tǒng)的鉑金催化劑可分為如下幾類:
1溶劑型Speier催化劑:氯鉑酸的異丙醇、乙醇等溶液;這種催化劑制作簡(jiǎn)便快捷、使用方便;但是缺點(diǎn)是催化效率低、顏色黃、易氧化。因此僅應(yīng)用于少數(shù)特殊產(chǎn)品和行業(yè)。
2卡斯特PT5000—TMDVDS600(Karstedt’s)催化劑:氯鉑酸與乙烯基雙封頭的絡(luò)合物;這種催化劑反應(yīng)活性高,顏色淺,儲(chǔ)存穩(wěn)定性較好,與有機(jī)硅產(chǎn)品相容性好。因此在工業(yè)中得到了最廣泛的應(yīng)用。
3延遲型鉑金Ashby’s催化劑PT5000—VMC1000:氯鉑酸與乙烯基環(huán)體的絡(luò)合物;這種催化劑反應(yīng)活性高,抗黃性好;儲(chǔ)存穩(wěn)定性能優(yōu)異。多應(yīng)用于對(duì)外觀要求較高的產(chǎn)品和行業(yè)。
4.國(guó)內(nèi)首創(chuàng)微膠囊包覆鉑金鉑金催化劑PT5000D/PT2500D(Microencapsulation)
微膠囊鉑金催化劑背景技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域:
在有機(jī)硅領(lǐng)域,有機(jī)硅橡膠固化交聯(lián)方式主要有過氧化物交聯(lián)、UV固化、加成交聯(lián)、縮合交聯(lián)。其中,過氧化物交聯(lián)主要適用于高溫膠體系;UV固化方式需要專用設(shè)備,固化較快,但設(shè)備昂貴且對(duì)健康可能存在一定的負(fù)面影響;縮合交聯(lián)在固化過程會(huì)釋放出小分子,完全固化時(shí)間過長(zhǎng),不適用于高精密應(yīng)用場(chǎng)景:加成交聯(lián)方式由于沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生,固化要求較低,室溫下便可進(jìn)行固化交聯(lián)而被廣泛應(yīng)用,但其存在固化進(jìn)程難以把控的問題。為了控制固化進(jìn)程,傳統(tǒng)的加成型硅橡膠在應(yīng)用中通常把交聯(lián)劑和催化劑隔離開,使用時(shí)再混合在一起以交聯(lián),這不僅使用不便,而且操作繁雜。而現(xiàn)有的加成型硅橡膠通過在交聯(lián)劑和催化劑的基礎(chǔ)上額外添加一種或多種抑制劑來控制固化進(jìn)程。其中,抑制劑為具有未共享電子對(duì)的非金屬及其化合物、不飽和化合物以及重金屬離子化合物。這類物質(zhì)能明顯抑制鉑金催化劑的活性,且隨著抑制劑添加量的增加,這種加成型硅橡膠產(chǎn)品在低于10℃環(huán)境下可穩(wěn)定儲(chǔ)存3~7個(gè)月,但其固化交聯(lián)普遍要求加熱至100~200℃,加熱時(shí)間為10~60分鐘。此外,也有報(bào)道用丙烯酸、聚過氧烷制成的膠囊型鉑金催化劑。如采用聚氯乙烯作為膠囊的壁材,中間包覆鉑金催化劑制備了一種微膠囊鉑金催化劑。這種制備方法優(yōu)點(diǎn)是中間鉑金催化劑不容易滲出,方便制品的工藝加工。但該催化劑需要加熱至100℃以上才能起到催化作用。再如,直接使用聚己內(nèi)酯作為膠囊的壁材制備微膠囊化催化劑,雖然固化溫度點(diǎn)較低,但由于聚已內(nèi)酯本身在自然條件下容易降解的特性,將其用來制備加成型硅橡膠時(shí)儲(chǔ)放過程中存在容易泄露的風(fēng)險(xiǎn).因此,如何提供一種在室溫條件下性質(zhì)穩(wěn)定,且軟化點(diǎn)低的催化劑,以制備出便于存儲(chǔ)運(yùn)輸且可低溫同化的加成型硅橡膠就成為 一種客觀需求。
開發(fā)背景:
此類催化劑為均質(zhì)催化劑,具有很高的反應(yīng)活性,但是在反應(yīng)過程中不穩(wěn)定,可能在反應(yīng)介質(zhì)中生成金屬鉑或形成不溶膠體,導(dǎo)致使用壽命變短,另外,在氫化硅烷化反應(yīng)中產(chǎn)生副產(chǎn)品,除氫化硅烷化產(chǎn)品以外,還形成烯類雙鍵異構(gòu)化反應(yīng)產(chǎn)品。在非均質(zhì)鉑催化劑方面,往往采用無機(jī)載體固定鉑來催化氫化硅烷化反應(yīng),例如,在US2637738、DE 2815316 中描述了上述載體上的催化劑。在Miao Qianjing, Fang Zhengping,Catal Commun,2003,4(12):63 中描述了以二氧化硅為載體固載了Karstedt催化劑制得多相催化劑,具有很高的區(qū)域選擇性。
對(duì)于一些中高溫固化的加成型硅樹脂、硅橡膠產(chǎn)品,由于產(chǎn)品粘度較高,往往需要加熱到較高的溫度下才能使用,長(zhǎng)期在較高溫度下導(dǎo)致產(chǎn)品的使用壽命明顯偏短。而采用上述催化劑配制的硅樹脂或硅橡膠產(chǎn)品使用壽命較短,必須在較短時(shí)間內(nèi)使用完,否則會(huì)凝膠化而不能使用,雖然加入鉑金抑制劑(如1-乙炔基環(huán)已醇、2-甲基-3-丁炔-2醇和3,5-二甲基-1-己炔炔-3-醇)可以顯著延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用期,由于該類化合物難以提純,導(dǎo)致其效果并不確切,且鉑金抑制劑與鉑的配合物為深色化合物,鉑金抑制劑的加入會(huì)顯著增加產(chǎn)品的色澤
以上傳統(tǒng)鉑金催化劑在使用時(shí),在室溫下膠料會(huì)迅速失去流動(dòng)性并產(chǎn)生交聯(lián),不利于制品成型,因此在工業(yè)生產(chǎn)中一般將鉑金催化劑和交聯(lián)劑分別加入加成型硅橡膠中,制成A、B兩個(gè)組份的膠料,或者A、B兩個(gè)組分的助劑,并在含氫組分中添加反應(yīng)抑制劑從而調(diào)整操作時(shí)間,在使用時(shí)再按比例混合,這既增加了生產(chǎn)成本,也降低了生產(chǎn)效率,給工業(yè)化生產(chǎn)帶來了很大的不便。
單組分鉑金催化劑又是什么?
PT-2500D/PT5000D無色透明加成型硅橡膠用單組分鉑金催化劑系列產(chǎn)品;這種單組分鉑金催化劑使用的時(shí)候無需再添加抑制劑;可以和含氫交聯(lián)劑一起直接添加到硅橡膠體系中,膠料具有較長(zhǎng)的可操作時(shí)間,可以在室溫下穩(wěn)定存放六個(gè)月以上,在高溫下可以快速硫化,并且硫化速度可根據(jù)客戶需求進(jìn)行調(diào)整??捎糜谏a(chǎn)高附加值的單組分加成型液體硅橡膠、固體硅橡膠、壓敏膠、硅膠膠水、硅膠油墨等;也可用于生產(chǎn)單組分鉑金硫化劑,部分取代傳統(tǒng)過氧化物硫化劑。
單組分鉑金催化劑的特點(diǎn)是什么?
A:1、理化性能外觀:無色透明液體氣味:輕微相容性:與有機(jī)硅體系有良好的相容性型號(hào):PT-2500D和PT5000D2、單組分鉑金催化劑PT-2500D的硫化效果將單組分鉑金催化劑添加到加成型硅橡膠中,按照GB/T 16584-1996測(cè)試其在90-170℃溫度條件下的硫化情況,結(jié)果如下圖所示,單組分鉑金催化劑在低溫條件下沒有催化活性,但是在超過120℃的條件下可以快速高效地催化硅橡膠的交聯(lián)硫化過程。
硅橡膠的交聯(lián)硫化反應(yīng)是一個(gè)放熱的過程,利用差示掃描量熱儀(DSC)對(duì)單組分鉑金催化劑進(jìn)行表征同樣可以發(fā)現(xiàn),在低于120.6℃的條件下體系沒有出現(xiàn)放熱,表明硅橡膠的交聯(lián)反應(yīng)基本不發(fā)生或者反應(yīng)速率很低。這說明由江門市科駿馳新材料有限公司開發(fā)的單組分鉑金催化劑具有較弱的低溫催化活性,可以極大地延長(zhǎng)硅橡膠的室溫可操作時(shí)間,流動(dòng)性良好;同時(shí)在高溫下又可以快固化反應(yīng)。
3、抗黃效果
普通的鉑金催化劑短時(shí)間處于超過100℃的環(huán)境下會(huì)使得其中的鉑原子被氧化而產(chǎn)生鉑黑,導(dǎo)致催化劑失去催化活性,并且會(huì)對(duì)硅橡膠制品的透明性和黃變產(chǎn)生不利影響。江門市科駿馳新材料有限公司開發(fā)的單組分鉑金催化劑將鉑與特殊結(jié)構(gòu)的抑制劑進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng),對(duì)鉑進(jìn)行有效的保護(hù),有效阻止了鉑黑的產(chǎn)生,在高于150℃的環(huán)境下放置3小時(shí)以上仍然是無色透明的狀態(tài),并且仍然具有催化活性。最終硅橡膠產(chǎn)品的抗黃性也較傳統(tǒng)催化劑明顯改善。圖 3. 經(jīng)150℃烘烤3h后兩種催化劑的外觀對(duì)比(a)普通鉑金催化劑(b)單組分鉑金催化劑4、物理機(jī)械性能和其他性能與使用Karstedt催化劑(使用1-乙炔基環(huán)己醇為抑制劑)的硅橡膠制品相比,使用矽友單組分鉑金催化劑得到的硅橡膠制品經(jīng)過性能檢測(cè),無論是硬度、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、永久變形、回彈、高溫老化性能,以及其他方面性能如食品級(jí)、醫(yī)療級(jí)性能等基本無差別。
透明膏狀模壓?jiǎn)谓M份鉑金硫化劑PL-TM-25M(單)是一種無味快速單組分,高透明、高環(huán)保、食品級(jí)鉑金催化劑,主要用在單組份加成型熱硫化固體硅橡膠使用。
熱硫化固體硅橡膠擠出、壓延、模壓等工藝使用,直接取代傳統(tǒng)過氧化物雙二五模壓和雙二四擠出硫化劑使用比例0.8—1.0%