纳米钙与重钙复配对有机硅酮密封胶性能的影响

碳酸钙粉体作为一种新型的无机补强填料，在硅酮密封胶产品配方中占据着重要的比例，用量可高达60%以上，是硅酮密封胶用量原材料之一。

目前，应用于有机硅酮密封胶的碳酸钙粉体多为改性后的纳米碳酸钙，该纳米碳酸钙不仅具有一般无机填料所没有的量子尺寸效应、表面效应及宏观量子效应，还具备疏水亲油性能，能很好地分散于复合材料中。

但改性纳米碳酸钙也存在着生产工艺复杂、对环境有污染及造价高等不足，故以制备方法简单、价格低的重质碳酸钙部分替代纳米碳酸钙受到了青睐。但由于重质碳酸钙粒径分布较宽，与复合材料相容性稍差，填充后的硅酮密封胶体系在受到应力作用时容易引起应力集中，出现材料裂纹扩展而导致材料发生破坏，所以工业上只能用改性重质碳酸钙替代部分改性纳米碳酸钙作为补强填料，以达到降低硅酮密封胶的成本效果。

覃玲意等采用不同比表面积的纳米碳酸钙与1500目改性重质碳酸钙复配后填充于硅酮密封胶中，考察其对硅酮密封胶加工性能、弹性回复率及补强等性能的影响，结果表明：

（1）纳米碳酸钙与1500目重质碳酸钙复配后与比表面积相当的纯纳米碳酸钙相比具备更低的黏度和更高的挤出率，其中基胶黏度下降约为40%，挤出率增加约为30%，成品胶黏度下降约为27%，挤出率增加幅度高达28%。

究其原因是对于多分散体系，小颗粒可以填充到大颗粒间的空隙里面，它的体积分数将会更大。所以，在任一含量下，增大颗粒粒径分布可降低体系粘度。这可解释为小颗粒在大颗粒的运动中起到润滑作用而使得颗粒更容易运动。从吸油值数据也可以看出，在固体含量情况下，控制颗粒的粒径分布可以控制体系加工粘度和挤出率。纳米碳酸钙与1500目重钙复配后与比表面积相当的纯纳米碳酸钙相比具备较好的光泽度且对分散性基本不影响。这是因为复配后的填料由于相互交错的填充结构使得其吸油值在程度上低于单一填充体系的填料，在同一加工配方中显得油性更足，光泽度较好。

（2）纳米碳酸钙与1500目重质碳酸钙复配后与比表面积相当的纳米碳酸钙相比，复配后的表干时间稍有延长，弹性回复率稍有减小，而硬度与单一纳米碳是酸钙相当。

（3）纳米碳酸钙与1500目重质碳酸钙复配后与比表面积相当的纳米碳酸钙相比，在力学补单一纳米碳酸钙相当，断裂伸长率稍有减小，但浸水处理后拉伸强度及伸长率保持率有所提高，脱粘面积也有所提升。

硅酮密封胶的补强与填料体系的分散性密切相关，只有当获得良好的分散性时，才能充分体现纳米粒子的补强作用。纳米碳酸钙与重质碳酸钙复配后，重质碳酸钙在体系中充当了一定的分散介质作用，在很大程度上改善了纳米碳酸钙粒子的分散性，因此在力学性能方面有着不俗的表现。但在伸长率方面，复配填料体系不如单一填料体系，主要是因为粒径较粗的重质碳酸钙在受力拉伸过程中，容易引起应力集中而引发裂纹扩展，导致材料发生破坏。浸水性能的提高则是因为复配体系具有更低的吸油值、较好的分散性，填充有机硅树脂后表面能较低，水汽分子不易渗透到有机硅体系发生降解作用。

资料来源：《覃玲意,钟玲萍,马剑平,等.纳米碳酸钙与重质碳酸钙复配强化有机硅酮密封胶性能[J].大众科技,2021,23(05):21-24》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！