雙組分電纜隔艙密封有機(jī)硅橡膠的應(yīng)用研究

史鴻嶼，趙鵬遠(yuǎn)

（1.渤海船舶重工有限公司；2.哈爾濱化工研究所，黑龍江哈爾濱）

硅橡膠是聚硅氧烷最重要的產(chǎn)品之一。它具有優(yōu)異的耐高低溫、耐候、耐臭氧、抗電弧、電氣絕緣性、耐化學(xué)品、高透氣性及生理惰性等性能，因而在航空、航天、電氣電子、化工儀表、汽車、機(jī)械等工業(yè)以及醫(yī)療衛(wèi)生、日常生活的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

加成型室溫硫化硅橡膠是室溫固化硅橡膠的一種。是以含乙烯基的有機(jī)聚硅氧烷作為基礎(chǔ)聚合物，與含硅氫鍵的有機(jī)聚合硅氧烷，在鉑催化劑存在下進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)。加成型硅橡膠硫化過程不產(chǎn)生副產(chǎn)物，收縮率極小，且透明性好，強(qiáng)度高，在高溫下的密封性比縮合型好。

反應(yīng)機(jī)理如下：

由于烯丙基的存在，使其固化后對多種材料具有較好的粘接性能，并且由于烯丙基對硅氫加成反應(yīng)具有較大的活性，所以交聯(lián)固化過程不易受到外來雜質(zhì)的干擾。固化后的材料有良好的耐高低溫、耐紫外線、耐輻照、絕緣、透光率高等性能，是一種理想的電纜隔艙密封材料［1-3］。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

主要試劑：中相對分子質(zhì)量的端乙烯基硅橡膠中間體（A組份），中相對分子質(zhì)量含H的端基硅油（B組份），MQ樹脂，氣相二氧化硅。

主要儀器：101-3型干燥箱，上海實(shí)驗(yàn)儀器廠，控溫器靈敏度±1℃；SSY-200型手動試壓泵；自制試壓罐；壓力表；攪拌棒；試驗(yàn)電纜。

1.2 密封膠的制備

以中相對分子質(zhì)量的端乙烯基硅橡膠中間體為A組份，中相對分子質(zhì)量含H的端基硅油為B組份，在A、B組份中加入MQ樹脂、氣相二氧化硅為填料補(bǔ)強(qiáng)劑。按甲、乙組份1:1進(jìn)行混合，攪拌均勻，澆鑄到配套的模具中，室溫固化。

1.3 分析測試

輻照試驗(yàn)：對電纜隔艙密封有機(jī)硅橡膠輻照前后的性能的測試。

老化試驗(yàn)：在熱空氣中加速老化前后的性能測試。

耐高溫壓力試驗(yàn)：在200℃，2MPa飽和壓力時對密封結(jié)構(gòu)的影響程度。

2 結(jié)果與討論

2.1 輻照對硅橡膠性能影響試驗(yàn)

本試驗(yàn)考察了在進(jìn)行104Gy劑量的輻照后，在溫度為23℃、濕度為50%的條件下，硅橡膠的性能的變化，如表1所示：

表1 輻照前后有機(jī)硅橡膠性能對照Table 1 The performances ofsilicone rubber before and after irradiation

由上表可已看出，經(jīng)過輻照的硅橡膠與輻照前的樣品相比，其拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率、邵氏硬度、相對永久變形均沒有發(fā)生很大的變化，所以認(rèn)為在進(jìn)行104Gy劑量的輻照后，對研制的室溫固化有機(jī)硅橡膠的性能并沒有產(chǎn)生很大變化，不會影響其密封性能。

2.2 熱空氣加速老化硅橡膠性能影響試驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)考察了對研制的硅橡膠樣品在200℃熱空氣中，對樣品加熱168h，使其加速老化后，對其性能的影響（在溫度為23℃、濕度為50%的條件下），如表2所示：

由表2可以看出，經(jīng)過熱空氣加熱老化的硅橡膠與老化前的樣品相比，其拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率、邵氏硬度、相對永久變形的變化量均很小，所以認(rèn)為研制的室溫固化有機(jī)硅橡膠的抗老化性能很好，在很長時間內(nèi)不會對密封性產(chǎn)生影響。

2.3 耐高溫壓力試驗(yàn)

為了驗(yàn)證采用有機(jī)硅橡膠密封后，在200℃，2MPa飽和壓力時對密封結(jié)構(gòu)的影響程度，進(jìn)行了本試驗(yàn)。試驗(yàn)裝置如圖1所示：

圖1 裝置示意圖Fig.1 The schematic diagram of equipment

電纜去除表面包布后，穿入有機(jī)硅橡膠試件，放入壓力罐，罐內(nèi)注滿水，將裝置放入烘箱，升溫后，當(dāng)壓力超過2.6MPa時，用針式放氣閥將壓力降至2.1MPa。在保持溫度為200℃，壓力不低于2 MPa的條件下進(jìn)行2h的實(shí)驗(yàn)。

表3 密封結(jié)構(gòu)試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 3 The experiment data ofsealingsystem

拆開壓力罐，發(fā)現(xiàn)硅橡膠試件在電纜上出口處被壓碎，擠出造成流失，沒有水漏出。證明在200℃，2MPa飽和壓力時，所研制的有機(jī)硅橡膠在2h內(nèi)密封良好，可耐高溫、高壓，是用于密封的優(yōu)良材料。

3 結(jié)論

研制了一種雙組分加成型室溫固化的有機(jī)硅橡膠。通過一系列的實(shí)驗(yàn)證明，固化后的材料具有良好的力學(xué)性能、耐輻照、抗老化性，并且耐高溫高壓性能良好，固化過程中不產(chǎn)生有毒有害氣體，適用于電纜隔艙密封，是一種理想的的密封材料。

［1］涂志秀,楊洋,劉安華等.加成反應(yīng)型硅橡膠的研究進(jìn)展［J］.橡膠工業(yè),2006(4):251～253.

［2］幸松民,王一璐.有機(jī)硅合成工藝及產(chǎn)品應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2000.

［3］楊始,謝擇民,高偉.高性能多功能硅橡膠的研究［J］.橡膠工業(yè),2000(12):716～719.