【液体硅胶百科】液态硅胶-液体硅橡胶-液态硅橡胶百科
概述：
液体硅胶是指硫化前以液体形态存在的硅橡胶，与混炼硅橡胶不同，液体硅胶是由中等聚合度的线形有机硅氧烷为基础聚合物配合填料、各种助剂及添加剂配制的具有自流平或触变性的基料。这句话的意思是液体硅橡胶使用的有机硅氧烷聚合度中等，因而其不象固体硅橡胶的粘稠度那么高，形态上才会是液态。这里判断是否液态的标准是：可流动物体是液态的，放置时不流动但用高速搅拌设备搅拌时能流动的物体也是液态的。本文中也会用液态硅胶、液体硅橡胶、液态硅橡胶替代液体硅胶，它们所代表的物体相同，指代的都是液体形态存在的有机硅橡胶。而以液体存在的无机硅胶不在本文讨论范围之内。
分类：
液体硅橡胶可按多种标准分类，最常见的分类方法有按有无附属物产生可分为缩合型液体硅胶和加成型液体硅胶，按固化温度来划分可分为室温硫化硅胶和高温硫化硅胶，按成型方式可分为浇注成型液态硅橡胶、涂布硅胶、注射成型液体硅橡胶等。如要想进一步了解，可阅读文章【液体硅胶分类】液态硅胶分类|液体硅橡胶分类。
物性：
因缩合型液态硅胶和加成型液态硅胶结构上的不同，导致其特点也有所不同，下面我们对两者作分别介绍。
缩合型液态硅胶：
缩合型液体硅胶的CAS号为70131-67-8，其又分为单组份缩合型液态硅橡胶和双组份缩合型液态硅橡胶。
单组分缩合型液体硅橡胶：
因其中文名较长，行业内常用RTV-1硅胶替代，其中的RTV是 Room Temperature Vulcanized 的缩写，-1表示由一个组分组成。RTV-1硅胶是将所有成分混合包装在一个密封容器（软管或硬支塑料管）内，使用时从密封容器中挤出，按触空气中的混气后交联成弹性体的一类有机硅产品。RTV-1硅胶都有附属物产生。按附属物成分划分，单组份缩合型液态硅胶又可分为脱酮肟型、脱醇型、脱醋酸型及脱酰胺/羟胺型硅胶。其中脱酸型、脱醇型、脱酮肟型较为常见。脱酸型有刺激性气味，且对金属有腐蚀，但脱酸型脱的是醋酸，对人体无害。脱酸型硅胶对玻璃、瓷砖、铝框等材料有较好的粘接性；脱醇型对金属无腐蚀；脱肟型除对铜有腐蚀外，对其它金属无腐蚀。
单组分缩合型液体硅胶的表干时间：RTV-1硅胶是借助空气中的湿气从表面开始硫化，手指触摸表面黏性消失的时间称作表干时间（tack-free,简称TFT）。一般单组分RTV硅橡胶的TFT范围（25oC,50%RH):脱丙酮型1-10min;脱醋酸型5-15min;脱醇型5-30min;脱酮肟型10-60min;脱酰胺/羟胺型10-60min.
单组份缩合型液体硅胶固化速度主要取决于两个要素：反应时的温度和空气的混度，温度越大反应越快，温度不要超过80oC,在这一范围内温度越高反应越快。RTV-1硅胶硫化过程中，不产生热，也不吸热，相对于环氧树脂、聚脂等材料失重较小，收缩率也较小。
粘接性：由于单组份缩合型液体硅橡胶的胶料中配合粘接性助剂，其对玻璃，陶瓷、石材、砂浆、混凝土、金属及环氧、酚醛、PVC、POM、ABS、PC、PS、PBT等塑料基材均有较好的粘接性，对于难粘接的聚乙烯、聚丙烯等塑料需要打底漆才能粘接住。
单组份缩合型液态硅橡胶耐热和耐寒性都很好，高温可在150oC-200oC内长期使用，低温可在-60oC下保持柔软的弹性。其在-60oC-200oC内都能保持良好的电绝缘性。RTV-1硅胶也具有非常好的耐候性和耐久性，耐臭氧能力出色，耐无机化学品（特别是弱酸和强碱）性能好，对有机化学试剂的抵抗力也不错。
双组分缩合型液态硅胶：
双组分缩合型液体硅胶在行业内常被缩写成RTV-2硅胶，其中的RTV是 Room Temperature Vulcanized 的缩写，-2表示由两个组分组成。RTV-2硅胶硫化前由下述2个组分组成：第一组分，即基料由基础聚合物和填料为主要成分配成，并可以含有交联剂；第二组分，即硫化剂由催化剂和交联剂为主要成分配成，如果基料中含有交联剂，则硫化剂的主要成分为催化剂。使用时，两个组分按比例混合均匀，室温下放置即可硫化成弹性体。
RTV-2硅胶除具有与RTV-1硅胶基本相同的耐热性、耐寒性、耐候性、耐久性及耐化学品性外，还具有以下基本特性。
- 基料与硫化剂分开包装，保存稳定性好。
- 可按基料与硫化剂的品种及量控制使用时间和反应速度。
- 大多数品种与接触的基材无粘接性，并有很好的脱模性；要求粘接时，则要打底漆。
- 使用深层硫化剂，表面与内部能同时固化。
- 有低黏度到高黏度的流动性、非流动性品种供选用。
加成型液态硅胶：
加成型液体硅橡胶原理是由含乙烯基的硅氧烷与多Si-H键硅氧烷，在第八族过渡金属化合物（如Pt等）催化下进行氢硅化加成反应，形成新的Si-C键，使线型硅氧烷交联成为网络结构。相对于缩合型液体硅胶，加成型液体硅胶的综合性能往往更好。加成型液体硅橡胶通常由基胶，交联剂、催化剂、填料及添加剂等组成。根据产品的包装方式，可分为单组分加成型液体硅胶和双组分液体硅胶两类。
加成型液体硅胶硫化过程中基础聚合物交联反应转化率高，催化剂用量较少，不产生副产物；表面与内部均匀硫化，硫化物的尺寸稳定，线收缩率低。硫化速度可用催化剂和抑制剂自由调节，室温下可以有几分钟至几十小时的可使用时间，受热条件下几分钟可完全硫化。加成型液体硅胶在贮存及硫化过程中，不能接触含用N,P,S等元素的有机机物和含有Sn,Ph,Hg,Bi,As等重金属的离子性化合物。例如有机橡胶（含S）、环氧树脂（含胺）、软PVC（含P)、缩合型液体硅胶（含Sn)等，会引起铂催化剂中毒，阻碍硫化。
加成型液态硅胶硫化后，温度对物性变化的影响极小。在150oC-200oC可以长期使用，在-60oC也能保持柔软的弹性，在高温密封状态下的抗返原性非常好。一般来说，加成型液态硅胶在耐热和耐寒方面都优于同等级的缩合型液态硅胶。
硫化后的加成型液态硅橡胶在-60oC-200oC范围内有良好的电绝缘性，并且有频率、温度变化对介电常数、介电损耗影响小的特点。
大多数加成型液体硅橡胶在硫化过程中与接触的基材无粘接性，并有很好的脱模性；要求粘接时，需底涂处理。添加特定的助剂，可将加成型液体硅橡胶制成有粘接性的自粘型液体硅橡胶，其对一些特定的基材在不打底涂的情况下一样有粘接性。
安全性：
液体硅胶作为高分子材料，其安全性较好，几乎所有液体硅胶（部分回收料除外）满足无毒，环保特点（燃烧后不污染土壤和空气），可通过ROHS八项指令，REACH法规，部份液态硅胶可达到食品级标准，能通过FDA、LFGB食品级测试，医用硅胶则需通过ISO10993生物相溶性或美国的USP ClassVI医用级测试。不同的液态硅胶产品需达到不同的标准。
ROHS指令：
ROHS即《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》，对于用于电子行业的的液态硅胶需作ROHS2.0检测。ROHS2.0主要检测以下有害物质：铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)和六价铬(Cr(VI))、多溴联苯（PBBs）、多溴二苯醚（PBDEs）、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）。以上物质除镉（Cadmium）的最大含量限制为0.01%（100ppm）; 其它物质的最大含量限制均为最大0.1%（1000ppm）。另外欧盟拟新增管控物质2项：TBBP-A和MCCPs。
几乎所有的液态硅胶都可通过ROHS2.0检测（部分回收料队外）。
REACH法规：
REACH法规是欧盟制定的一项重要法规，其全称为Registration, Evaluation, Authorization, and Restriction of Chemicals（化学品注册、评估、授权和限制）。REACH主要检测四类物质：某些超量会对人类造成伤害化学物质的百分比含量;是否含有致癌、致畸及生殖毒性(CMR)物质；是否含有持久性、生物积累和毒性(PBT/vPvB)物质；具有科学证据表明可能对人类健康或环境造成严重危害的物质，如致内分泌紊乱物质。几乎所有的液态硅胶都可通过REACH检测（部分回收料队外）。
FDA测试：
FDA是Food and Drug Administration的简称，FDA由美国国会即联邦政府授权，是专门从事食品与药品管理的最高执法机关。对于重复使用的液态硅胶制品FDA对应检测的条目是FDA 21 CFR177.2600.这一条目主要检测的是该硅胶制品在和水或油脂接触后是否有害物被释放出来。主要检测两项：一是去离子水萃取，另一项是正己烷萃取，FDA对两种萃取的最大迁移量都做了规定上，低于极限制合格，高于最大迁移量就不合格。一般来说，部份酸性RTV硅胶和部份加成型液态硅胶可以通过FDA测试。
LFGB测试：
LFGB全称《食品、烟草制品化妆品和其它日用品管理法》，是德国食品卫生管理方面最重要的基本法律文件。针对硅橡胶，德国联邦风险评估所BfR制定了针对硅橡胶的食品级标准。其主要测试项目包括：总迁移量(去离子水、3%乙酸、10%乙醇)，过氧化值测试，重金属含量(以Cd、Pb计)，有机挥发物总量，多环芳烃含量。各限测试都有规定相应的极值，只有低于极值才能通过测试。只有通过测试的液态硅胶产品，才可以得到授权机构出具的LFGB 检测报告证明为“不含有化学有毒物质的产品”。LFGB的测试比FDA测试更严格，同样部份酸性RTV硅胶和部分加成型液态硅胶可以通过LFGB测试。
国标（GB）测试：
在我国，由于硅胶材料会广泛被作为食品接触材料进行使用，所以对食品级接触硅橡胶材料也进行了约束，其检测标准采用GB 4806.11-2016 《食品安全国家标准食品接触用橡胶材料及制品》。测定项目包括：感官测试，重金属含量(以pb计)，高锰酸钾消耗量，总迁移量(4%乙酸、10%乙醇、50%乙醇)。各项测试都规定了迁移的最大允许值，低于最大值可以通过测试，否则无法通过测试。部份酸性RTV硅胶和部分加成型液态硅胶可以通过GB测试。
美国药典USP Class VI 测试：
USP 等级测试标准由美国医疗器械和食品质量和安全的组织以及美国药典和国家处方集 (USP-NF) 确定的一项标准。USP 等级测试是确定材料生物相容性的常用测试方法之一,其有六个等级，其中VI是最严格的。VI 级测试旨在证明不会因从材料中渗出的化学物质引起有害反应或长期身体影响。医用级液体硅胶产品常要进行USP Class VI 测试。USP Class VI 通过四种提取液氯化钠（静脉注射）、酒精盐水（静脉注射）、聚乙二醇（腹腔内）、植物油（腹腔内），将被测试物制成提取物，并将其注射到体内（活体）标本（兔子和小鼠）中，进行急性全身毒性测试和皮内测试。除上述两项外，USP Class VI还进行植入活体动物体内5天的测试。用于全身毒性和皮内测试的材料提取物是在设定的温度和暴露时间下制备的，以确保结果符合通用标准。所有材料提取物均使用三种不同的温度和时间暴露规格进行管理。首先，它在 122 华氏度或 50 摄氏度下持续 72 小时，然后在 158 华氏度下持续 24 小时，最后在 250 华氏度下持续 1 小时。部份酸性RTV硅胶和部分加成型液态硅胶可以通过USP Class VI测试。
IS10993生物相溶性测试：
ISO10993是国际标准化组织制定的一系列生物相容性标准，主要评估医疗器械与人体组织间的生物相溶性。而液体硅胶在医疗器械上有较广泛的应用，因此这类硅胶也需进行ISO10993认证。做测试的硅胶需要检测细胞毒性，致敏性，血溶性，遗传毒性。如果经检测，液体硅胶制品符合下面所有项，才能通过认证：这些项是：对细胞的生长和繁殖无明显影响；引起人体过敏反应的可能性较低；与血液接触后不会引起明显的凝血反应、血小板活化或溶血反应；不会引起人体基因突变或染色体畸变。部份酸性RTV硅胶和部分加成型液态硅胶可以通过ISO10993生物相溶性测试。ISO-10993 是一项利用全身毒性和皮内反应性测试的标准。然而，它还包括额外的细胞毒性、遗传毒性、慢性毒性和血液相容性测试，以及更多涉及的全身毒性测试。ISO-10993 测试的额外要求是由于它主要用于将永久或半永久植入患者体内的医疗设备。因此，对于不打算植入或与患者接触有限的设备，ISO-10993 测试可能比必要的范围更广。
GB/T 16886生物相溶性测试：
GB/T 16886是我国关于生物组织相容性的评价标准，用于评估医疗器械与人体组织间的生物相溶性。用于我国医疗器械上的液态硅胶需满足该标准。GB/T 16886测试使用四种浸提介质：生理盐水、植物油、DMSO溶剂、细胞完全培养基，按规定比例将液态硅胶产品制成提取物，进行细胞毒性实验、过敏实验、遗传毒性和致癌实验、显性致死实验以及植入实验等，达到全部测试标准方可获得认证。
应用：
因其具有独特的耐高温、耐低温、耐候、有弹性等物理性能，以及环保无毒的物点，液态硅胶具有广泛的应用，以下是其应用范围。
日常用品行业：
- 婴幼儿用品：液态硅胶经常制成婴幼儿用品，如奶嘴、奶瓶、牙胶，婴儿安抚用品，这类产品都使用加成型液态硅胶原料，制成的产品需达到食品级标准，需达到FDA、LFGB、GB等认证。
- 成人用品：如硅胶娃娃、硅胶阳具、飞机杯等成人用品使用液态硅胶制成，合格的这类产品需通过ISO10993等生物相溶性测试。
- 生活用品：如液态硅胶手机壳、硅胶铲、硅胶餐具、厨具等产品使用液态硅胶制成，这类产品需达到食品级标准，要通过FDA、LFGB、GB等国家级认证。
医疗器械行业：
在医疗器械制造中，液态硅胶常被用于制造医用导管、密封件、人工器官等。这些产品能够直接接触人体，且不会对人体产生不良影响。合格的这类产品需通过ISO10993、USP Class VI等生物相溶性测试。
建筑和建材行业：
在建筑和建材行业中，液体硅胶被广泛应用于建筑密封、防水涂料等领域(玻璃胶也是液体硅胶的一种）。液体硅胶能够提供可靠的密封性能和耐久性，有效地防止水分和气体渗入建筑物内部，从而保护建筑物的实体结构。这类液态硅胶产品只需通过ROHS、REACH无毒测试即可。
汽车工业：
液态硅橡胶在汽车制造中也有多种应用。它可以作为密封件、防水件和减震垫来使用，能够有效地保护车辆的零部件免受水、尘土以及震动、温差的侵蚀。此外，液体硅橡胶还可以用于汽车内部的装饰和涂饰，提升汽车的美观性和舒适性。这类液态硅橡胶产品只需通过ROHS、REACH无毒测试即可。
照明行业：
液态硅橡胶常用于LED照明产品的封装和保护。这类液体硅橡胶产品只需通过ROHS、REACH无毒测试即可。
电子电器行业：
液体硅胶在电子电器行业中被广泛应用于密封、绝缘和防水应用。在电路板、LED灯、电缆接头等产品上都有此类应用。这类液体硅橡胶产品只需通过ROHS、REACH无毒测试即可。
工业制造业：
液态硅胶在工业制造中也有广泛应用，如液态硅胶辊、液体硅胶模具、硅胶胶粘剂、硅胶涂层等。这类液体硅胶产品只需通过ROHS、REACH无毒测试即可。
