CN102585509A - 一种双组份液体硅橡胶及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于硅橡胶领域，尤其涉及一种双组份液体硅橡胶及其制备方法，包括基胶、交联剂、催化剂和硅烷偶联剂，其特征在于：端羟基聚硅氧烷为基胶，正硅酸乙酯为交联剂，有机锡为催化剂，氨丙基三乙氧基硅烷硅为烷偶联剂，其它为填料。本发明中端羟基聚硅氧烷90-120份，正硅酸乙酯5-12份，有机锡1-3份，氨丙基三乙氧基硅烷2-5份，白炭黑20-40份、氢氧化铝40-60份，铁红40-60份。所述的制备方法，包括以下步骤：（1）A组份的制备：将所需原料在捏合机内混合均匀，通过碾磨、搅拌、抽真空干燥、冷却、等后得到A；（2）B组份的制备：将所需原料混合均匀得到B；（3）胶料的配制：将A：B=100：4-7混合在一起即可。本发明具有流动性好、强度高、阻燃性好、耐高温烧蚀性等特征。

Description

一种双组份液体硅橡胶及制备方法

技术领域

本发明属于硅橡胶领域，尤其涉及一种双组份液体硅橡胶及其制备方法。 

  

背景技术

硅橡胶由于具有优良的电气绝缘性、耐电弧、电晕、耐水、耐臭氧、耐气候老化、耐高低温性能好，可在-60~200℃温度范围内使用，而被广泛用于电子电器、汽车、航空航天、机械建筑、纺织、化工、轻工印刷、卫生等行业作绝缘、封装、嵌缝、密封、防潮、防震及制作辊筒的材料。此外，由于硅橡胶具有优异的脱模性，因而作为软模具材料大量用于文物、工艺品、玩具、人造革、电子电器、仪器、仪表及机械零件等的复制和制造。 

  

普通硅橡胶本身虽然具有一定的阻燃性，但不具有难燃性及自熄性；可在-60~200℃温度范围内使用，且保持良好的物理性能，但当温度高于200℃后，很快就会因为热老化降解而失去使用性能。随着硅橡胶在交通工具、家用电器、家具、航空航天器等领域的广泛应用，对硅橡胶的性能的要求也越来越高，不仅对硅橡胶的强度有了更高的要求，同时对其耐烧蚀性和难燃性也有了更高的要求。

双组份缩合型液体硅橡胶具有室温固化，操作简单，其两个组份之比例富于变化，一个品种就可以得到多种规格性能的硫化制品，且固化时不吸热、不放热，固化后收缩率小，并有良好的绝缘性、抗震性能、防水防潮和抗老化性能等特点，其应用面和应用量已迅速扩大。但普通双组份缩合型液体硅橡胶本体强度较差，要制备高强度或阻燃型的双组份缩合型硅橡胶，必然添加足够的补强填料和阻燃填料。因此目前市场上存在双组份高强度阻燃型的硅橡胶产品均存在流动性差，可操作性差等缺点。 

  

发明内容

为解决以上的技术问题，本发明提供一种流动性好、强度高、阻燃性好、耐高温烧蚀性的双组份液体硅橡胶。 

本发明解决技术问题的双组份液体硅橡胶，包括基胶、交联剂、催化剂和硅烷偶联剂，其特征在于：端羟基聚硅氧烷为基胶，正硅酸乙酯为交联剂，有机锡为催化剂，氨丙基三乙氧基硅烷硅为烷偶联剂，其它为填料。 

其中填料为气相法白炭黑、氢氧化铝和可耐1500℃高温的铁红，有机锡可为有机羧酸锡或有机锡螯合物。 

本发明中端羟基聚硅氧烷90-120份（注：所用份数比，均为质量比），正硅酸乙酯5-12份，有机锡1-3份，氨丙基三乙氧基硅烷2-5份，白炭黑20-40份、氢氧化铝40-60份，铁红40-60份。 

本发明中所述的双组份液体硅橡胶的制备方法，包括以下步骤： 

（1）A组份的制备：选择端羟基聚硅氧烷90-120份，气相法白炭黑20-40份、氢氧化铝40-60份，铁红40-60份，在捏合机内混合均匀，将胶料转移到三辊机上碾磨，均匀后再转移到捏合机中升温搅拌，胶料温度在150-190℃、真空度≥0.085 Mpa状态下，抽真空干燥3-5小时，密闭冷却，将冷却后的胶料转移到三辊机上碾磨均匀，得到A；

（2）B组份的制备：正硅酸乙酯5-12份、有机锡1-3份和氨丙基三乙氧基硅烷2-5份混合均匀得到B，密闭待用；

（3）胶料的配制：将A：B=100：4-7混合在一起即可。

气相法白炭黑、氢氧化铝和铁红经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理，预处理方法为：将三官能团的硅氧烷和D4的蒸汽通入装有气相法白炭黑、氢氧化铝和铁红的反应釜中，密闭搅拌1小时后，在150-190℃的条件下处理3-5小时，自然冷却至常温。 

本发明中的双组份液体硅橡胶粘度为100-250mPa·s，拉伸强度＞4.0Mpa，可耐600℃火焰烧蚀5min，阻燃性为FV-0级，固化速度快（4小时基本固化）；储存时间长，可达≥6个月。 

本发明是通过以下反应机理完成： 

 首先，有机锡中锡原子上最易发生水解的酯基发生水解：

反应的第二步是Sn上的OH基Si(OR)₄反应把Si原子接到Sn原子上,形成中间体，然后与α，ω-二羟基聚二甲基二硅氧烷上分子末端的SiOH基发生反应，脱去低分子，形成交联网络，实现硅橡胶的交联硫化。

  

 

采用本发明中的制备方法制得的双组份液体硅橡胶，具有良好的可操作性，较高的本体强度，优异的阻燃性和耐烧蚀性，同时还具有优异的介电性能、抗老化、绝缘性等硅橡胶常规性能。

附图说明

图1是本发明配制A组份的工艺流程图 

图2是本发明配制B组份的工艺流程图

  

具体实施方式

实施例1 

选择端羟基聚硅氧烷90份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的气相法白炭黑20份、氢氧化铝40份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的耐高温铁红40份，在捏合机内混合均匀，将胶料转移到三辊机上碾磨，均匀后再转移到捏合机中升温搅拌，胶料温度在150℃、真空度=0.085 Mpa状态下，抽真空干燥3小时，密闭冷却至常温。将冷却后的胶料转移到三辊机上碾磨均匀，得到A组份产品。

将正硅酸乙酯5份、有机羧酸锡1份和氨丙基三乙氧基硅烷2份混合均匀，得B组份，密闭待用；将A：B=100:4混合配制即可。 

其中，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理为将三官能团的硅氧烷和D4的蒸汽通入装有气相法白炭黑、氢氧化铝和铁红的反应釜中，密闭搅拌1小时后，在真空度=0.085Mpa，150℃的条件下处理3小时，自然冷却至常温。 

实施例2 

选择端羟基聚硅氧烷110份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的气相法白炭黑30份、氢氧化铝50份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的耐高温铁红50份，在捏合机内混合均匀，将胶料转移到三辊机上碾磨，均匀后再转移到捏合机中升温搅拌，胶料温度在170℃、真空度=0.095 Mpa状态下，抽真空干燥4小时，密闭冷却至常温。将冷却后的胶料转移到三辊机上碾磨均匀，得到A组份产品。

将正硅酸乙酯8.5份、有机锡螯合物1份和氨丙基三乙氧基硅烷3.5份混合均匀，得B组份，密闭待用；将A：B=100:6混合配制即可。 

其中，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理为将三官能团的硅氧烷和D4的蒸汽通入装有气相法白炭黑、氢氧化铝和铁红的反应釜中，密闭搅拌1小时后，在真空度=0.090Mpa，170℃的条件下处理4小时，自然冷却至常温。 

实施例3 

选择端羟基聚硅氧烷120份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的气相法白炭黑40份、氢氧化铝60份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的耐高温铁红60份，在捏合机内混合均匀，将胶料转移到三辊机上碾磨，均匀后再转移到捏合机中升温搅拌，胶料温度在190℃、真空度=0.1 Mpa状态下，抽真空干燥5小时，密闭冷却至常温。将冷却后的胶料转移到三辊机上碾磨均匀，得到A组份产品。

将正硅酸乙酯12份、有机锡螯合物3份和氨丙基三乙氧基硅烷5份混合均匀，得B组份，密闭待用；将A：B=100:7混合配制即可。 

其中，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理为将三官能团的硅氧烷和D4的蒸汽通入装有气相法白炭黑、氢氧化铝和铁红的反应釜中，密闭搅拌1小时后，在真空度=0.095Mpa，190℃的条件下处理5小时，自然冷却至常温。 

实施例4：对照品1的制备： 

选择端羟基聚硅氧烷110份，未预处理的亲水型气相法白炭黑30份、氢氧化铝50份、耐高温铁红50份，在捏合机内混合均匀，将胶料转移到三辊机上碾磨，均匀后再转移到捏合机中升温搅拌，胶料温度在170℃、真空度=0.095 Mpa状态下，抽真空干燥4小时，密闭冷却至常温。将冷却后的胶料转移到三辊机上碾磨均匀，得到A组份。

     将正硅酸乙酯8.5份、有机羧酸锡2份和氨丙基三乙氧基硅烷3.5份混合均匀，得B组份，密闭待用；将A：B=100:6混合配制即可。 

 其中，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理为将三官能团的硅氧烷和D4的蒸汽通入装有气相法白炭黑、氢氧化铝和铁红的反应釜中，密闭搅拌1小时后，在真空度=0.090Mpa，170℃的条件下处理4小时，自然冷却至常温。 

实施例5：对照品2的制备： 

     选择端羟基聚硅氧烷110份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的气相法白炭黑30份，未预处理氢氧化铝50份，未预处理的耐高温铁红50份，在捏合机内混合均匀，将胶料转移到三辊机上碾磨，均匀后再转移到捏合机中升温搅拌，胶料温度在170℃、真空度=0.095 Mpa状态下，抽真空干燥4小时，密闭冷却。将冷却后的胶料转移到三辊机上碾磨均匀，得到A组份产品。

将正硅酸乙酯8.5份、有机锡螯合物2份和氨丙基三乙氧基硅烷3.5份混合均匀，得B组份，密闭待用；将A：B=100:6混合配制即可。 

其中，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理为将三官能团的硅氧烷和D4的蒸汽通入装有气相法白炭黑的反应釜中，密闭搅拌1小时后，在真空度=0.090Mpa，170℃的条件下处理4小时，自然冷却至常温。 

实施例6：对照品3的制备： 

   选择端羟基聚硅氧烷110份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的气相法白炭黑30份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的氢氧化铝50份，未预处理的耐高温铁红50份，在捏合机内混合均匀，将胶料转移到三辊机上碾磨，均匀后再转移到捏合机中升温搅拌，胶料温度在170℃、真空度=0.095 Mpa状态下，抽真空干燥4小时，密闭冷却。将冷却后的胶料转移到三辊机上碾磨均匀，得到A组份产品。

   将正硅酸乙酯8.5份，有机锡螯合物2份，氨丙基三乙氧基硅烷3.5份混合均匀，得B组份，密闭待用；将A：B=100:6混合配制即可。 

其中，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理为将三官能团的硅氧烷和D4的蒸汽通入装有气相法白炭黑、氢氧化铝的反应釜中，密闭搅拌1小时后，在真空度=0.090Mpa，170℃的条件下处理4小时，自然冷却至常温。 

性能检测： 

粘度检测方法：参考GB/T265标准；

    允许操作时间检测方法：参考GB/T6753.2标准；

硬度的测试方法：参考GBT531标准；

固化时间检测标准：从A，B组份等比例混合配胶开始到产品硬度达到最大值时所需时间为完全固化时间；

阻燃性测试方法：参考GB/T 10707-2008

耐烧蚀性测试方法：参考GJB 2617-96 

拉伸强度测试方法：参考 GB/T 528-1998

产品与对照品比较：

表1  产品与对照品固化性能比较

可以看出：对照品1#粘度明显偏大，可操作性差，且允许操作时间偏长，完全固化时间也偏长，影响工期，拉伸强度偏低，不能满足客户使用要求；对照品2#粘度也偏大，可操作性较差，固化时间偏长，不能满足客户使用要求；对照品4#粘度偏大，可操作性较差，不能满足客户使用要求；只有产品各项指标符合要求。

产品储存稳定性： 

表2 产品储存性能

可以看出：本产品，贮存一年后，其主要性能没有太大变化，其原因是三官能团的硅氧烷和D4对补强填料、阻燃填料和耐高温填料进行了预处理，大大的减少了填料表面的羟基，从而改进胶料的贮存稳定性。

产品综合性能： 

 A组份选择端羟基聚硅氧烷90-120份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的气相法白炭黑20-40份、氢氧化铝40-60份，经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理的耐高温铁红40-60份，配制而成；B组份选择正硅酸乙酯5-12份，有机锡1-3份，氨丙基三乙氧基硅烷2-5份配制而成；A,B组份按100:5（质量比）配胶。配制得到的产品，具有如下的性能：

表3 产品性能

Claims (7)

1.一种双组份液体硅橡胶，包括基胶、交联剂、催化剂和硅烷偶联剂，其特征在于：端羟基聚硅氧烷为基胶，正硅酸乙酯为交联剂，有机锡为催化剂，氨丙基三乙氧基硅烷硅为烷偶联剂，其它为填料。

2.如权利要求1所述的一种双组份液体硅橡胶，其特征在于：填料为气相法白炭黑、氢氧化铝和铁红。

3.如权利要求1所述的一种双组份液体硅橡胶，其特征在于：有机锡可为有机羧酸锡或有机锡螯合物。

4.如权利要求1-3所述的一种双组份液体硅橡胶，其特征在于：端羟基聚硅氧烷90-120份，正硅酸乙酯5-12份，有机锡1-3份，氨丙基三乙氧基硅烷2-5份，白炭黑20-40份、氢氧化铝40-60份，铁红40-60份。

5.如权利要求2所述的一种双组份液体硅橡胶，其特征在于：铁红为可耐1500℃高温的铁红。

6.如权利要求1-5所述的一种双组份液体硅橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）A组份的制备：选择端羟基聚硅氧烷90-120份，气相法白炭黑20-40份、氢氧化铝40-60份，铁红40-60份，在捏合机内混合均匀，将胶料转移到三辊机上碾磨，均匀后再转移到捏合机中升温搅拌，胶料温度在150-190℃、真空度≥0.085 Mpa状态下，抽真空干燥3-5小时，密闭冷却，将冷却后的胶料转移到三辊机上碾磨均匀，得到A组份；

（2）B组份的制备：正硅酸乙酯5-12份、有机羧酸锡或有机锡螯合物1-3份和氨丙基三乙氧基硅烷2-5份混合均匀得到B组份，密闭待用；

（3）胶料的配制：将A：B=100：4-7混合均匀即可。

7. 如权利要求6所述的一种双组份液体硅橡胶的制备方法，其特征在于：气相法白炭黑、氢氧化铝和铁红经三官能团的硅氧烷和D4进行预处理，方法为：将三官能团的硅氧烷和D4的蒸汽通入装有气相法白炭黑、氢氧化铝和铁红的反应釜中，密闭搅拌1小时后，在150-190℃的条件下处理3-5小时，自然冷却至常温。

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