一种缩合型模具硅橡胶及其制备方法
技术领域
本发明属于硅橡胶制备技术领域,涉及一种缩合型模具硅橡胶及其制备方法,具体涉及一种耐中、高温缩合型模具硅橡胶及其制备方法。
背景技术
模具硅橡胶(Siliconerubbermold)是有机硅室温双组份模具胶(RoomTemperatureVulcanization),简称RTV,是一种双组份化合物。它的硫化是在室温下进行,只要将两组分按照一定的比例混合(具体比例可根据操作时间及产品性能确定),两组分化合物发生交联反应,形成有柔韧、弹性的胶体,因而适用于玻丽树脂(POLYSTER)环氧树脂(EPOXY),PU发泡树脂,石膏、水泥、蜡烛、电子等工艺厂、玩具厂、电子厂、灯具厂、丝印厂、蜡烛厂、生产装饰工艺品及复制产品、制造模具等。
模具硅橡胶一般由基础胶、交联剂、催化剂和填料等组成。基础胶为107硅橡胶,称为羟基封端聚二甲基硅氧烷。这种模具硅橡胶在室温下可以固化,有良好的流动性,无变形,仅有微小的线收缩。交联剂为正硅酸乙酯。催化剂为二月桂酸二丁基锡。填料有滑石粉、石英粉、白炭黑。一般用滑石粉作填料。若用白炭黑作填料时,在机械强度,撕裂强度和均匀方面都有显著提高。
但是现有技术中所公开的模具硅橡胶耐中、高温效果较差,且存在产品操作固化过程中前期操作快,后期指干慢的问题。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明的目的之一在于提供一种耐中、高温缩合型模具硅橡胶,所述模具硅橡胶包括A组份和B组份,其按重量份数包括:
A组份:
B组份:
催化剂10~40份
交联剂30~80份
促进剂2~10份;
所述A组份和B组份的重量比为100:1.5~3,即使用过程中是将A组份与B组份以该重量比混合,得到双组份硅橡胶。
优选地,所述模具硅橡胶包括A组份和B组份,其按重量份数包括:
A组份:
B组份:
催化剂12~38份
交联剂34~76份
促进剂3~9份;
所述A组份和B组份的重量比为100:1.5~3。
优选地,所述模具硅橡胶包括A组份和B组份,其按重量份数包括:
A组份:
B组份:
催化剂15~35份
交联剂38~70份
促进剂4~8份;
所述A组份和B组份的重量比为100:1.5~3。
所述二甲基硅油的重量份数例如为53份、57份、61份、65份、69份、73份、77份、81份、85份、89份、93份、97份或99份。
所述烷氧基硅油的重量份数例如为53份、57份、61份、65份、69份、73份、77份、81份、85份、89份、93份、97份或99份。
所述二氧化硅的重量份数例如为205份、211份、216份、226份、234份、239份、242份、249份、257份、261份、269份、275份、281份、289份、293份或298份。
所述二羟基聚二甲基硅氧烷的重量份数例如为355份、361份、367份、373份、380份、387份、394份、399份、406份、414份、421份、428份、435份、441份或446份。
所述半补强材料的重量份数例如为7份、9份、11份、13份、15份、17份、19份、21份、23份、25份、27份或29份。
所述增重材料的重量份数例如为7份、9份、11份、13份、15份、17份、19份、21份、23份、25份、27份或29份。
所述耐高温材料的重量份数例如为0.8份、1.2份、1.6份、2份、2.4份、2.8份、3.2份、3.6份、4份、4.4份、4.8份、5.2份、5.6份、6份、6.4份、6.8份、7.2份、7.6份、8份、8.4份、8.8份、9.2份或9.6份。
本发明所述耐高温材料指耐250~350℃的温度的材料。
所述交联剂的重量份数例如为13份、16份、19份、22份、25份、28份、31份、34份、37份或39份。
所述交联剂的重量份数例如为33份、37份、41份、45份、49份、53份、57份、61份、65份、69份、73份或77份。
所述促进剂的重量份数例如为2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份或9.5份。
所述A组份和B组份的重量比例如为100:1.6、100:1.7、100:1.8、100:1.9、100:2、100:2.1、100:2.2、100:2.3、100:2.4、100:2.5、100:2.6、100:2.7、100:2.8或100:2.9。
所述二甲基硅油选自粘度为100~1000cps的二甲基硅油中的任意一种或者至少两种的组合。所述二甲基硅油例如粘度为200cps的二甲基硅油、粘度为300cps的二甲基硅油、粘度为400cps的二甲基硅油、粘度为450cps的二甲基硅油、粘度为500cps的二甲基硅油、粘度为600cps的二甲基硅油、粘度为700cps的二甲基硅油、粘度为800cps的二甲基硅油或粘度为900cps的二甲基硅油。
所述烷氧基硅油选自粘度为300~1500cps的烷氧基硅油中的任意一种或者至少两种的组合。所述烷氧基硅油例如粘度为400cps的烷氧基硅油、粘度为500cps的烷氧基硅油、粘度为600cps的烷氧基硅油、粘度为700cps的烷氧基硅油、粘度为800cps的烷氧基硅油、粘度为900cps的烷氧基硅油、粘度为1000cps的烷氧基硅油、粘度为1100cps的烷氧基硅油、粘度为1200cps的烷氧基硅油、粘度为1300cps的烷氧基硅油或粘度为1400cps的烷氧基硅油。
所述二氧化硅为沉淀法二氧化硅。
优选地,所述沉淀法二氧化硅经过表面处理,所述表面处理的处理剂选自硅氮烷、六甲基二硅氧烷或长碳链硅烷中的任意一种或者至少两种的混合物,所述长碳链硅烷指含碳原子个数为10或10以上的硅烷。
所述二羟基聚二甲基硅氧烷选自粘度为1000~100000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷中的任意一种或者至少两种的组合。所述二羟基聚二甲基硅氧烷例如粘度为3000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷、粘度为8000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷、粘度为15000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷、粘度为21000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷、粘度为30000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷、粘度为40000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷、粘度为50000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷、粘度为60000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷、粘度为70000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷、粘度为80000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷或粘度为90000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷。
所述半补强填料为硅微粉、氧化锌或二氧化钛中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如硅微粉和氧化锌的混合物,硅微粉和二氧化钛的混合物,氧化锌和二氧化钛的混合物,硅微粉、氧化锌和二氧化钛的混合物。
所述增重填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土或蒙脱土中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如重质碳酸钙和轻质碳酸钙的混合物,重质碳酸钙和高岭土的混合物,重质碳酸钙和蒙脱土的混合物,轻质碳酸钙和高岭土的混合物,轻质碳酸钙和蒙脱土的混合物,高岭土和蒙脱土的混合物,重质碳酸钙、轻质碳酸钙和高岭土的混合物,重质碳酸钙、轻质碳酸钙和蒙脱土的混合物,重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土和蒙脱土的混合物。
所述耐高温材料为铁红、铁黄或氧化铈中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如铁红和铁黄的混合物,铁红和氧化铈的混合物,铁黄和氧化铈的混合物,铁红、铁黄和氧化铈的混合物。
所述催化剂为二丁基二乙酸锡、二月硅酸二丁基锡、二辛基二月桂酸锡或辛酸亚锡中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如二丁基二乙酸锡和二月硅酸二丁基锡的混合物,二辛基二月桂酸锡和辛酸亚锡的混合物,二丁基二乙酸锡、二月硅酸二丁基锡和二辛基二月桂酸锡的混合物,二月硅酸二丁基锡和二辛基二月桂酸锡的混合物,二丁基二乙酸锡、二月硅酸二丁基锡、二辛基二月桂酸锡和辛酸亚锡的混合物,二月硅酸二丁基锡、二辛基二月桂酸锡和辛酸亚锡的混合物。
所述交联剂为正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或聚硅酸乙酯中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如正硅酸乙酯和正硅酸丙酯的混合物,正硅酸乙酯和聚硅酸乙酯的混合物,正硅酸丙酯和聚硅酸乙酯的混合物,正硅酸乙酯、正硅酸丙酯和聚硅酸乙酯的混合物。
所述促进剂为KH550、KH570、A151或钛络合物中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如KH550和KH570的混合物,A151和钛络合物的混合物,KH550、KH570和A151的混合物,钛络合物和KH550的混合物,KH570、A151和钛络合物的混合物。
所述KH550为γ-氨丙基三乙氧基硅烷,所述KH570为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,所述A151为乙烯基三乙氧基硅烷。
本发明的目的之二在于提供一种如上所述的模具硅橡胶的制备方法,所述方法包括如下步骤:
(1)将配方量的二甲基硅油、烷氧基硅油、二氧化硅及可选地处理剂加入捏合机中,室温捏合后,升温并恒温真空捏合,然后停止真空,加入配方量的半补强填料、增重填料以及耐高温材料,降温后加入配方量的二羟基聚二甲基硅氧烷,搅匀后,过三辊,得到A组份;
(2)将配方量的催化剂、交联剂和促进剂搅拌均匀,密封保存,得到B组份。
单独分装的A和B组分使用时,以A组份和B组份的重量比为100:1.5~3混合。
优选地,步骤(1)所述室温捏合的时间为1~3小时,例如1.2小时、1.4小时、1.6小时、1.8小时、2小时、2.2小时、2.4小时、2.6小时或2.8小时。
优选地,步骤(1)升温至150~190℃恒温真空捏合,所述升温温度例如为153℃、156℃、159℃、162℃、165℃、168℃、172℃、175℃、178℃、181℃、184℃、187℃或189℃。
优选地,步骤(1)所述恒温真空捏合的时间为2~5小时,例如2.3小时、2.6小时、2.9小时、3.2小时、3.5小时、3.8小时、4.1小时、4.4小时、4.7小时或4.9小时。
优选地,所述恒温真空捏合的真空度为-0.9~-0.6MPa。
优选地,步骤(1)降温至100~130℃,例如降温至103℃、106℃、109℃、112℃、115℃、118℃、121℃、124℃、127℃或129℃。
优选地,步骤(2)密封保存的时间为5~24小时,例如7小时、9小时、11小时、13小时、15小时、17小时、19小时、21小时或23小时。
示例性的模具硅橡胶的制备方法包括如下步骤:
(1’)将配方量的二甲基硅油、烷氧基硅油、二氧化硅及可选地处理剂加入捏合机中,室温捏合1~3小时,升温150~190℃然后恒温真空捏合2~5小时,真空度为-0.9~-0.6MPa,停止真空,加入配方量的半补强填料、增重填料和耐高温材料,降温至100~130℃后加入配方量的二羟基聚二甲基硅氧烷,搅拌均匀后过三辊,即得所述的A组份;
(2’)将配方量的催化剂、交联剂和促进剂搅拌均匀,密封保存5~24小时,即得所述的B组份。
单独分装的A和B组分使用时,以A组份和B组份的重量比为100:1.5~3混合。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明中A组份加入了耐温性材料,大大提高了产品的耐温性,可耐200℃的高温,增加了产品的最终使用寿命,复杂的类似假山、仿海底珊瑚等产品可复制400-500次,简单的类似文化石等无特殊,无细小棱角的产品可复制上千次,大大提高了翻模次数,降低了制造成本;B组份中亦加入了促进剂,解决了产品操作固化过程中前期操作快,后期指干慢的问题。市场上流通的产品一般后期指干时间是前期操作时间的2倍,加入促进剂后,产品的指干时间仅为操作时间的1.5倍,很好的提高了工作效率。
本发明的模具硅橡胶具有极好的流动性,且物理机械性能好,硬度为30度的产品,拉神强度可为4.6MPa,撕裂强度为26-28kgf/cm,伸长率为500-550%,试用范围广。
具体实施方式
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,本发明的典型但非限制性的实施例如下:
实施例1
一种缩合型模具硅橡胶,所述模具硅橡胶包括A组份和B组份,其按重量份数包括:
A组份:
B组份:
催化剂10份
交联剂30份
促进剂2份;
所述A组份和B组份的重量比为100:1.5。
二甲基硅油选自粘度为100cps的二甲基硅油。
烷氧基硅油选自粘度为300cps的烷氧基硅油。
所述二氧化硅为沉淀法二氧化硅。
所述二羟基聚二甲基硅氧烷选自粘度为1000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷。
所述半补强填料为硅微粉。
所述增重填料为重质碳酸钙。
所述耐高温材料为铁红。
所述催化剂为二丁基二乙酸锡。
所述交联剂为正硅酸乙酯。
所述促进剂为KH550。
如上所述的模具硅橡胶的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将配方量的二甲基硅油、烷氧基硅油和二氧化硅加入捏合机中,室温捏合1小时后,升温至150℃并恒温真空捏合5小时,真空度为-0.9~-0.6MPa,然后停止真空,加入配方量的半补强填料、增重填料以及耐高温材料,降温至100℃后加入配方量的二羟基聚二甲基硅氧烷,搅匀后,过三辊,得到A组份;
(2)将配方量的催化剂、交联剂和促进剂搅拌均匀,密封保存5小时,得到B组份。
单独分装的A和B组分使用时,以A组份和B组份的重量比为100:1.5混合。
实施例2
一种缩合型模具硅橡胶,所述模具硅橡胶包括A组份和B组份,其按重量份数包括:
A组份:
B组份:
催化剂40份
交联剂80份
促进剂10份;
所述A组份和B组份的重量比为100:3。
二甲基硅油选自粘度为1000cps的二甲基硅油。
所述烷氧基硅油选自粘度为1500cps的烷氧基硅油。
所述二氧化硅为沉淀法二氧化硅。
所述二羟基聚二甲基硅氧烷选自粘度为100000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷。
所述半补强填料为硅微粉、氧化锌和二氧化钛的混合物。
所述增重填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土和蒙脱土的混合物。
所述耐高温材料为铁红、铁黄和氧化铈的混合物。
所述催化剂为二辛基二月桂酸锡。
所述交联剂为正硅酸丙酯。
所述促进剂为A151。
如上所述的模具硅橡胶的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将配方量的二甲基硅油、烷氧基硅油和二氧化硅加入捏合机中,室温捏合3小时后,升温至190℃并恒温真空捏合2小时,真空度为-0.9~-0.6MPa,然后停止真空,加入配方量的半补强填料、增重填料以及耐高温材料,降温至130℃后加入配方量的二羟基聚二甲基硅氧烷,搅匀后,过三辊,得到A组份;
(2)将配方量的催化剂、交联剂和促进剂搅拌均匀,密封保存24小时,得到B组份。
单独分装的A和B组分使用时,以A组份和B组份的重量比为100:3混合。
实施例3
一种缩合型模具硅橡胶,所述模具硅橡胶包括A组份和B组份,其按重量份数包括:
A组份:
B组份:
催化剂22份
交联剂54份
促进剂5份;
所述A组份和B组份的重量比为100:2.1。
二甲基硅油选自粘度为563cps的二甲基硅油。
所述烷氧基硅油选自粘度为876cps的烷氧基硅油。
所述二氧化硅为沉淀法二氧化硅。
所述二羟基聚二甲基硅氧烷选自粘度为25000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷。
所述半补强填料为氧化锌。
所述增重填料为轻质碳酸钙。
所述耐高温材料为铁黄。
所述催化剂为辛酸亚锡。
所述交联剂为聚硅酸乙酯。
所述促进剂为钛络合物。
如上所述的模具硅橡胶的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将配方量的二甲基硅油、烷氧基硅油和二氧化硅加入捏合机中,室温捏合2小时后,升温至170℃并恒温真空捏合3小时,真空度为-0.9~-0.6MPa,然后停止真空,加入配方量的半补强填料、增重填料以及耐高温材料,降温至120℃后加入配方量的二羟基聚二甲基硅氧烷,搅匀后,过三辊,得到A组份;
(2)将配方量的催化剂、交联剂和促进剂搅拌均匀,密封保存12小时,得到B组份。
单独分装的A和B组分使用时,以A组份和B组份的重量比为100:2.1混合。
实施例4
一种缩合型模具硅橡胶,所述模具硅橡胶包括A组份和B组份,其按重量份数包括:
A组份:
B组份:
催化剂10份
交联剂30份
促进剂2份;
所述A组份和B组份的重量比为100:1.5。
二甲基硅油选自粘度为100cps的二甲基硅油。
所述烷氧基硅油选自粘度为300cps的烷氧基硅油。
所述二氧化硅为沉淀法二氧化硅,所述沉淀法二氧化硅经过表面处理,所述表面处理的处理剂选自硅氮烷。
所述二羟基聚二甲基硅氧烷选自粘度为1000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷。
所述半补强填料为二氧化钛。
所述增重填料为蒙脱土。
所述耐高温材料为氧化铈。
所述催化剂为二丁基二乙酸锡和二月硅酸二丁基锡的混合物。
所述交联剂为正硅酸乙酯和正硅酸丙酯的混合物。
所述促进剂为KH550和KH570的混合物。
如上所述的模具硅橡胶的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将配方量的二甲基硅油、烷氧基硅油、二氧化硅及处理剂加入捏合机中,室温捏合1小时后,升温至150℃并恒温真空捏合5小时,真空度为-0.9~-0.6MPa,然后停止真空,加入配方量的半补强填料、增重填料以及耐高温材料,降温至100℃后加入配方量的二羟基聚二甲基硅氧烷,搅匀后,过三辊,得到A组份;
(2)将配方量的催化剂、交联剂和促进剂搅拌均匀,密封保存5小时,得到B组份。
单独分装的A和B组分使用时,以A组份和B组份的重量比为100:1.5混合。
实施例5
一种缩合型模具硅橡胶,所述模具硅橡胶包括A组份和B组份,其按重量份数包括:
A组份:
B组份:
催化剂40份
交联剂80份
促进剂10份;
所述A组份和B组份的重量比为100:3。
二甲基硅油选自粘度为1000cps的二甲基硅油。
所述烷氧基硅油选自粘度为1500cps的烷氧基硅油。
所述二氧化硅为沉淀法二氧化硅,所述沉淀法二氧化硅经过表面处理,所述表面处理的处理剂选自六甲基二硅氧烷。
所述二羟基聚二甲基硅氧烷选自粘度为100000cps的二羟基聚二甲基硅氧烷。
所述半补强填料为硅微粉、氧化锌和二氧化钛的混合物。
所述增重填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙和高岭土的混合物。
所述耐高温材料为铁红和铁黄的混合物。
所述催化剂为二月硅酸二丁基锡。
所述交联剂为正硅酸丙酯和聚硅酸乙酯的混合物。
所述促进剂为KH550、KH570和A151的混合物。
如上所述的模具硅橡胶的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将配方量的二甲基硅油、烷氧基硅油、二氧化硅及处理剂加入捏合机中,室温捏合1~3小时后,升温至150~190℃并恒温真空捏合2~5小时,真空度为-0.9~-0.6MPa,然后停止真空,加入配方量的半补强填料、增重填料以及耐高温材料,降温至100~130℃后加入配方量的二羟基聚二甲基硅氧烷,搅匀后,过三辊,得到A组份;
(2)将配方量的催化剂、交联剂和促进剂搅拌均匀,密封保存5~24小时,得到B组份。
单独分装的A和B组分使用时,以A组份和B组份的重量比为100:3混合。
应该注意到并理解,在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下,能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此,要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。