CN103865272A - 一种有机硅阻尼胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种有机硅阻尼胶，按照一定重量组分的苯基乙烯基硅油、苯基含氢硅油、固体无机材料、催化剂、抑制剂制备得到，该胶常温下具有可流动性，可在密闭的模具中室温或加热条件下即时反应成型，并且过程中无任何小分子挥发性物质产生，固化后形成的粘弹体能够在宽温域下（-50℃～160℃）始终保持较高的阻尼因子（大于0.5），可广泛应用于工程机械、电器设备、建筑等领域的减振降噪。

Description

一种有机硅阻尼胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种有机阻尼胶及其制备方法，特别涉及一种宽温域（-50℃～160℃）高阻尼胶材料及其制备方法。

背景技术

粘弹性阻尼减振材料在控制振动、冲击与噪声中的作用越来越被人所重视，但随着在各领域的应用越来越深入，一些问题缺陷也不断被暴露出来，其中最重要的为：（1）材料的使用温度较窄，限制了应用领域；（2）无法在狭小密闭环境下即时成型；（3）固化成型后的粘弹体存在气隙缺陷。因此，研制出一种能够在密闭环境下灌注成型制成无气隙的粘弹体，并且在宽温域下具有较高的阻尼因子的阻尼胶，以满足不同应用环境需求十分必要。

公开号为CN101962480B的中国专利文献公开了一种低苯基硅橡胶的阻尼材料（苯基含量小于7%），具有宽温（使用温度范围为-50～+150℃）、高阻尼（阻尼系数≥0.2）的特点，采取开放式炼胶机或密炼机，按照低苯基硅橡胶、乙烯基硅油、白炭黑、过氧化硫化剂、颜料的加料顺序进行炼胶，经过一段和二段硫化后冷却到室温作为成型阻尼材料。该阻尼材料是一种先固化成型再在振动部位铺设的阻尼材料，不能够即时灌注即时密封成型，不适用于在已有保护外壳后在夹套内填充阻尼材料的应用环境。

公开号为CN1340569A的中国专利文献公开了一种具有优良振动阻尼性能和贮存稳定性的振动阻尼硅氧烷组合物，该组合物含有硅油、表面承载有无机材料粉末的有机树脂中空颗粒和固体无机材料粉末，该组合物是一种硅油添加填料的半流动产品，应用时需要将产品密封于弹性包装物中用作缓冲元件，无法单独使用。

发明内容

本发明的一种有机硅阻尼胶及其制备方法，解决了上述现有技术的缺点，制备了一种有机硅阻尼胶，本发明的技术实施方案是：该加成型有机硅阻尼胶包括苯基乙烯基硅油、苯基含氢硅油、固体无机材料、催化剂、抑制剂，各组分按重量份计为：

苯基乙烯基硅油                2～50份

苯基含氢硅油                  2～50份

固体无机材料                  0～80份

催化剂                        0.00001～0.009份

抑制剂                        0～0.009份

其中苯基乙烯基硅油分子式表示为：                                                

苯基含氢硅油分子式表示为：

上述苯基乙烯基硅油和苯基含氢硅油分子式中，m、a为正整数，n、b为整数且至少一个不为零，l、c为正整数，R1、R2中至少一个为苯基，R3、R4中至少一个为苯基。

活性基团反应反应式可表示为：

     所述的苯基乙烯基硅油为线性结构，乙烯基官能团存在于端基部位或于端基部位与侧基部位同时存在，硅乙烯基摩尔含量为1%～30%，苯基摩尔含量不大于40%，25℃动力学粘度为100cP ～3000cP。

所述的苯基含氢硅油为线性结构，硅氢官能团存在于端基部位或于端基部位与侧基部位同时存在，硅氢摩尔含量为1%～30%，苯基摩尔含量不大于40%，25℃动力学粘度为30cP～3000cP。

所述的固体无机材料，其特征在于所述固体无机材料为石墨、云母粉、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。

所述的催化剂为过渡金属有机化合物，能够催化硅氢加成反应，优选为含铂有机金属化合物，更优选为铂乙烯基硅氧烷螯合物催化剂、氯铂酸的醇改性螯合物催化剂、氯铂酸乙烯螯合物催化剂中的一种。

所述的抑制剂为有机硅加成反应用抑制剂，为四甲基四乙烯基聚四硅氧烷、线状乙烯基硅油、1-乙炔基环己醇中的一种或几种。

本发明的制备方法具体为：

1.取适量的苯基乙烯基硅油、苯基含氢硅油放置于分散机中，开动搅拌，缓慢加入固体无机材料，搅拌速度设置800～1000 r/min，搅拌3～6h；

2.加入催化剂、抑制剂，搅拌速度设置1000～2000r/min，搅拌3～6h，固体无机材料均匀分布；

3.室温下，使用真空泵抽除空气5～20h，出料，得到有机硅阻尼胶。

相对于现有技术，本发明有如下优点：

1. 本发明制备的有机硅阻尼胶，在常温下具有可流动性，可在室温或加热条件下即时反应成型，成为最终应用的阻尼弹性体。 

2.该有机硅阻尼胶固化形成的粘弹体在较宽温域下（-50℃～160℃）使用，并且在该温度下阻尼因子仍然大于0.5。

3.本发明制备的有机硅阻尼胶加成固化时不产生任何小分子物或挥发物，形成的阻尼粘弹体无气隙，能够用于密闭模具或密闭环境下的固化成型。

附图说明：

图1、2、3分别为本发明实施例一、二、三得到的有机硅阻尼胶力学性能测试结果。

具体实施方式

下面将结合具体实施案例对本发明作进一步描述说明，本发明不局限于以下实例。

实例一：

将按重量份计的下列物质混合均匀制得有机硅阻尼材料：

苯基乙烯基硅油                                   50份

苯基硅含氢硅油                                   8.3份

氯铂酸的醇改性螯合物催化剂（Pt含量为5000ppm）           0.0011份

1-乙炔基环己醇                                      0.0019份

其中，苯基乙烯基硅油的分子结构通式为：

苯基含氢硅油的分子结构通式为：

其中，m、a为正整数，n为整数且不为零；

在苯基乙烯基硅油中，硅乙烯基位于端、侧部（即n不等于0），硅乙烯基的摩尔含量：8%，苯基摩尔含量10%，25℃动力粘度：400cP；

在苯基含氢硅油中，硅氢键位于端部（即b等于0），硅氢键的摩尔含量：20%，苯基摩尔含量20%，25℃动力粘度:55cP。

取以上配方量的苯基乙烯基硅油、苯基含氢硅油放置于分散设备中，开动搅拌，缓慢加入配方量的固体无机材料，搅拌速度设置800 r/min，搅拌4h，然后加入配方量的催化剂、抑制剂，搅拌速度设置1000r/min，搅拌4h，当固体无机材料均匀分布时，室温下，使用真空泵抽除空气10h，出料，得到有机硅阻尼胶。

将该胶在90℃下，经30min实现完全固化，固化样做动态力学性能测试，分析图谱如图1所示。可见该有机硅阻尼材料在-50℃到160℃的阻尼因子（tanδ）始终高于0.5。

 

实例二：

将按重量份计的下列物质混合均匀制得有机硅阻尼材料：

苯基乙烯基硅油                                     45份

苯基含氢硅油                                      10.9份

石墨                                                 1份

滑石粉                                               1份

云母粉                                               3份

氯铂酸的醇改性螯合物催化剂（Pt含量为4500ppm）              0.0017份

1-乙炔基环己醇                                     0.0011份

其中，苯基乙烯基硅油的分子结构通式为：

苯基含氢硅油的分子结构通式为：

其中，m、a为正整数，n为整数且不为零；

在苯基乙烯基硅油中，硅乙烯基位于端部（即n等于0），硅乙烯基的摩尔含量：3%，苯基摩尔含量7%，25℃动力粘度：2700cP；

在苯基含氢硅油中，硅氢键位于端、侧部（即b不等于0），硅氢键的摩尔含量：30%，苯基摩尔含量10%，25℃动力粘度：55cP。

取以上配方量的苯基乙烯基硅油、苯基含氢硅油放置于分散设备中，开动搅拌，缓慢加入配方量的固体无机材料，搅拌速度设置1000 r/min，搅拌4h，然后加入配方量的催化剂、抑制剂，搅拌速度设置1000r/min，搅拌4h，当固体无机材料均匀分布时，室温下，使用真空泵抽除空气10h，出料，得到有机硅阻尼胶。

将该胶在100℃下，经30min实现完全固化，固化样做动态力学性能测试，分析图谱如图2所示。可见该有机硅阻尼材料在-50℃到160℃的阻尼因子（tanδ）始终高于0.5。

实例三：

将按重量份计的下列物质混合均匀制得有机硅阻尼材料：

苯基乙烯基硅油                                  43份

苯基含氢硅油                                    45份

云母粉                                           10份

石墨                                             1份

氯铂酸的醇改性螯合物催化剂（Pt含量为6000ppm）           0.0015份

1-乙炔基环己醇                                     0.0006份                                     

其中，苯基乙烯基硅油的分子结构通式为：

苯基含氢硅油的分子结构通式为：

其中，m、a为正整数，n为整数且不为零；

在苯基乙烯基硅油中，硅乙烯基位于端、侧部（即n不等于0），硅乙烯基的摩尔含量：3%，苯基摩尔含量：7%，25℃动力粘度：2700cP；

在苯基含氢硅油中，硅氢键位于端部（即b等于0），硅氢键的摩尔含量：1%，苯基摩尔含量2%，25℃动力粘度：1930cP。

取以上配方量的苯基乙烯基硅油、苯基含氢硅油放置于分散设备中，开动搅拌，缓慢加入配方量的固体无机材料，搅拌速度设置1000 r/min，搅拌4h，然后加入配方量的催化剂、抑制剂，搅拌速度设置1000r/min，搅拌4h，当固体无机材料均匀分布时，室温下，使用真空泵抽除空气10h，出料，得到有机硅阻尼胶。

将该胶在100℃下，经30min实现完全固化，固化样做动态力学性能测试，分析图谱如图3所示。可见该有机硅阻尼材料在-50℃到160℃的阻尼因子（tanδ）始终高于0.5。

Claims (6)

1.一种有机硅阻尼胶，其特征在于：该胶为一种混合物，包括苯基乙烯基硅油、苯基含氢硅油、固体无机材料、催化剂、抑制剂，各组分按重量份计为：

苯基乙烯基硅油                2～50份

苯基含氢硅油                  2～50份

固体无机材料                  0～80份

催化剂                        0.00001～0.009份

抑制剂                        0～0.009份

其中苯基乙烯基硅油分子式表示为：

苯基含氢硅油分子式表示为：

上述苯基乙烯基硅油和苯基含氢硅油分子式中，m、a为正整数，n、b为整数且至少一个不为零，l、c为正整数，R1、R2中至少一个为苯基，R3、R4中至少一个为苯基。

2.根据权利要求1所述的有机硅阻尼胶，其特征在于，所述苯基乙烯基硅油为线性结构，乙烯基官能团存在于端基部位或于端基部位与侧基部位同时存在，硅乙烯基摩尔含量为1%～30%，苯基摩尔含量不大于40%，25℃动力学粘度为100cP ～3000cP。

3.根据权利要求1所述的有机硅阻尼胶，其特征在于，所述苯基含氢硅油为线性结构，硅氢官能团存在于端基部位或于端基部位与侧基部位同时存在，硅氢摩尔含量为1%～30%，苯基摩尔含量不大于40%，25℃动力学粘度为30cP～3000cP。

4.根据权利要求1所述的有机硅阻尼胶，其特征在于，所述固体无机材料为石墨、云母粉、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的有机硅阻尼胶，其特征在于，所述催化剂为过渡金属有机化合物，优选为含铂金属有机化合物，更优选为铂乙烯基硅氧烷螯合物催化剂、氯铂酸的醇改性螯合物催化剂、氯铂酸乙烯螯合物催化剂中的一种。

6.根据权利要求1所述的有机硅阻尼胶，其特征在于，所述抑制剂为有机硅加成反应用抑制剂，优选四甲基四乙烯基聚四硅氧烷、线状乙烯基硅油、1-乙炔基环己醇中的一种或几种。

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