CN104059361A - 一种室温快速固化的硅橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种室温快速固化的硅橡胶及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明的硅橡胶包括以下按照重量份数计的原料：液体硅橡胶60-80份、正硅酸甲酯3-10份、二醋酸二丁基锡1-9份、硅烷偶联剂0.1-1份、白炭黑6-15份。本发明以液体硅橡胶为主要原料，由于正硅酸酯种类及加入量对液体硅橡胶的固化速度有明显的影响，所以本发明选择采用正硅酸甲酯，既能使其固化速度提高，又能够通过调节正硅酸甲酯的用量来方便地调节液体硅橡胶的固化速度。另外，本发明采用催化剂二醋酸二丁基锡，其催化反应活性高，与前述正硅酸甲酯配合，可以显著提高其固化速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅橡胶及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种室温快速固化的硅橡胶及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
硅橡胶（Silicone rubber），硅橡胶包括分热硫化型（高温硫化硅胶HTV）、室温硫化型（RTV），其中室温硫化型又分缩聚反应型和加成反应型。高温硅橡胶主要用于制造各种硅橡胶制品，而室温硅橡胶则主要是作为粘接剂、灌封材料或模具使用。热硫化型用量最大，热硫化型又分甲基硅橡胶（MQ）、甲基乙烯基硅橡胶（VMQ，用量及产品牌号最多）、甲基乙烯基苯基硅橡胶PVMQ（耐低温、耐辐射），其他还有睛硅橡胶、氟硅橡胶等。
硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃（或更低的温度）至250℃（或更高的温度）下长期使用。但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，且除腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳，故硅橡胶不宜用于普通条件的场合，但非常适用于许多特定的场合。
值得一提的是，在生物医学工程中，高分子材料具有十分重要的作用，而硅橡胶则是医用高分子材料中特别重要的一类，它具有优异的生理惰性，无毒、无味、无腐蚀、抗凝血、与机体的相容性好，能经受苛刻的消毒条件。根据需要可加工成管材、片材、薄膜及异形构件，可用做医疗器械、人工脏器等。现今国内外都有专门的医用级硅橡胶。
国家知识产权局于2003.4.16公开了一件公开号为CN1410487，名称为“防降解室温硫化硅橡胶”的发明专利，该专利公开了一种在密封状态下，耐高温防降解室温硫化硅橡胶，其配方组份(重量)为硅橡胶胶料100份，正硅酸乙酯3-10份，催化剂A 0.8-5份，催化剂B 0.01-8份，用所述硅橡胶灌封产品的工艺过程为配料、灌封、固化、清理、后处理，用所述硅橡胶在密封状态下，经24小时150℃高温，不老化，不降解，可广泛用于灌封各类产品。
缩合型双组分室温硫化硅橡胶的主要共聚组分为基础聚合物、交联剂、催化剂等。当共聚组分混合在一起时，即可在室温下发生缩合反应变成弹性体。以该工艺获得的固化硅橡胶可在-65—250℃范围内长期保持弹性，并具有优良的化学稳定性，耐水性。特别适宜于要求深层固化的应用场合，而且固化速度较快。但是上述专利公开的室温硫化硅橡胶的固化速度不够理想，且对固化速度的调节也不方便，所以不适于需要快速固化的场合使用。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，提供一种室温快速固化的硅橡胶，该硅橡胶能够快速固化，且能够方便地调节其固化速度。
为了实现上述发明目的，具体的技术方案如下：
一种室温快速固化的硅橡胶，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 60-80份
正硅酸甲酯 3-10份
二醋酸二丁基锡 1-9份
KH-550 0.1-1份
白炭黑 6-15份。
一种室温快速固化的硅橡胶，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 65-75份
正硅酸甲酯 6-9份
二醋酸二丁基锡 3-8份
KH-550 0.2-0.7份
白炭黑 9-12份。
一种室温快速固化的硅橡胶，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 71.7份
正硅酸甲酯 8份
二醋酸二丁基锡 4份
硅烷偶联剂 0.3份
白炭黑 10份。
本发明所述的液体硅橡胶为107液体硅橡胶。
本发明所述的硅烷偶联剂为KH-550硅烷偶联剂。
本发明所述的白炭黑为气相法白炭黑。
一种室温快速固化的硅橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、按配方称取液体硅橡胶、正硅酸甲酯、二醋酸二丁基锡、硅烷偶联剂以及白炭黑；
B、取部分液体硅橡胶、部分白炭黑以及正硅酸甲酯，搅拌混合，得到组分A；取剩下的液体硅橡胶、剩下的白炭黑以及二醋酸二丁基锡，搅拌混合，得到组分B；所述的组分A中的液体硅橡胶与组分B中的液体硅橡胶之间的比例为1:2-2:1，所述的组分A中的白炭黑与组分B中的白炭黑之间的比例为1:2-2:1；
C、将步骤B得到的组分A和组分B均匀混合，最后加入硅烷偶联剂，再均匀混合，得到室温快速固化硅橡胶。
本发明在步骤B中，所述的搅拌混合为在1000-2000转/分钟的转速下搅拌5-15分钟。
本发明带来的有益技术效果：
1、本发明解决了现有室温硅橡胶固化速度不快，不适合需要快速固化的场合，且固化速度不易调节的问题，提供了一种室温快速固化硅橡胶。本发明以液体硅橡胶为主要原料，由于正硅酸酯种类及加入量对液体硅橡胶的固化速度有明显的影响，所以本发明选择采用正硅酸甲酯，既能使其固化速度提高，又能够通过调节正硅酸甲酯的用量来方便地调节液体硅橡胶的固化速度。另外，本发明采用催化剂二醋酸二丁基锡，其催化反应活性高，与前述正硅酸甲酯配合，可以显著提高其固化速度。
2、本发明通过加入偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）除可显著提高其固化速度外，还能提高硅橡胶对基材的粘合力，提高硅橡胶的剪切强度。通过配方设计的最佳化所获得的液体硅橡胶，除具有较快的固化速度外，还具备实际使用的综合性能。本专利根据所研制材料必须具有固化速度快、密封性能好、具有一定弹性以及能现场快速成型等应用特点，选择缩合型双组分室温硫化液体硅橡胶作为研究对象，以满足有机污染物泄露封堵、刑事侦破等特殊场合对快速固化液体硅橡胶的需求。
具体实施方式
实施例1
一种室温快速固化的硅橡胶，包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 60份
正硅酸甲酯 3份
二醋酸二丁基锡 1份
硅烷偶联剂 0.1份
白炭黑 6份。
实施例2
一种室温快速固化的硅橡胶，包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 80份
正硅酸甲酯 10份
二醋酸二丁基锡 9份
硅烷偶联剂 1份
白炭黑 15份。
实施例3
一种室温快速固化的硅橡胶，包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 70份
正硅酸甲酯 6.5份
二醋酸二丁基锡 5份
硅烷偶联剂 0.55份
白炭黑 10.5份。
实施例4
一种室温快速固化的硅橡胶，包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 78份
正硅酸甲酯 3.5份
二醋酸二丁基锡 6.7份
硅烷偶联剂 0.2份
白炭黑 13份。
实施例5
一种室温快速固化的硅橡胶，包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 65份
正硅酸甲酯 6份
二醋酸二丁基锡 3份
硅烷偶联剂 0.2份
白炭黑 9份。
实施例6
一种室温快速固化的硅橡胶，包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 75份
正硅酸甲酯 9份
二醋酸二丁基锡 8份
硅烷偶联剂 0.7份
白炭黑 12份。
实施例7
一种室温快速固化的硅橡胶，包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 70份
正硅酸甲酯 7.5份
二醋酸二丁基锡 5.5份
硅烷偶联剂 0.45份
白炭黑 10.5份。
实施例8
一种室温快速固化的硅橡胶，包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 72份
正硅酸甲酯 7.2份
二醋酸二丁基锡 7.5份
硅烷偶联剂 0.25份
白炭黑 10份。
实施例9
一种室温快速固化的硅橡胶，包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 71.7份
正硅酸甲酯 8份
二醋酸二丁基锡 4份
硅烷偶联剂 0.3份
白炭黑 10份。
本实施例的配比为最佳配比，能够实现最快的固化速度，非常适合有机污染物泄露封堵、刑事侦破等特殊场合。
实施例10
在实施例1-9的基础上，优选的：
所述的液体硅橡胶为107液体硅橡胶。
所述的硅烷偶联剂为KH-550硅烷偶联剂。
所述的白炭黑为气相法白炭黑。
实施例11
一种室温快速固化的硅橡胶的制备方法，包括以下工艺步骤：
A、按配方称取液体硅橡胶、正硅酸甲酯、二醋酸二丁基锡、硅烷偶联剂以及白炭黑；
B、取部分液体硅橡胶、部分白炭黑以及正硅酸甲酯，搅拌混合，得到组分A；取剩下的液体硅橡胶、剩下的白炭黑以及二醋酸二丁基锡，搅拌混合，得到组分B；所述的组分A中的液体硅橡胶与组分B中的液体硅橡胶之间的比例为1:2，所述的组分A中的白炭黑与组分B中的白炭黑之间的比例为1:2；
C、将步骤B得到的组分A和组分B均匀混合，最后加入硅烷偶联剂，再均匀混合，得到室温快速固化硅橡胶。
优选的，在步骤B中，所述的搅拌混合为在1000转/分钟的转速下搅拌5分钟。
实施例12
一种室温快速固化的硅橡胶的制备方法，包括以下工艺步骤：
A、按配方称取液体硅橡胶、正硅酸甲酯、二醋酸二丁基锡、硅烷偶联剂以及白炭黑；
B、取部分液体硅橡胶、部分白炭黑以及正硅酸甲酯，搅拌混合，得到组分A；取剩下的液体硅橡胶、剩下的白炭黑以及二醋酸二丁基锡，搅拌混合，得到组分B；所述的组分A中的液体硅橡胶与组分B中的液体硅橡胶之间的比例为2:1，所述的组分A中的白炭黑与组分B中的白炭黑之间的比例为2:1；
C、将步骤B得到的组分A和组分B均匀混合，最后加入硅烷偶联剂，再均匀混合，得到室温快速固化硅橡胶。
优选的，在步骤B中，所述的搅拌混合为在2000转/分钟的转速下搅拌15分钟。
实施例13
一种室温快速固化的硅橡胶的制备方法，包括以下工艺步骤：
A、按配方称取液体硅橡胶、正硅酸甲酯、二醋酸二丁基锡、硅烷偶联剂以及白炭黑；
B、取部分液体硅橡胶、部分白炭黑以及正硅酸甲酯，搅拌混合，得到组分A；取剩下的液体硅橡胶、剩下的白炭黑以及二醋酸二丁基锡，搅拌混合，得到组分B；所述的组分A中的液体硅橡胶与组分B中的液体硅橡胶之间的比例为1:1.25，所述的组分A中的白炭黑与组分B中的白炭黑之间的比例为1:1.25；
C、将步骤B得到的组分A和组分B均匀混合，最后加入硅烷偶联剂，再均匀混合，得到室温快速固化硅橡胶。
优选的，在步骤B中，所述的搅拌混合为在1500转/分钟的转速下搅拌10分钟。
实施例14
一种室温快速固化的硅橡胶的制备方法，包括以下工艺步骤：
A、按配方称取液体硅橡胶、正硅酸甲酯、二醋酸二丁基锡、硅烷偶联剂以及白炭黑；
B、取部分液体硅橡胶、部分白炭黑以及正硅酸甲酯，搅拌混合，得到组分A；取剩下的液体硅橡胶、剩下的白炭黑以及二醋酸二丁基锡，搅拌混合，得到组分B；所述的组分A中的液体硅橡胶与组分B中的液体硅橡胶之间的比例为1:0.7，所述的组分A中的白炭黑与组分B中的白炭黑之间的比例为1:1.8；
C、将步骤B得到的组分A和组分B均匀混合，最后加入硅烷偶联剂，再均匀混合，得到室温快速固化硅橡胶。
优选的，在步骤B中，所述的搅拌混合为在1800转/分钟的转速下搅拌12分钟。
Claims (8)
1.一种室温快速固化的硅橡胶，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 60-80份
正硅酸甲酯 3-10份
二醋酸二丁基锡 1-9份
硅烷偶联剂 0.1-1份
白炭黑 6-15份。
2.根据权利要求1所述的一种室温快速固化的硅橡胶，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 65-75份
正硅酸甲酯 6-9份
二醋酸二丁基锡 3-8份
硅烷偶联剂 0.2-0.7份
白炭黑 9-12份。
3.根据权利要求1所述的一种室温快速固化的硅橡胶，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
液体硅橡胶 71.7份
正硅酸甲酯 8份
二醋酸二丁基锡 4份
硅烷偶联剂 0.3份
白炭黑 10份。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种室温快速固化的硅橡胶，其特征在于：所述的液体硅橡胶为107液体硅橡胶。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种室温快速固化的硅橡胶，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为KH-550硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种室温快速固化的硅橡胶，其特征在于：所述的白炭黑为气相法白炭黑。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种室温快速固化的硅橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、按配方称取液体硅橡胶、正硅酸甲酯、二醋酸二丁基锡、硅烷偶联剂以及白炭黑；
B、取部分液体硅橡胶、部分白炭黑以及正硅酸甲酯，搅拌混合，得到组分A；取剩下的液体硅橡胶、剩下的白炭黑以及二醋酸二丁基锡，搅拌混合，得到组分B；所述的组分A中的液体硅橡胶与组分B中的液体硅橡胶之间的比例为1:2-2:1，所述的组分A中的白炭黑与组分B中的白炭黑之间的比例为1:2-2:1；
C、将步骤B得到的组分A和组分B均匀混合，最后加入硅烷偶联剂，再均匀混合，得到室温快速固化硅橡胶。
8.根据权利要求7中所述的一种室温快速固化的硅橡胶的制备方法，其特征在于：在步骤B中，所述的搅拌混合为在1000-2000转/分钟的转速下搅拌5-15分钟。
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