CN104140683A - 一种透明加成型苯基硅橡胶 - Google Patents
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Abstract
一种透明加成型苯基硅橡胶，其特征是由以下组分及重量份组成：甲基苯基乙烯基硅树脂：50～100；苯基含氢硅树脂：4～15；HDK?H20气相白炭黑：5～30；加成反应催化剂1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物：0.02；抑制剂1-乙炔基环己醇：0.02。本发明提供的透明加成型苯基硅橡胶组合物回弹性好、抗撕裂、抗冷热冲击、耐热、耐辐射、耐老化。其在固化之前显示出优良的流动性和可模塑性，固化产物显示出高的力学性能和强度，透光率大于95%。
Description
技术领域
本发明涉及一种苯基硅橡胶，具体是指一种透明加成型苯基硅橡胶。
背景技术
本发明所述的透明加成型硅橡胶是指透光率大于95%的硅橡胶，不同于市售的奶嘴胶或水晶胶，因为它们的透光率只有80%左右。
透明硅橡胶具有透光率高、耐老化性好的特点，在光学领域、航空航天、医学材料、建筑材料领域有着特殊的用途。硅橡胶在配方中必须加入白炭黑作补强填料，否则不具有力学性能，无法使用。由于加入了折射率1.46的白炭黑补强造成传统的折射率1.41的甲基硅橡胶和折射率1.52的高苯基硅橡胶折射率偏差太大而发混，无法获得透明的产品，即使是加入大于20%的硅烷处理的气相白炭黑的奶嘴胶，透光率也只能达到80%左右。
透明硅橡胶可以应用作光纤匹配块，用于测试光纤在传输过程中的光损耗，替代传统的缠绕式的测试方法，其测试更加简单方便。透明硅橡胶可以用于制备光学材料，起到耐热密封的作用。通过加入气相白炭黑，制备透明的产品，可以达到光学级的要求。而传统的硅胶都是不透明的，无法应用于光学领域，比如透镜等。
透明硅橡胶可以应用于制备特殊场合使用的模具胶、密封胶和医用材料等，比如水晶胶、医用输液管等。这一类产品要求产品在制备过程中不能残留起泡，否则会影响美观和性能，造成瑕疵或次品。而传统的模具胶都是不透明的，在制备模具的过程中根本看不到内部结构，更无法发现残留的气泡。
研究发现，通过提高基础硅胶的折射率，使之达到1.45～1.48，与气相白炭黑的折射率相接近，可以制备出完透明的硅橡胶，并使透光率达到95%以上。而要提高基础硅胶的折射率，需要对传统的甲基硅橡胶改性，引入高折射率的基团，比如苯基、环己基等。从原料获得的难易角度看，引入苯基是切实可行的办法。
虽然说采用苯基改性聚硅氧烷可以获得高透明的硅橡胶，但不同的苯基含量和苯基结构对产品性能的影响也是不一样的。研究发现，由于苯基材料具有热塑性，温度对其性能的影响很大，当苯基含量低于20%时，苯基基团的引入会显著降低苯基材料的性能，比如拉伸强度、抗撕强度等非常低，当苯基含量达到35~50%时，苯基材料的性能会大幅提高，显示出一定的拉伸、抗撕强度，而当苯基含量超过50%时，苯基材料的热塑性改变明显，难以正常使用。所以目前市场上的苯基硅胶的苯基含量都在35～50%之间，折射率在1.50～1.54之间，若要合成低苯基含量，折射率介于1.45～1.48，力学性能优异的苯基硅胶，是较难实现的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透明可加成苯基硅橡胶，该抗撕裂、抗冷热冲击、耐热、耐辐射、耐老化。显示出高的力学性能和强度，透光率大于95%。
本发所述的透明加成型苯基硅橡胶由以下组分及重量份组成：甲基苯基乙烯基硅树脂：50~100；苯基含氢硅树脂：4～15；HDK® H20气相白炭黑：5～30；加成反应催化剂1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物：0.02；抑制剂1-乙炔基环己醇：0.02。
优选的组分及重量份组成：甲基苯基乙烯基硅树脂70份，苯基含氢硅树脂5份，HDK® H20气相白炭黑25份，1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物0.02份，1-乙炔基环己醇0.02份。
将上述组分搅拌混合均匀，即得本发明所述的透明加成型苯基硅橡胶。
含有直接键合到硅上的乙烯基、苯基的甲基苯基乙烯基硅树脂是本发明的可加成固化的透明苯基硅橡胶的基本组分，在催化作用下，乙烯基与苯基含氢硅树脂中的与硅键合的氢反应而交联，固化。
表面硅烷化处理的气相白炭黑能显著地提高固化产物的性能与强度。通常，未经处理的气相白炭黑不能提供最佳的性能，表面经处理的气相白炭黑不仅能促进体系相溶性，防止结构化，还能显著地提高固化产物的强度与性能。本发明并未对气相白炭黑的处理方式作严格的规定，为方便起见，本发明选用德国瓦克产的HDK®
H20气相白炭黑其二甲基二氯硅烷处理的疏水型的无定形二氧化硅，由火焰水解法制备而成。比表面积200平方米/克。平均粒径12纳米。
本发明的可加成固化的苯基硅橡胶在环境温度下逐渐固化，但当加热时可快速固化。可通过注塑、压塑、流延或涂布提供所需形状的固化产物。固化温度和固化时间通常为在100~200℃下为30分钟~3小时。
本发明与现有技术相比，具有以下的特点：
（1）本发明为以MQ硅树脂补强的MDTQ型甲基苯基乙烯基硅树脂为基础原料，以MQ硅树脂补强的MTQ型苯基含氢硅树脂作为交联剂，在硅橡胶的加成交联过程中有着良好的补强作用，可使硅橡胶回弹性好、抗撕裂、抗冷热冲击、耐热、耐辐射、耐老化。
（2）本发明中甲基苯基乙烯基硅树脂和苯基含氢硅树脂的折射率均为1.45～1.48，与气相白炭黑的折射率匹配，添加气相白炭黑补强后可获得透明产品，透光率大于95%。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不限制本发明的范围。
实施例1
甲基苯基乙烯基硅树脂80份，苯基含氢硅树脂4份，HDK® H20气相白炭黑16份，1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物0.02份，1-乙炔基环己醇0.02份。
实施例2
甲基苯基乙烯基硅树脂72份，苯基含氢硅树脂8份，HDK® H20气相白炭黑20份，1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物0.02份，1-乙炔基环己醇0.02份。
实施例3
甲基苯基乙烯基硅树脂82份，苯基含氢硅树脂6份，HDK® H20气相白炭黑12份，1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物0.02份，1-乙炔基环己醇0.02份。
实施例4
甲基苯基乙烯基硅树脂60份，苯基含氢硅树脂10份，HDK® H20气相白炭黑30份，1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物0.02份，1-乙炔基环己醇0.02份。
实施例5
甲基苯基乙烯基硅树脂70份，苯基含氢硅树脂5份，HDK® H20气相白炭黑25份，1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物0.02份，1-乙炔基环己醇0.02份。
实施例6
甲基苯基乙烯基硅树脂66份，苯基含氢硅树脂10份，HDK® H20气相白炭黑24份，1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物0.02份，1-乙炔基环己醇0.02份。
将实施例1～6的样片进行如下性能测试：各组分混合均匀后倒入10cm长，4cm宽，4mm厚的模具中，真空脱泡至无气泡残留，放入烘箱中硫化90℃1小时，然后升至150℃3小时后冷却至室温。
测试一：根据GB/T528-2009要求制作哑铃状硅胶样件，用拉力机测试
拉伸强度。
测试二：用拉力机测试制作试片的剪切强度，测试方法根据GB/T7124-2008。
表1 测试结果
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 拉伸强度（MPa） | 6.6 | 6.5 | 6.5 | 5.8 | 6.1 | 6.3 |
| 抗撕强度（MPa） | 4.6 | 4.5 | 4.7 | 4.9 | 5.2 | 5.1 |
| 断裂伸长率(%) | 150 | 162 | 155 | 146 | 180 | 132 |
| 硬度(邵A) | 60 | 62 | 45 | 30 | 54 | 32 |
| 透光率（%，450nm） | 98.5 | 98.3 | 98.8 | 98.5 | 98.6 | 98.2 |
表1测试结果可以看出，以MQ硅树脂补强的MDTQ型甲基苯基乙烯基硅树脂为基础原料，以MQ硅树脂补强的MTQ型苯基含氢硅树脂作为交联剂，通过添加气相白炭黑，制备了透明的苯基硅橡胶，透光率大于95%，补强效果明显，可使硅橡胶回弹性好、抗撕裂、拉伸强度和断裂伸长率高。
Claims (2)
1.一种透明加成型苯基硅橡胶，其特征是由以下组分及重量份组成：甲基苯基乙烯基硅树脂：50～100；苯基含氢硅树脂：4～15；HDK® H20气相白炭黑：5～30；加成反应催化剂1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物：0.02；抑制剂1-乙炔基环己醇：0.02。
2.根据权利要求1所述的透明加成型苯基硅橡胶，其特征是由以下组分及重量份组成：甲基苯基乙烯基硅树脂70份，苯基含氢硅树脂5份，HDK® H20气相白炭黑25份，1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物0.02份，1-乙炔基环己醇0.02份。
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Application publication date: 20141112 Assignee: Guangzhou shunyao Energy Technology Co.,Ltd. Assignor: Institute of resource utilization and rare earth development, Guangdong Academy of Sciences Contract record no.: X2024980006118 Denomination of invention: A transparent addition formed phenyl silicone rubber Granted publication date: 20170215 License type: Common License Record date: 20240523 |