CN104479363A - 一种低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶，由A组份和B组份按质量比1：1组成，A组份按质量百分比计，由以下配方组成：乙烯基聚硅氧烷50～70％、硅烷偶联剂3～10％、沉淀白炭黑20～45％、铂金催化剂0.1～1％；B组份按质量百分比计，由以下配方组成：乙烯基聚硅氧烷50～70％，硅烷偶联剂2～5％，沉淀白炭黑20～45％，低含氢聚硅氧烷2～20％，抑制剂0.1～0.5％；其中，低含氢聚硅氧烷的氢质量百分比为0.05～1％。本发明还公开了其制备方法。本发明制得的硅橡胶具有高的拉伸强度和抗撕强度，压缩形变值小，制备方法简单、易操作，有一定的工业应用价值。

Description

一种低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及硅橡胶技术领域，特别涉及一种低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶及其制备方法。

背景技术

传统的硅橡胶是一种耐高低温(-65-250℃)、具有优异性能的高分子弹性体材料。其分子柔性大，分子链间相互作用力弱，因而硅橡胶在低硬度下的拉伸强度和抗撕强度较差且压缩形变值大于30％。具有较好拉伸强度和抗撕强度的低硬度硅橡胶在电子、汽车及航空领域有很高的应用价值。因而，制备一种低压缩形变的低硬度且具有高拉伸强度和高抗撕强度的硅橡胶具有重要的意义和广泛的应用价值。

另外，低硬度硫化硅橡胶是一种具有透明外观、硫化后柔软且环保无毒无害的弹性材料，可应用于防滑垫等各种生活用品、游泳用品、减震制品、贴片和工业杂件等产品上。在某些需密封的条件下，可施加的密封力很小，所以希望硅橡胶的硬度越小越好同时压缩形变小于30％。

发明内容

本发明目的是提供一种低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶及其制备方法，以解决传统硅橡胶在低硬度下的拉伸强度和抗撕强度差、压缩形变值大等问题。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶，由A组份和B组份按质量比1：1组成，

A组份按质量百分比计，由以下配方组成：乙烯基聚硅氧烷50～70％、硅烷偶联剂3～10％、沉淀白炭黑20～45％、铂金催化剂0.1～1％；

B组份按质量百分比计，由以下配方组成：乙烯基聚硅氧烷50～70％，硅烷偶联剂2～5％，沉淀白炭黑20～45％，低含氢聚硅氧烷2～20％，抑制剂0.1～0.5％；其中，低含氢聚硅氧烷的氢质量百分比为0.05～1％。

进一步地，A组份和B组份中所述乙烯基聚硅氧烷的乙烯基质量百分比为0.1～1.0％，25℃下粘度为5000～15000mPa.s，制备方法如下：将100质量份八甲基环四硅氧烷和0.1～3质量份四甲基二乙烯基二硅氧烷混合，在搅拌的状态下加入0.1～0.5质量份催化剂四甲基氢氧化铵，升温至120～140℃聚合2～6h，再升温至150～200℃，在-0.06～0.10MPa真空度下脱低分子6～10h，冷却后得到所述乙烯基聚硅氧烷。

进一步地，A组份和B组份中所述硅烷偶联剂为二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基环硅氧烷、六甲基二硅氮烷中的一种或多种。

进一步地，A组份和B组份中所述沉淀白炭黑经硅烷偶联剂憎水处理，比表面积为120m²/g～200m²/g。

进一步地，A组份中所述铂金催化剂为氯铂酸四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物，其中铂的质量含量为1000～3000ppm。

进一步地，B组份中所述低含氢聚硅氧烷的氢质量百分比为0.05～1％，制备方法如下：将100质量份高含氢聚硅氧烷和50～150质量份八甲基环四硅氧烷作为反应单体，并加入反应单体总质量0.2～5倍的有机溶剂二甲苯，2％～10％的端氢封端剂四甲基二氢二硅氧烷，5％～40％的硫酸在50～100℃下聚合反应2～6h后将得到的反应液水洗至中性，在120～200℃下脱低2～6h，得到所述低含氢聚硅氧烷，其中，高含氢聚硅氧烷的氢质量百分比为1.4～1.6％。

进一步地，B组份中所述抑制剂为乙烯基环体或乙炔醇。

上述低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：

a、制备A组份

先在捏合机中加入配方量50～80％的乙烯基聚硅氧烷、配方量的硅烷偶联剂和配方量的沉淀白炭黑，室温下搅拌1～6h；升温至120～180℃，真空条件下搅拌1～6h，然后停止真空，继续加入剩余配方量的乙烯基聚硅氧烷稀释，再加入配方量的铂金催化剂，搅拌均匀，得到A组份；

b、制备B组份

先在捏合机中加入配方量50～80％的乙烯基聚硅氧烷、配方量的硅烷偶联剂和配方量的沉淀白炭黑，室温下搅拌1～6h；升温至120～180℃，真空条件下搅拌1～6h，然后停止真空，继续加入剩余配方量的乙烯基聚硅氧烷稀释；再加入配方量的低含氢聚硅氧烷、配方量的抑制剂，搅拌均匀，得到B组份；

c、将制得的A组份和B组份按质量比为1:1混合均匀，在平板硫化机上进行模压硫化，硫化温度为60～140℃，硫化时间为5～30min，得到所述硅橡胶。

本发明的有益效果：

1、本发明制得的低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶具有高的拉伸强度和抗撕强度，压缩形变值小，制备方法简单、易操作，有一定的工业应用价值。

2、本发明制得的低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶硫化后为柔软的低压缩形变弹性材料，环保无毒，仿真性能好，适用于低压缩形变、复杂形状或高精密度要求的电子、汽车、航空等领域。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。

一种低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶，由A组份和B组份按质量比1：1组成，

A组份按质量百分比计，由以下配方组成：乙烯基聚硅氧烷50～70％、硅烷偶联剂3～10％、沉淀白炭黑20～45％、铂金催化剂0.1～1％；

B组份按质量百分比计，由以下配方组成：乙烯基聚硅氧烷50～70％，硅烷偶联剂2～5％，沉淀白炭黑20～45％，低含氢聚硅氧烷2～20％，抑制剂0.1～0.5％；其中，低含氢聚硅氧烷的氢质量百分比为0.05～1％。

A组份和B组份中所述乙烯基聚硅氧烷的乙烯基质量百分比为0.1～1.0％，25℃下粘度为5000～15000mPa.s，制备方法如下：将100质量份八甲基环四硅氧烷和0.1～3质量份四甲基二乙烯基二硅氧烷混合，在搅拌的状态下加入0.1～0.5质量份催化剂四甲基氢氧化铵，升温至120～140℃聚合2～6h，再升温至150～200℃，在-0.06～0.10MPa真空度下脱低分子6～10h，冷却后得到所述乙烯基聚硅氧烷。所述硅烷偶联剂为二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基环硅氧烷、六甲基二硅氮烷中的一种或多种。所述沉淀白炭黑经硅烷偶联剂憎水处理，比表面积为120m²/g～200m²/g。

A组份中所述铂金催化剂为氯铂酸四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物，其中铂的质量含量为1000～3000ppm。

B组份中所述低含氢聚硅氧烷的氢质量百分比为0.05～1％，制备方法如下：将100质量份高含氢聚硅氧烷和50～150质量份八甲基环四硅氧烷作为反应单体，并加入反应单体总质量0.2～5倍的有机溶剂二甲苯，2％～10％的端氢封端剂四甲基二氢二硅氧烷，5％～40％的硫酸在50～100℃下聚合反应2～6h后将得到的反应液水洗至中性，在120～200℃下脱低2～6h，得到所述低含氢聚硅氧烷，其中，高含氢聚硅氧烷的氢质量百分比为1.4～1.6％。所述抑制剂为乙烯基环体或乙炔醇。

上述低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：

a、制备A组份

先在捏合机中加入配方量50～80％的乙烯基聚硅氧烷、配方量的硅烷偶联剂和配方量的沉淀白炭黑，室温下搅拌1～6h；升温至120～180℃，真空条件下搅拌1～6h，然后停止真空，继续加入剩余配方量的乙烯基聚硅氧烷稀释，再加入配方量的铂金催化剂，搅拌均匀，得到A组份；

b、制备B组份

先在捏合机中加入配方量50～80％的乙烯基聚硅氧烷、配方量的硅烷偶联剂和配方量的沉淀白炭黑，室温下搅拌1～6h；升温至120～180℃，真空条件下搅拌1～6h，然后停止真空，继续加入剩余配方量的乙烯基聚硅氧烷稀释；再加入配方量的低含氢聚硅氧烷、配方量的抑制剂，搅拌均匀，得到B组份；

c、将制得的A组份和B组份按质量比为1:1混合均匀，在平板硫化机上进行模压硫化，硫化温度为60～140℃，硫化时间为5～30min，得到所述硅橡胶。

实施例1

(1)制备A组份

①将100Kg八甲基环四硅氧烷和1.5Kg四甲基二乙烯基二硅氧烷混合，在搅拌的状态下加入0.2Kg催化剂四甲基氢氧化铵，升温至120℃聚合4h，再升温至200℃，在0.08～0.09MPa真空度下脱低分子6h，冷却后得到乙烯基聚硅氧烷，25℃下粘度为11000mPa.s，乙烯基质量百分比为0.42％。

②在1000L捏合机中加入300Kg的乙烯基聚硅氧烷，34Kg硅烷偶联剂(二甲基二乙氧基硅烷)和240Kg沉淀白炭黑，搅拌成团后室温继续搅拌2h；升温到140℃，真空0.8MPa条件下搅拌3h，然后停止真空，降温后加入100Kg乙烯基聚硅氧烷；加入1.28Kg氯铂酸四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物，搅拌均匀，即得组份A；

(2)制备B组份

①将100Kg高含氢聚硅氧烷(氢质量百分比为1.5％)和150Kg八甲基环四硅氧烷加入反应釜中，并加入反应单体总量250Kg的有机溶剂二甲苯，10Kg的端氢封端剂四甲基二氢二硅氧烷，51Kg的硫酸在100℃下聚合反应2h后将得到的反应液水洗至中性，在200℃下脱低6h，即可得到低含氢聚硅氧烷，粘度为80mPa.s，含氢量为0.3％。

②在1000L捏合机中加入300Kg的乙烯基聚硅氧烷，34Kg硅烷偶联剂(二甲基二乙氧基硅烷)和240Kg沉淀白炭黑，搅拌成团后室温继续搅拌2h；升温到160℃，真空0.8MPa条件下搅拌3h，然后停止真空，降温后加入100Kg乙烯基聚硅氧烷，再加入19.2Kg低含氢聚硅氧烷和3.3Kg的抑制剂(乙烯基环体)，搅拌均匀，即得组份B；

(3)将组份A和组份B按照质量比1:1混合均匀，在125℃下硫化5min即得所述硅橡胶。

制备的硅橡胶的技术参数如下：

测试项目	性能
		粘度(mPa.s)	80000
硬度(绍氏)	18
		拉伸强度(MPa)	6.0
抗撕强度(KN/m)	12
		断裂伸长率(％)	780
压缩形变(％)	26

实施例2

(1)制备A组份

①将100Kg八甲基环四硅氧烷和1.5Kg四甲基二乙烯基二硅氧烷混合，在搅拌的状态下加入0.2Kg催化剂四甲基氢氧化铵，升温至120℃聚合4h，再升温至200℃，在0.08～0.09MPa真空度下脱低分子6h，冷却后得到乙烯基聚硅氧烷，25℃下粘度为11000mPa.s，乙烯基质量百分比为0.42％。

②在1000L捏合机中加入290Kg的乙烯基聚硅氧烷，22Kg硅烷偶联剂(二甲基环硅氧烷)和203Kg沉淀白炭黑，搅拌成团后室温继续搅拌2h；升温到170℃，真空0.8MPa条件下搅拌3h，然后停止真空，降温后加入180Kg乙烯基聚硅氧烷；加入1.35Kg氯铂酸四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物，搅拌均匀，即得组份A；

(2)制备B组份

①将100Kg高含氢聚硅氧烷(氢质量百分比为1.5％)和150Kg八甲基环四硅氧烷加入反应釜中，并加入反应单体总量250Kg的有机溶剂二甲苯，16Kg的端氢封端剂四甲基二氢二硅氧烷，51.6Kg的硫酸在100℃下聚合反应2h后将得到的反应液水洗至中性，在200℃下脱低6h，即可得到低含氢聚硅氧烷，粘度为80mPa.s，含氢量为0.13％。

②在1000L捏合机中加入290Kg的乙烯基聚硅氧烷，22Kg硅烷偶联剂(二甲基环硅氧烷)和203Kg沉淀白炭黑，搅拌成团后室温继续搅拌2h；升温到170℃，真空0.8MPa条件下搅拌3h，然后停止真空，降温后加入180Kg乙烯基聚硅氧烷，再加入52.47Kg低含氢聚硅氧烷和3.65Kg的抑制剂(乙炔醇)，搅拌均匀，即得组份B；

(3)将组份A和组份B按照质量比1:1混合均匀，在125℃下硫化5min即得所述硅橡胶。

制备的硅橡胶的技术参数如下：

测试项目	性能
		粘度(mPa.s)	150000
硬度(绍氏)	16
		拉伸强度(MPa)	5.5
抗撕强度(KN/m)	10
		断裂伸长率(％)	820
压缩形变(％)	28

Claims (8)

1.一种低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶，由A组份和B组份按质量比1：1组成，其特征在于，

A组份按质量百分比计，由以下配方组成：乙烯基聚硅氧烷50～70％、硅烷偶联剂3～10％、沉淀白炭黑20～45％、铂金催化剂0.1～1％；

B组份按质量百分比计，由以下配方组成：乙烯基聚硅氧烷50～70％，硅烷偶联剂2～5％，沉淀白炭黑20～45％，低含氢聚硅氧烷2～20％，抑制剂0.1～0.5％；其中，低含氢聚硅氧烷的氢质量百分比为0.05～1％。

2.根据权利要求1所述的低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶，其特征在于，A组份和B组份中所述乙烯基聚硅氧烷的乙烯基质量百分比为0.1～1.0％，25℃下粘度为5000～15000mPa.s，制备方法如下：将100质量份八甲基环四硅氧烷和0.1～3质量份四甲基二乙烯基二硅氧烷混合，在搅拌的状态下加入0.1～0.5质量份催化剂四甲基氢氧化铵，升温至120～140℃聚合2～6h，再升温至150～200℃，在-0.06～0.10MPa真空度下脱低分子6～10h，冷却后得到所述乙烯基聚硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶，其特征在于，A组份和B组份中所述硅烷偶联剂为二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基环硅氧烷、六甲基二硅氮烷中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶，其特征在于，A组份和B组份中所述沉淀白炭黑经硅烷偶联剂憎水处理，比表面积为120m²/g～200m²/g。

5.根据权利要求1所述的低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶，其特征在于，A组份中所述铂金催化剂为氯铂酸四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物，其中铂的质量含量为1000～3000ppm。

6.根据权利要求1所述的低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶，其特征在于，B组份中所述低含氢聚硅氧烷的氢质量百分比为0.05～1％，制备方法如下：将100质量份高含氢聚硅氧烷和50～150质量份八甲基环四硅氧烷作为反应单体，并加入反应单体总质量0.2～5倍的有机溶剂二甲苯，2％～10％的端氢封端剂四甲基二氢二硅氧烷，5％～40％的硫酸在50～100℃下聚合反应2～6h后将得到的反应液水洗至中性，在120～200℃下脱低2～6h，得到所述低含氢聚硅氧烷，其中，高含氢聚硅氧烷的氢质量百分比为1.4～1.6％。

7.根据权利要求1所述的低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶，其特征在于，B组份中所述抑制剂为乙烯基环体或乙炔醇。

8.权利要求1～7任一权利要求所述的低压缩形变的双组份加成型低硬度硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、制备A组份

先在捏合机中加入配方量50～80％的乙烯基聚硅氧烷、配方量的硅烷偶联剂和配方量的沉淀白炭黑，室温下搅拌1～6h；升温至120～180℃，真空条件下搅拌1～6h，然后停止真空，继续加入剩余配方量的乙烯基聚硅氧烷稀释，再加入配方量的铂金催化剂，搅拌均匀，得到A组份；

b、制备B组份

先在捏合机中加入配方量50～80％的乙烯基聚硅氧烷、配方量的硅烷偶联剂和配方量的沉淀白炭黑，室温下搅拌1～6h；升温至120～180℃，真空条件下搅拌1～6h，然后停止真空，继续加入剩余配方量的乙烯基聚硅氧烷稀释；再加入配方量的低含氢聚硅氧烷、配方量的抑制剂，搅拌均匀，得到B组份；

c、将制得的A组份和B组份按质量比为1:1混合均匀，在平板硫化机上进行模压硫化，硫化温度为60～140℃，硫化时间为5～30min，得到所述硅橡胶。