CN105295383A - 一种能释放远红外线的硅胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及节能硅胶材料技术领域，具体涉及一种能释放远红外线的硅胶材料及其制备方法，所述能释放远红外线的硅胶材料的配方为按重量份由以下组分组成：氧化铝15-30份，氧化硅28-42份，氧化镁5.6-7.5份，氧化硼4-8份，氧化钛2-3.5份，氧化铁0.5-1.5份，氧化锆0.03-0.06份，氧化钴0.1-1.2份，甲基乙烯基硅橡胶10-26份，白炭黑分散剂0.05-1.5，羟基硅油4-7份，氧化锂0.2-0.8份，并采用本发明制备方法制成，具有制备方法简单，有利于工业化生产，所获得的硅胶材料耐高温，适用温度范围宽，释放的远红外线波长范围为3-20μm，适用于激活燃料油气分子的特点。
Description
技术领域
本发明涉及节能硅胶材料技术领域，尤其涉及一种能释放远红外线的硅胶材料及其制备方法。
背景技术
物体中的电子振动或激发，就会向外放出辐射能，随着辐射体材质分子结构和温度等诸条件的不同，其辐射波长亦各不相同。在辐射波段中，当分子中的原子或原子团从高能量的振动状态转变到低能量的振动状态时，会产生2.5-25μm的远红外辐射，实验证明，远红外的波长选择中，2.5-25μm为高载能波，可以被燃油燃气中的碳氢分子键共振吸收，并且克服分子键的范德华力，对碳氢原子基团振转运动的基频3.3-3.5μm，4.4-6.2μm，6.8-7.35μm也能发射强的光子使之处于共振状态，大大提高其键能，使得在燃烧过程中有效激活燃油燃气分子，增加燃料燃烧表面积，达到充分燃烧的节能环保目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能释放远红外线的硅胶材料及其制备方法，其具有制备方法简单，有利于工业化生产，所获得的硅胶材料耐高温，适用温度范围宽，释放的远红外线波长范围为3--20μm，适用于激活燃料油气分子的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种能释放远红外线的硅胶材料，所述能释放远红外线的硅胶材料的配方为按重量份由以下组分组成：氧化铝15-30份，氧化硅28-42份，氧化镁5.6-7.5份，氧化硼4-8份，氧化钛2-3.5份，氧化铁0.5-1.5份，氧化锆0.03-0.06份，氧化钴0.1-1.2份，甲基乙烯基硅橡胶10-26份，白炭黑分散剂0.05-1.5份，羟基硅油4-7份，氧化锂0.2-0.8份。
氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化硼、氧化钛、氧化铁、氧化锆和氧化钴均具有远红外性能，通过工艺处理可制成远红外高辐射源，其中，氧化镁-氧化铝-氧化钛-氧化锆为常温远红外辐射源；氧化铁和氧化钴为中温远红外辐射源；氧化铝15-30份，氧化硅28-42份，氧化镁5.6-7.5份，氧化硼4-8份，氧化钛2-3.5份，氧化铁0.5-1.5份，氧化锆0.03-0.06份，氧化钴0.1-1.2份配合制成的硅胶材料，可同时释放及反射不同波长、不同强度的远红外线，不会因为工作环境温度变化太大而使所需求的远红外线变化太大而持续有效；
0.05-1.5重量份的白炭黑分散剂明显改善了各组分在胶料中的分散性，提高胶料的流动性，降低混炼能耗，对胶料的物理性能无负面影响，在不影响滚动阻力的情况下提高胶料的抗湿滑性；
羟基硅油为结构控制剂，加入重量份4-7份羟基硅油可显著提高硅胶的耐高温和防静电性能。
优选地，氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化硼、氧化钛、氧化铁、氧化锆和氧化钴的颗粒度均为纳米级。纳米级的原料融合性好，易于反应，提高了生产效率，使获得结构均匀的硅胶产品。
优选地，甲基乙烯基硅橡胶分子量为35-70万，乙烯基摩尔百分含量为0.07-4.0%。甲基乙烯基硅橡胶工艺性能较好，操作方便，分子量为35-70万，乙烯基摩尔百分含量为0.07-4.0%的甲基乙烯基硅橡胶由于含有少量的乙烯基侧链，故而容易硫化，提高了生产效率和产品的硫化性质。
一种能释放远红外线的硅胶材料的制备方法：包括以下步骤：
1）按上述能释放远红外线的硅胶材料的配方称取原料组分，投入混合机混炼；
2）加入无机酸，充分搅拌均匀，将PH值调节至1.5-4.5，反应20-100分钟，获得凝胶，此PH值条件下获得细孔凝胶，凝胶粒度适合；
3）将温度升至135-160℃，恒温20-50分钟；
4）按重量份加入低温硫化剂0.5-2份，将温度升至110-145℃，保持25-150分钟，获得所述能释放远红外线的硅胶材料，低温硫化的硫化温度梯度低，有效保持硅胶材料的结构，可较好控制产品的质量，保证产品的性能稳定。
优选地，所述无机酸为稀硫酸。稀硫酸性能较稳定，且不会对硅胶材料的制备带来负面影响。
优选地，稀硫酸密度为1.01-1.18mol/L(20℃)。此密度的稀硫酸酸度较低，有利于微调胶液的PH值，使胶液的PH值不至于浮动过大，难以控制。
优选地，低温硫化剂为铂金硫化剂或硫化剂双二五或硫化剂双二四。
本发明的有益效果在于：根据本发明配方所制备的能释放远红外线的硅胶材料可以在温度为0-260℃范围内释放远红外线，远红外线的波长范围为3-20μm，此波长范围的远红外线可有效激活燃料油气分子，使分子产生共振效应（激能状态），提高燃料的燃烧率，适用于亟需提高油气燃料燃烧率的节能环保技术领域；使用本发明的制备方法所制备能释放远红外线的硅胶材料耐高温度达260℃，性能稳定，可在高温区域稳定工作。
具体实施方式
实施例1
本实施例的一种能释放远红外线的硅胶材料，所述能释放远红外线的硅胶材料的配方为按重量份由以下组分组成：氧化铝15份，氧化硅28份，氧化镁6份，氧化硼7份，氧化钛3.5份，氧化铁0.5份，氧化锆0.03份，氧化钴0.5份，甲基乙烯基硅橡胶15份，白炭黑分散剂0.05份，羟基硅油4份，氧化锂0.2份。
优选地，甲基乙烯基硅橡胶分子量为35-70万，乙烯基摩尔百分含量为0.07-4.0%。
本实施例中，一种能释放远红外线的硅胶材料的制备方法：包括以下步骤：
1）按上述能释放远红外线的硅胶材料的配方称取原料组分，投入混合机混炼；
2）加入密度为1.01mol/L（20℃）的稀硫酸，充分搅拌均匀，将PH值调节至1.5，反应20分钟，获得凝胶，此PH值条件下获得细孔凝胶，凝胶粒度适合；
3）将温度升至135℃，恒温20分钟；
4）按重量份加入铂金硫化剂1份，将温度升至110℃，保持25分钟，获得所述能释放远红外线的硅胶材料，低温硫化的硫化温度梯度低，有效保持硅胶材料的结构，可较好控制产品的质量，保证产品的性能稳定。
实施例2
本实施例的一种能释放远红外线的硅胶材料，所述能释放远红外线的硅胶材料的配方为按重量份由以下组分组成：氧化铝18份，氧化硅32份，氧化镁5.6份，氧化硼5份，氧化钛3份，氧化铁0.8份，氧化锆0.04份，氧化钴0.2份，甲基乙烯基硅橡胶18份，白炭黑分散剂0.08份，羟基硅油5份，氧化锂0.4份。
优选地，甲基乙烯基硅橡胶分子量为35-70万，乙烯基摩尔百分含量为0.07-4.0%。
本实施例中，一种能释放远红外线的硅胶材料的制备方法：包括以下步骤：
1）按上述能释放远红外线的硅胶材料的配方称取原料组分，投入混合机混炼；
2）加入1.08mol/L（20℃）的稀硫酸，充分搅拌均匀，将PH值调节至2，反应40分钟，获得凝胶，此PH值条件下获得细孔凝胶，凝胶粒度适合；
3）将温度升至140℃，恒温30分钟；
4）按重量份加入铂金硫化剂0.8份，将温度升至130℃，保持50分钟，获得所述能释放远红外线的硅胶材料，低温硫化的硫化温度梯度低，有效保持硅胶材料的结构，可较好控制产品的质量，保证产品的性能稳定。
实施例3
本实施例的一种能释放远红外线的硅胶材料，所述能释放远红外线的硅胶材料的配方为按重量份由以下组分组成：氧化铝20份，氧化硅35份，氧化镁7份，氧化硼6份，氧化钛3.2份，氧化铁1.0份，氧化锆0.05份，氧化钴0.1份，甲基乙烯基硅橡胶10份，白炭黑分散剂1份，羟基硅油6份，氧化锂0.5份。
优选地，甲基乙烯基硅橡胶分子量为35-70万，乙烯基摩尔百分含量为0.07-4.0%。
本实施例中，一种能释放远红外线的硅胶材料的制备方法：包括以下步骤：
1）按上述能释放远红外线的硅胶材料的配方称取原料组分，投入混合机混炼；
2）加入1.10mol/L（20℃）的稀硫酸，充分搅拌均匀，将PH值调节至3，反应60分钟，获得凝胶，此PH值条件下获得细孔凝胶，凝胶粒度适合；
3）将温度升至148℃，恒温40分钟；
4）按重量份加入硫化剂双二五0.5份，将温度升至135℃，保持80分钟，获得所述能释放远红外线的硅胶材料，低温硫化的硫化温度梯度低，有效保持硅胶材料的结构，可较好控制产品的质量，保证产品的性能稳定。
实施例4
本实施例的一种能释放远红外线的硅胶材料，所述能释放远红外线的硅胶材料的配方为按重量份由以下组分组成：氧化铝25份，氧化硅38份，氧化镁6.5份，氧化硼8份，氧化钛2.5份，氧化铁1.2份，氧化锆0.06份，氧化钴0.8份，甲基乙烯基硅橡胶20份，白炭黑分散剂1.2份，羟基硅油7份，氧化锂0.6份。
优选地，甲基乙烯基硅橡胶分子量为35-70万，乙烯基摩尔百分含量为0.07-4.0%。
本实施例中，一种能释放远红外线的硅胶材料的制备方法：包括以下步骤：
1）按上述能释放远红外线的硅胶材料的配方称取原料组分，投入混合机混炼；
2）加入1.15mol/L（20℃）的稀硫酸，充分搅拌均匀，将PH值调节至3.5，反应80分钟，获得凝胶，此PH值条件下获得细孔凝胶，凝胶粒度适合；
3）将温度升至155℃，恒温45分钟；
4）按重量份加入硫化剂双二四1.5份，将温度升至140℃，保持100分钟，获得所述能释放远红外线的硅胶材料，低温硫化的硫化温度梯度低，有效保持硅胶材料的结构，可较好控制产品的质量，保证产品的性能稳定。
实施例5
本实施例的一种能释放远红外线的硅胶材料，所述能释放远红外线的硅胶材料的配方为按重量份由以下组分组成：氧化铝30份，氧化硅42份，氧化镁7.5份，氧化硼4份，氧化钛2份，氧化铁1.5份，氧化锆0.07份，氧化钴1.2份，甲基乙烯基硅橡胶26份，白炭黑分散剂1.5份，羟基硅油7份，氧化锂0.8份。
优选地，甲基乙烯基硅橡胶分子量为35-70万，乙烯基摩尔百分含量为0.07-4.0%。
本实施例中，一种能释放远红外线的硅胶材料的制备方法：包括以下步骤：
1）按上述能释放远红外线的硅胶材料的配方称取原料组分，投入混合机混炼；
2）加入1.18mol/L（20℃）的稀硫酸，充分搅拌均匀，将PH值调节至4.5，反应100分钟，获得凝胶，此PH值条件下获得细孔凝胶，凝胶粒度适合；
3）将温度升至160℃，恒温50分钟；
4）按重量份加入硫化剂双二四2份，将温度升至145℃，保持150分钟，获得所述能释放远红外线的硅胶材料，低温硫化的硫化温度梯度低，有效保持硅胶材料的结构，可较好控制产品的质量，保证产品的性能稳定。
以上实施例中，氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化硼、氧化钛、氧化铁、氧化锆和氧化钴的颗粒度均为纳米级。
本发明的原料中氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化硼、氧化钛、氧化铁、氧化锆和氧化钴均具有远红外性能，通过工艺处理可制成远红外高辐射源，其中，氧化镁-氧化铝-氧化钛-氧化锆为常温远红外辐射源；氧化铁和氧化钴为中温远红外辐射源；氧化铝15-30份，氧化硅28-42份，氧化镁5.6-7.5份，氧化硼4-8份，氧化钛2-3.5份，氧化铁0.5-1.5份，氧化锆0.03-0.06份，氧化钴0.1-1.2份的配合可同时释放及反射不同波长、不同强度的远红外线，不会因为工作环境温度变化太大而使所需求的远红外线变化太大而持续有效；0.05-1.5重量份的白炭黑分散剂明显改善了各组分在胶料中的分散性，提高胶料的流动性，降低混炼能耗，对胶料的物理性能无负面影响，在不影响滚动阻力的情况下提高胶料的抗湿滑性；羟基硅油为结构控制剂，加入重量份4-7份羟基硅油可显著提高硅胶的耐高温和防静电性能。
根据本发明配方所制备的能释放远红外线的硅胶材料可以在温度为0-260℃范围内释放远红外线，远红外线的波长范围为3-20μm，此波长范围的远红外线可有效激活燃料油气分子，使分子产生共振效应（激能状态），提高燃料的燃烧率，适用于亟需提高油气燃料燃烧率的节能环保技术领域；使用本发明的制备方法所制备能释放远红外线的硅胶材料耐高温度达260℃，性能稳定。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种能释放远红外线的硅胶材料，其特征在于：所述能释放远红外线的硅胶材料的配方为按重量份由以下组分组成：氧化铝15-30份，氧化硅28-42份，氧化镁5.6-7.5份，氧化硼4-8份，氧化钛2-3.5份，氧化铁0.5-1.5份，氧化锆0.03-0.06份，氧化钴0.1-1.2份，甲基乙烯基硅橡胶10-26份，白炭黑分散剂0.05-1.5份，羟基硅油4-7份，氧化锂0.2-0.8份。
2.根据权利要求1所述的一种能释放远红外线的硅胶材料，其特征在于：所述氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化硼、氧化钛、氧化铁、氧化锆和氧化钴的颗粒度均为纳米级。
3.根据权利要求1所述的一种能释放远红外线的硅胶材料，其特征在于：所述甲基乙烯基硅橡胶分子量为35-70万，乙烯基摩尔百分含量为0.07-4.0%。
4.一种能释放远红外线的硅胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）按权利要求1至3任一项所述能释放远红外线的硅胶材料的配方称取原料组分，投入混合机混炼；
2）加入无机酸，充分搅拌均匀，将PH值调节至1.5-4.5，反应20-100分钟，获得凝胶；
3）将温度升至135-160℃，恒温20-50分钟；
4）按重量份加入低温硫化剂0.5-2份，将温度升至110-145℃，保持25-150分钟，获得所述能释放远红外线的硅胶材料。
5.根据权利要求4所述的一种能释放远红外线的硅胶材料的制备方法，其特征在于：所述无机酸为稀硫酸。
6.根据权利要求5所述的一种能释放远红外线的硅胶材料的制备方法，其特征在于：所述稀硫酸密度为1.01-1.18mol/L(20℃)。
7.根据权利要求4所述的一种能释放远红外线的硅胶材料的制备方法，其特征在于：所述低温硫化剂为铂金硫化剂或硫化剂双二五或硫化剂双二四。
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