CN105542471A - 一种可离型高能胶制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可离型高能胶制品及其制备方法。其由40-100重量份液体硅胶；10-40重量份发泡剂；0.1-10重量份硅胶固化剂；1-30重量份导热添加剂和0.1-1重量份抗氧剂，将混合物涂布成片材或者倒入预制任意形状的模具，所述片材厚度范围0.01-5mm；将上述成型后的制品，置于25-90℃固化10min-24h即制备得到。本发明所述高能胶制品在纤维复材制程过程结束后可以与纤维制品良好剥离；可以随环境温度热胀冷缩，可重复循环使用，使用温度是100-200℃，根据使用环境发泡倍率1-20倍，产生膨胀压力0-2MPa；可以显著提高制品的良品率；可以用于异形件(也即非规整的几何形状)的成型。

Description

一种可离型高能胶制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种可离型高能胶制品及其制备方法。
背景技术
以碳纤、玻纤等复合材料为原料的制品，其优越的物理性能被广泛的应用于各个领域，包括体育休闲器材、航空航天及工业应用。目前碳纤维材料已从钓鱼竿和高尔夫球棒推广到网球拍、羽毛球拍、自行车、冰雪运动器材、水上运动器材等方面；在航空航天方面主要用于轻质高强要求的军用飞机、商用飞机、无人机等；工业应用主要集中在汽车配件、风机、压力容器等。
现有成型工艺采用尼龙风管充气风压成型，由于碳纤复合材料成型需要高温高压，会造成一定比例的尼龙风管出现泄漏爆破，从而产生本行业难以克服的2-5％的产品不良率。当碳纤制品需要局部外观修补时，传统尼龙风管充气成型无法满足局部使用需求，现有工艺采用硅胶片外套模具的方法，由于产生的压力较小，无法达到良好的修补效果。
发明人蔡锦云等人,从2012年开始，公开了与高能胶相关的专利及专利申请201220387938.X、201310098800.7、201320386747.6、201220111085.7。其中CN201220387938.X公开的是碳纤高能胶结构，包括一轻质结构层，覆盖在所述的轻质结构层上的可增压发泡的若干高能胶涂覆层，及覆盖在所述的高能胶涂覆层外的保护层；CN201320386747.6公开的是碳纤高能胶结构，包括一塑料薄膜载体，涂覆在所述的塑料薄膜载体上的可增压发泡的高能胶涂覆层，及位于高能胶涂覆层上的植绒层；CN201220111085.7公开的是球拍月眉结构，包括碳纱外层，所述的碳纱外层内中间设有一PU支撑体，所述的PU支撑体与碳纱外层间填充有经过发泡膨胀后的发泡胶。保护的都是高能胶的结构。中国专利ZL201310098800.7公开的是一种高能胶配方，配方为(千克重量)热塑性橡胶15-25；乙酸乙酯10-25；发泡剂6-20；丁酮30-60；塑化剂0.5-3；防老剂0.5-2.5；硬脂酸0.5-2；交联剂2-3.5和聚酯纤维3-10；由于原料中有溶剂，所以需要干燥烘干脱除，最终只能得到片材，难以实现任意形状。
鉴于本行业需要，迫切需要开发一种可自膨胀以及局部使用的，可以与纤维复材很好离型的高能胶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重复热膨胀可离型的高能胶,在碳纤维玻璃纤维复合材料的制品生产中替代尼龙风管的模式，提高工作效率，降低次品率。
为实现上述目的，本发明提供一种可离型高能胶制品，其特征在于，由如下重量份的成分制备得到，
进一步，由如下重量份的成分制备得到，
进一步，所述发泡剂为有机发泡剂或无机发泡剂。
进一步，所述硅胶固化剂为含有机锡的正硅酸乙酯。
进一步，所述导热添加剂是无机物或金属粉。
进一步，所述无机物是石墨烯、石墨粉、碳纳米管、氮化铝、氧化硅或氧化钛；
任选的，所述金属粉是铜粉、银粉或铁粉。
进一步，所述导热添加剂是颗粒状或纤维状。
进一步，所述抗氧剂为芳香胺类、受阻酚类、硫代二丙酸双酯以及亚磷酸酯。
进一步，制备方法为，
将液体硅胶、发泡剂、硅胶固化剂、导热添加剂以及抗氧剂按照设定比例混合均匀；
将上述混合物涂布成片材或者倒入预制任意形状的模具，所述片材厚度范围0.01-5mm；
将上述成型后的制品，置于25-90℃固化10min-24h即可。
本发明还提供一种所述可离型高能胶制品的制备方法，其特征在于，步骤为，
将液体硅胶、发泡剂、硅胶固化剂、导热添加剂以及抗氧剂按照设定比例混合均匀；
将上述混合物涂布成片材或者倒入预制任意形状的模具，所述片材厚度范围0.01-5mm；
将上述成型后的制品，置于25-90℃固化10min-24h即可。此步的目的是为了使其固化完全。
所述液体硅胶的作用：其一，是发泡剂的束缚支撑载体；其二，在纤维复材制备过程中，可以与纤维复材界面产生离型作用，达到制程结束后容易剥离的效果。
所述发泡剂为有机发泡剂或无机发泡剂，作用是随着使用环境温度升高发泡膨胀产生内压，环境温度继续升高则气泡收缩。
本发明所述发泡剂用量高于40重量份，膨胀过度且增加成本；低于10重量份则达不到膨胀效果；同时，所述发泡剂的用量决定了液体硅胶的用量，液体硅胶起到载体的作用，其用量应大于发泡剂的用量；硅胶固化剂需要与液体硅胶的量相匹配，高于10重量份则超过了液体硅胶的完全固化的最高量，导致物料浪费，且包覆于材料内不易去除；导热添加剂高于30重量份则太稠，不好制样；低于10重量份则导热性能不佳，将导致受热不均匀。
本发明的优点：
1、本发明高能胶制品在纤维复材制程过程结束后可以与纤维制品良好剥离；
2、本发明高能胶制品可以随环境温度热胀冷缩，可重复循环使用，重复使用次数20次以上；
3、本发明高能胶制品使用温度是100-200℃，根据使用环境发泡倍率1-20倍，产生膨胀压力0-2MPa；
4、本发明高能胶制品的使用可以显著提高制品的良品率；
5、产品形状可以是片材或者根据任意形状的模具而定。本发明高能胶制品的配方中不含溶剂，是通过交联反应使其固化定型，可以将本发明的配方倒入预制任意形状的模具得到任意形状的产品。所以本发明高能胶可以用于异形件(也即非规整的几何形状)的成型。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
以下实施例所用发泡剂为有机发泡剂(如二氯四氟乙烷、二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、石油醚、正庚烷、正己烷、正戊烷等低沸点碳氢化合物)或无机发泡剂(如碳酸盐、碳化硅、亚硝酸铵、炭黑)。
所述硅胶固化剂为含有机锡的正硅酸乙酯。
所述导热添加剂是无机物(石墨烯、石墨粉、碳纳米管、氮化铝、氧化硅或氧化钛)或金属粉(铜粉、银粉或铁粉)。
所述导热添加剂是颗粒状或纤维状。
所述抗氧剂为芳香胺类、受阻酚类、硫代二丙酸双酯或亚磷酸酯。
实施例1：高能胶制品的制备
高能胶的制备过程如下：将液体硅胶58份、发泡剂30份，硅胶固化剂1.2份、石墨粉10份以及抗氧剂0.3份，依次加入容器内混合均匀，然后经过涂布设备，涂布于离型纸上，厚度为5mm，置于25℃室温，1h后固化完全。将制品置于150℃烘箱，可以产生近10倍的发泡倍率，冷却至室温，又收缩至原始尺寸，如此反复10次加热冷却仍有较佳的压力效果，产生膨胀压力范围0-2Mpa。
实施例2：高能胶制品的制备
高能胶的制备过程如下：将液体硅胶70份、发泡剂20份，硅胶固化剂5份、氮化铝20份以及抗氧剂0.1份，依次加入容器内混合均匀，然后经过涂布设备，涂布于离型纸上，厚度为0.1mm，置于25℃室温，1h后固化完全。将制品置于100℃烘箱，可以产生近6倍的发泡倍率，冷却至室温，又收缩至原始尺寸，如此反复10次加热冷却仍有较佳的压力效果，产生膨胀压力范围0-1.3Mpa。
实施例3：高能胶制品的制备
高能胶的制备过程如下：将液体硅胶40份、发泡剂15份，硅胶固化剂0.1份、碳纳米管5份以及抗氧剂0.3份，依次加入容器内混合均匀，然后导入尺寸为5cm*20cm*2cm的模具槽内，置于60℃烘箱，15min后固化完全。将制品置于150℃烘箱，可以产生近3倍的发泡倍率，冷却至室温，又收缩至原始尺寸，如此反复20次加热冷却仍有较佳的压力效果，产生膨胀压力范围0-0.5Mpa。
实施例4：高能胶制品的制备
高能胶的制备过程如下：将液体硅胶50份、发泡剂10份，硅胶固化剂0.5份，铜粉10份以及抗氧剂0.5份，依次加入容器内混合均匀，真空消泡处理，然后导入尺寸为5cm*40cm*2cm的模具槽内，置于40℃烘箱，30min后固化完全。将制品置于180℃烘箱，可以产生近1倍的发泡倍率，冷却至室温，又收缩至原始尺寸，如此反复10次加热冷却仍有较佳的压力效果，产生膨胀压力范围0-1.1Mpa。
实施例5：高能胶制品的制备
高能胶的制备过程如下：将液体硅胶90份、发泡剂40份，硅胶固化剂10份，铜粉20份以及抗氧剂0.8份，依次加入容器内混合均匀，真空消泡处理，然后导入尺寸为5cm*40cm*2cm的模具槽内，置于40℃烘箱，30min后固化完全。将制品置于200℃烘箱，可以产生近8倍的发泡倍率，冷却至室温，又收缩至原始尺寸，如此反复20次加热冷却仍有较佳的压力效果，产生膨胀压力范围0-1.5Mpa。
实施例6：高能胶制品的制备
高能胶的制备过程如下：将液体硅胶100份、发泡剂30份，硅胶固化剂1.2份，铜粉30份以及抗氧剂1份，依次加入容器内混合均匀，然后经过涂布设备，涂布于离型纸上，厚度为1mm，置于25℃室温，1h后固化完全。将制品置于200℃烘箱，可以产生近20倍的发泡倍率，冷却至室温，又收缩至原始尺寸，如此反复20次加热冷却仍有较佳的压力效果，产生膨胀压力范围0-1.8Mpa。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种可离型高能胶制品，其特征在于，由如下重量份的成分制备得到，
2.如权利要求1所述可离型高能胶制品，其特征在于，由如下重量份的成分制备得到，
3.如权利要求1或2所述可离型高能胶制品，其特征在于，所述发泡剂为有机发泡剂或无机发泡剂。
4.如权利要求1或2所述可离型高能胶制品，其特征在于，所述硅胶固化剂为含有机锡的正硅酸乙酯。
5.如权利要求1或2所述可离型高能胶制品，其特征在于，所述导热添加剂是无机物或金属粉。
6.如权利要求5所述可离型高能胶制品，其特征在于，所述无机物是石墨烯、石墨粉、碳纳米管、氮化铝、氧化硅或氧化钛；
任选的，所述金属粉是铜粉、银粉或铁粉。
7.如权利要求1或2所述可离型高能胶制品，其特征在于，所述导热添加剂是颗粒状或纤维状。
8.如权利要求1或2所述可离型高能胶制品，其特征在于，所述抗氧剂为芳香胺类、受阻酚类、硫代二丙酸双酯以及亚磷酸酯。
9.权利要求1-8任一项所述可离型高能胶制品，其特征在于，制备方法为，
将液体硅胶、发泡剂、硅胶固化剂、导热添加剂以及抗氧剂按照设定比例混合均匀；
将上述混合物涂布成片材或者倒入预制任意形状的模具，所述片材厚度范围0.01-5mm；
将上述成型后的制品，置于25-90℃固化10min-24h即可。
10.一种权利要求1-8任一项所述可离型高能胶制品的制备方法，其特征在于，步骤为，
将液体硅胶、发泡剂、硅胶固化剂、导热添加剂以及抗氧剂按照设定比例混合均匀；
将上述混合物涂布成片材或者倒入预制任意形状的模具，所述片材厚度范围0.01-5mm；
将上述成型后的制品，置于25-90℃固化10min-24h即可。
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