CN107312495A - 一种自粘性高温硫化硅橡胶带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化学化工领域，为解决目前制备的硅橡胶自粘带存在的问题，本发明提出了一种自粘性高温硫化硅橡胶带及其制备方法，自粘性高温硫化硅橡胶带由以下各组份制成，各组份的重量份为：甲基乙烯基硅橡胶100份，含硼聚硅氧烷1～3份，疏水气相白炭黑50份，过氧化二异丙苯3份。制备的自粘性高温硫化硅橡胶带自粘性好，防潮性好，性能稳定。

Description

一种自粘性高温硫化硅橡胶带及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学化工领域，具体说涉及一种自粘性高温硫化硅橡胶带及制备方法。
背景技术
硅橡胶自粘带是一种新型绝缘胶带，在一定拉伸下将硅橡胶自粘带打叠缠绕在被保护物体上，24h内可自熔为一体，广泛应用于高压电机线圈防潮及高压输配变电设备的外绝缘防护。然而硅橡胶分子结构是非极性的，本身完全没有自粘性。目前多采用硼化物与低粘度活性硅氧烷合成硼硅增粘剂，然后加入硅橡胶混炼胶制成硅橡胶自粘带。当硼化合物反应不完全，残存较多硼酸或硼酯键时，出现所制备的硅橡胶带初期具有较好自粘性，存放一段时间后，增粘剂在胶带表面水解析出，或出现吸潮现象，自粘性显著下降。
在非专利文献中(丘善棋等，硅橡胶自粘带的研制，有机硅材料2016，30(5)，410-413)，采用硼酸、羟基乙烯基硅油和107硅橡胶为主要原料，通过硼酸与硅羟基脱水反应，制备含硼聚硅氧烷，从而得到稳定性好的硅橡胶自粘带。硼酸与硅羟基反应活性差，导致需在150-160℃下捏合5h以上才能获得稳定性能优异的硅橡胶自粘带，但是制备条件苛刻。
鉴于以上所述问题，急需发明一种高效率、反应温和的含硼聚硅氧烷制备方法，提高硅橡胶带自粘性储存稳定性和自粘性能，更好满足使用要求。
发明内容
为解决目前制备的硅橡胶自粘带存在的问题，本发明提出了一种自粘性高温硫化硅橡胶带及其制备方法，制备的自粘性高温硫化硅橡胶带自粘性好，防潮性好，性能稳定。
本发明通过以下技术方案实现的：一种自粘性高温硫化硅橡胶带由以下各组份制成，各组份的重量份为：
所述的甲基乙烯基硅橡胶为同时含有端乙烯基与侧乙烯基的聚二甲基硅氧烷，结构式为：(CH2＝CH)(CH3)2SiO[Si(CH3)2O]n[Si(CH3)(CH＝CH2)O]mSi(CH3)2(CH＝CH2)，式中n，m为正整数，作为优选，所述甲基乙烯基硅橡胶分子量为45万～80万，乙烯基重量含量为0.1～0.2％。
作为优选，n＝6050～10760；m＝15～50，n和m值可通过核磁共振氢谱图计算获得。通过改变m，n值，可得到一系列不同分子量，不同乙烯基含量聚硅氧烷。
所述的含硼聚硅氧烷是通过如下过程制备的：称取10.4份硼酸三甲酯、0.1份三(五氟苯)硼烷和5份甲苯置于装配有搅拌、恒压滴液漏斗的反应瓶中，称取71.7份H(CH3)2SiO[Si(CH3)(CH＝CH2)O]4Si(CH3)2H和10份甲苯置于滴液漏斗中，在室温下2h内滴入反应瓶，滴加完毕后，继续搅拌反应6h，加入1份中性氧化铝，搅拌30分钟，过滤，蒸除滤液中甲苯和低沸物，得到含硼聚硅氧烷。
三(五氟苯)硼烷能够高效催化硅氢和烷氧基脱除烷烃缩合反应，具有高度的选择性，只需微量的催化剂便能起到十分有效的催化，同时生成的副产物为烷烃，非常容易脱除。H(CH3)2SiO[Si(CH3)(CH＝CH2)O]4Si(CH3)2H可通过二甲基氢氯硅烷与甲基乙烯基二氯硅烷共同水解缩合反应来制备，也可通过四甲基二硅氧烷与四甲基四乙烯基环四硅氧烷在酸催化剂下共平衡聚合制备。所制备的含硼聚硅氧烷含有乙烯基，可参与甲基乙烯基硅橡胶的交联硫化。
所述的一种自粘性高温硫化硅橡胶带的制备方法为以下步骤：将甲基乙烯基硅橡胶、含硼聚硅氧烷、疏水气相白炭黑加入捏合机中，并在60℃、真空度-0.09MPa下脱水、捏合2h，冷却后制得混炼胶。室温下，将过氧化二异丙苯与上述混炼胶在开炼机上薄通开炼3次。将薄通后混炼胶在平板硫化机中170℃下硫化30分钟，制得自粘性高温硫化硅橡胶带。
本发明制得的自粘性高温硫化硅橡胶带可用作高电压电机、变压器及电缆绝缘材料，在电绝缘防护领域有广阔的应用前景。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)含硼聚硅氧烷增粘剂合成条件温和，效率高；
(2)所制备的自粘性硅橡胶带自粘性稳定，强度高。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。实施例中所用原料均可市购或采用常规方法制备。
其中，所述的疏水气相白炭黑为市售，例如美国卡博特TS-530、TS-720，德国德固赛R974。甲基乙烯基硅橡胶为东爵有机硅集团有限公司110-2S甲基乙烯基硅橡胶，110-1S甲基乙烯基硅橡胶。
实施例1：含硼聚硅氧烷制备
称取10.4份硼酸三甲酯、0.1份三(五氟苯)硼烷和5份甲苯置于装配有搅拌、恒压滴液漏斗的反应瓶中。称取71.7份H(CH3)2SiO[Si(CH3)(CH＝CH2)O]4Si(CH3)2H和10份甲苯置于滴液漏斗中，在室温下2h内滴入反应瓶，滴加完毕后，继续搅拌反应6h。加入1份中性氧化铝，搅拌30分钟，过滤。蒸除滤液中甲苯和低沸物，得到含硼聚硅氧烷(1H NMR(CDCl3)：0.06，3.42，4.54，5.88ppm；GPC(甲苯为流动相，相对聚苯乙烯)：Mn＝25800)。
实施例2
将100份甲基乙烯基硅橡胶(110-1S)(分子量45万，乙烯基重量含量0.12％)、1份实施例1制备的含硼聚硅氧烷、50份疏水气相白炭黑(卡博特TS-530)加入捏合机中，并在60℃、真空度-0.09MPa下脱水、捏合2h，冷却后制得混炼胶。室温下，将3份过氧化二异丙苯与上述混炼胶在开炼机上薄通开炼3次。将薄通后混炼胶在平板硫化机中170℃下硫化30分钟，制得自粘性高温硫化硅橡胶带。
自粘力7.5N/cm，自粘带界面无分层。放置24个月，自粘带表面光滑，无吸潮，无化合物析出，自粘力7.4N/cm，自粘带界面无分层。
实施例3
将100份甲基乙烯基硅橡胶(110-2S)(分子量50万，乙烯基重量含量0.2％)、2份实施例1制备的含硼聚硅氧烷、50份疏水气相白炭黑(卡博特TS-720)加入捏合机中，并在60℃、真空度-0.09MPa下脱水、捏合2h，冷却后制得混炼胶。室温下，将3份过氧化二异丙苯与上述混炼胶在开炼机上薄通开炼3次。将薄通后混炼胶在平板硫化机中170℃下硫化30分钟，制得自粘性高温硫化硅橡胶带。
自粘力8.5N/cm，自粘带界面无分层。放置24个月，自粘带表面光滑，无吸潮，无化合物析出，自粘力8.3N/cm，自粘带界面无分层。
实施例4
将100份甲基乙烯基硅橡胶(110-2S)(分子量70万，乙烯基重量含量0.15％)、3份实施例1制备的含硼聚硅氧烷、50份疏水气相白炭黑(德固赛R974)加入捏合机中，并在60℃、真空度-0.09MPa下脱水、捏合2h，冷却后制得混炼胶。室温下，将3份过氧化二异丙苯与上述混炼胶在开炼机上薄通开炼3次。将薄通后混炼胶在平板硫化机中170℃下硫化30分钟，制得自粘性高温硫化硅橡胶带。
自粘力8.2N/cm，自粘带界面无分层。放置24个月，自粘带表面光滑，无吸潮，无化合物析出，自粘力8.1N/cm，自粘带界面无分层。

Claims (5)

1.一种自粘性高温硫化硅橡胶带，其特征在于，所述的自粘性高温硫化硅橡胶带由以下各组份制成，各组份的重量份为：
2.根据权利要求1所述的一种自粘性高温硫化硅橡胶带，其特征在于，所述的甲基乙烯基硅橡胶为同时含有端乙烯基与侧乙烯基的聚二甲基硅氧烷，结构式为：(CH2＝CH)(CH3)2SiO[Si(CH3)2O]n[Si(CH3)(CH＝CH2)O]mSi(CH3)2(CH＝CH2)，式中n，m为正整数。
3.根据权利要求1或2所述的一种自粘性高温硫化硅橡胶带，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡胶分子量为45万～80万，乙烯基重量含量为0.1～0.2％。
4.根据权利要求1所述的一种自粘性高温硫化硅橡胶带，其特征在于，所述的含硼聚硅氧烷是通过如下过程制备的：称取10.4份硼酸三甲酯、0.1份三(五氟苯)硼烷和5份甲苯置于装配有搅拌、恒压滴液漏斗的反应瓶中，称取71.7份H(CH3)2SiO[Si(CH3)(CH＝CH2)O]4Si(CH3)2H和10份甲苯置于滴液漏斗中，在室温下2h内滴入反应瓶，滴加完毕后，继续搅拌反应6h，加入1份中性氧化铝，搅拌30分钟，过滤，蒸除滤液中甲苯和低沸物，得到含硼聚硅氧烷。
5.一种如权利要求1所述的一种自粘性高温硫化硅橡胶带的制备方法，其特征在于，自粘性高温硫化硅橡胶制备过程如下：将甲基乙烯基硅橡胶、含硼聚硅氧烷、疏水气相白炭黑加入捏合机中，并在60℃、真空度-0.09MPa下脱水、捏合2h，冷却后制得混炼胶。室温下，将过氧化二异丙苯与上述混炼胶在开炼机上薄通开炼3次。将薄通后混炼胶在平板硫化机中170℃下硫化30分钟，制得自粘性高温硫化硅橡胶。
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