CN107541070B - 一种触变泡沫硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触变泡沫硅橡胶，它是由等质量A组分与B组分混合而成；A组分含100份的α,ω‑端羟基聚二甲基硅氧烷、4～10份的端乙烯基硅油、10～40份的含氢硅油、0.4～1.0份的抑制剂、15～40份的触变剂、30～50份的补强填料和0.5～1份的调色剂；B组分含100份的α,ω‑端羟基聚二甲基硅氧烷、4～10份的端乙烯基硅油、5～10份的端羟基硅油、30～70份的补强填料、0.8～1.5份的催化剂和15～40份的触变剂。在室温下，将混匀的AB组分在10～20min内是施工于需密封处，静置发泡，即该硅橡胶。本发明的触变泡沫硅橡胶成本低，触变性好；其制备方法工艺简单、应用领域广、施工简便。

Description

一种触变泡沫硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及室温硫化泡沫硅橡胶领域，更具体地涉及一种触变泡沫硅橡胶及其制备方法。

背景技术

室温硫化(RTV)泡沫硅橡胶一般由双组份或多组份组成。在室温下，各组份均匀混合，即可快速硫化成泡沫状或海绵状弹性体。RTV泡沫硅橡胶具有密度低、介电常数小、隔热、吸收机械性能良好等特性，同时具有无毒、无臭、柔软、富有弹性、耐腐蚀、生理惰性等特点。其可用做绝缘、密封、隔热、减震等高性能材料，在交通运输、航空航天、石油化工和电子工业等领域广泛应用，特别是在不规则接缝处起到密封、防潮、防尘、防振等作用。

而现有泡沫硅橡胶A、B组份或刚混合的组份均易流平或下垂，不能在竖直或其他不规则部位制备出形态良好的泡沫硅橡胶体，造成这种缺陷的原因是硅橡胶不具触变性。普通硅橡胶在固化前近似牛顿流体，无触变性，自动成型性不好。为提高其触变性，常加入触变剂，如气相白炭黑、皂类或酯类化合物等，其中最常用的是气相白炭黑，但其成本极高，极大地限制了其应用。

中国专利CN104479364A通过使用乙烯基硅油、含氢硅油、乙炔基环己醇、铂催化剂、高比表面气相白炭黑为触变剂，另外硅烷偶联剂协同增强触变，制得一种触变性硅橡胶。但该技术调节触变的白炭黑为比表面高于300m2/g或表面改性白炭黑，价格极高，不利于批量化生产及广泛推广应用。

相关文献报道如：“触变性LED封装胶的制备”(刘珠等，《有机硅材料》，第29卷4期2015年，第292页)公开了采用石油醚改性含氢硅油和石油醚改性含氢环体，制得改性硅油，再以改性硅油与乙烯基树脂、乙烯基硅油、抑制剂、增粘剂和铂催化剂制成的基料高速搅拌混合，制得具有触变性的封装胶。但制备改性硅油的工艺较为复杂、条件较为苛刻，不利于工业化生产。

目前针对具触变性且成本较低的硅橡胶，特别是室温硫化泡沫硅橡胶的报道较少。从上述报道的专利和相关文献可知，现有触变性硅橡胶制备成本较高，工艺较为复杂，使泡沫硅橡胶的应用受到较大限制。因此，为扩大泡沫硅橡胶应用领域，增强其实用性，制备一种低成本、可现场发泡的硅橡胶是非常有必要的。

发明内容

[要解决的技术问题]

本发明的目的是解决上述现有技术问题，提供一种触变泡沫硅橡胶及其制备方法。该触变泡沫硅橡胶成本低，触变性好，并且其制备方法工艺简单，应用领域较广，施工简便。

[技术方案]

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种触变泡沫硅橡胶，它是由A组分与B组分按照等质量比混合制备而成；

所述A组分是由以下质量份的原料组成：

100份的α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、4～10份的端乙烯基硅油、10～40份的含氢硅油、0.4～1.0份的抑制剂、15～40份的触变剂、30～50份的补强填料、0.5～1份的调色剂；

所述B组分是由以下质量份的原料组成：

100份的α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、4～10份的端乙烯基硅油、5～10份的端羟基硅油、30～70份的补强填料、0.8～1.5份的催化剂、15～40份的触变剂。

本发明更进一步的技术方案，所述A组分和B组分中的α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为3000～20000mPa·s；所述触变剂为干燥未改性针状碳酸钙、棒状碳酸钙、链状碳酸钙、纺锤状碳酸钙中的一种，或其中一种与气相白炭黑复配组成的混合物，所述碳酸钙粒径为5～40μm、长径比为5～30；所述补强填料为重质碳酸钙、沉淀法白炭黑、蒙脱土、石英砂、云母粉中的一种或多种混合物。

本发明更进一步的技术方案，所述A组分和B组分中的α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为10000～15000mPa·s；所述触变剂为干燥未改性针状碳酸钙或棒状碳酸钙中，所述碳酸钙粒径为10～20μm、长径比为15～20；所述补强填料为重质碳酸钙或云母粉。

本发明更进一步的技术方案，所述含氢硅油的含氢量为0.4％～1.5％，粘度为10～30mPa·s；所述抑制剂为炔醇类化合物、多乙烯基聚硅氧烷、酰胺化合物或马来酸酐类化合物；所述调色剂为炭黑、酞青蓝、酞青绿中的一种或多种混合物。

本发明更进一步的技术方案，所述含氢硅油的含氢量为0.75％～1％；所述抑制剂为苯乙炔或马来酸二烯丙酯。

本发明更进一步的技术方案，所述端羟基硅油粘度为30～100mPa·s；所述催化剂为铂系催化剂。

本发明更进一步的技术方案，所述端羟基硅油粘度为40～60mPa·s；所述催化剂为Karstedt法铂-乙烯基硅氧烷配合物。

一种上述的触变泡沫硅橡胶的制备方法，该方法是在室温下，将等质量的A组分和B组分通过双组分打胶机、AB打胶筒或直接混匀，然后将混匀的混合物在10～20min内是施工于需密封处，静置发泡，即得触变泡沫硅橡胶。

本发明更进一步的技术方案，A组分的制备如下：

先将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、补强填料、端乙烯基硅油和调色剂按量称入捏合机中，于温度120～135℃、真空度0.08～0.095MPa的情况下，脱水捏合180～240min，冷却、出料，即得基料A；

将基料A、含氢硅油、抑制剂加入行星搅拌机中，混匀10～15min，再按量加入触变剂，搅拌混合20～40min，真空混合10～20min，即得A组分。

本发明更进一步的技术方案，B组分的制备如下：

先将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、端乙烯基硅油和补强填料按量称入捏合机中，于温度120～135℃、真空度0.08～0.095MPa的情况下，脱水捏合180～240min，冷却、出料，即得基料B；

将基料B、端羟基硅油、催化剂加入行星搅拌机中，混合10～15min，再按量加入触变剂，搅拌混合20～40min，真空混合10～20min，即得B组分。

下面将详细地说明本发明。

本发明所采用的触变剂为针状、棒状、链状、纺锤状等轻质碳酸钙，可以在胶中均匀分散且相互作用，交织形成网状结构，阻止硅烷流动体在体系中自由流动，从而使组份具有较好触变性。且该系列碳酸钙可增加泡沫硅橡胶的模量和抗撕裂性。本发明采用针状、棒状、链状、纺锤状等碳酸钙作为触变剂，能极大降低泡沫硅橡胶成本，其价格仅为白炭黑成本的十至二十分之一，可使其得以更广泛地应用。所述触变剂为干燥未改性针状碳酸钙、棒状碳酸钙、链状碳酸钙、纺锤状碳酸钙中的一种，或其中一种与气相白炭黑复配组成的混合物，当触变剂为轻质碳酸钙与气相白炭黑复配组成的混合物时，该混合物中气相白炭黑的含量为混合物中质量的20％以下。

本发明中A组分和B组分中的α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、触变剂、补强填料可以相同也可以不同。

本发明复配少量端乙烯基硅油，其可在铂催化剂作用下优先于α,ω—端羟基聚二甲基硅氧烷与含氢硅油加成，使硅橡胶表面交联固化，橡胶条表面光滑干爽，避免了体系表面发粘现象。

[有益效果]

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：

本发明的触变泡沫硅橡胶发泡前后均具有较好触变性，发泡体表面光滑、干爽、成本低以及应用广泛，特别是应用于竖直或不规则接缝处，可起到密封、防潮、防尘、防振等作用。

本发明制备的触变泡沫硅橡胶可在室温下发泡及固化成形貌较好的泡沫橡胶体，具有优异的耐候性，且产品使用方便，可在悬挂，垂直界面上进行打胶，而不变形，该制备方法工艺简单，应用领域较广，施工简便。

具体实施方式

下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。

实施例1：

一种触变泡沫硅橡胶，它是由A组分与B组分按照等质量比混合制备而成；A组分：

B组分：

按上述配方按量称取A、B组分所需原材料：

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、重质碳酸钙、乙烯基硅油和炭黑按量称入捏合机中，于温度120℃，真空状态下脱水捏合180min，冷却，即得基料A。再将基料A、含氢硅油、马来酸二烯丙酯加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入棒状碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得A组分。

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基硅油和重质碳酸钙按量称入捏合机中，于温度120℃、真空脱水捏合180min，冷却，即得基料B。再将基料B、端羟基硅油、铂催化剂加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入棒状碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得B组分。

在室温条件下，通过双组份打胶设备A、B组分1:1等量混合，在需要密封处施工，静置发泡，即得需要的触变泡沫硅橡胶条。

实施例2

一种触变泡沫硅橡胶，它是由A组分与B组分按照等质量比混合制备而成；A组分：

B组分：

按上述配方按量称取A、B组分所需原材料：

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、石英砂、乙烯基硅油和炭黑按量称入捏合机中，于温度130℃，真空状态下脱水捏合240min，冷却，即得基料A。再将基料A、含氢硅油、马来酸二烯丙酯加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入棒状碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得A组分。

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基硅油和重质碳酸钙按量称入捏合机中，于温度130℃、真空脱水捏合240min，冷却，即得基料B。再将基料B、端羟基硅油、铂催化剂加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入棒状碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得B组分。

在室温条件下，通过双组份打胶设备A、B组分1:1等量混合，在需要密封处施工，静置发泡，即得需要的触变泡沫硅橡胶条。

实施例3

一种触变泡沫硅橡胶，它是由A组分与B组分按照等质量比混合制备而成；A组分：

B组分：

按上述配方按量称取A、B组分所需原材料：

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、重质碳酸钙、乙烯基硅油和酞青蓝按量称入捏合机中，于温度120℃，真空状态下脱水捏合180min，冷却，即得基料A。再将基料A、含氢硅油、苯乙炔加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入棒状碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得A组分。

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基硅油和重质碳酸钙按量称入捏合机中，于温度120℃、真空脱水捏合180min，冷却，即得基料B。再将基料B、端羟基硅油、铂催化剂加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入棒状碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得B组分。

在室温条件下，通过双组份打胶设备A、B组分1:1等量混合，在需要密封处施工，静置发泡，即得需要的触变泡沫硅橡胶条。

实施例4

一种触变泡沫硅橡胶，它是由A组分与B组分按照等质量比混合制备而成；A组分：

B组分：

按上述配方按量称取A、B组分所需原材料：

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、云母粉、乙烯基硅油和炭黑按量称入捏合机中，于温度130℃，真空状态下脱水捏合240min，冷却，即得基料A。再将基料A、含氢硅油、苯乙炔加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入棒状碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得A组分。

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基硅油和云母粉按量称入捏合机中，于温度130℃、真空脱水捏合240min，冷却，即得基料B。再将基料B、端羟基硅油、铂催化剂加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入棒状碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得B组分。

在室温条件下，通过双组份打胶设备A、B组分1:1等量混合，在需要密封处施工，静置发泡，即得需要的触变泡沫硅橡胶条。

实施例5

一种触变泡沫硅橡胶，它是由A组分与B组分按照等质量比混合制备而成；A组分：

B组分：

按上述配方按量称取A、B组分所需原材料：

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、重质碳酸钙、乙烯基硅油和炭黑按量称入捏合机中，于温度120℃，真空状态下脱水捏合180min，冷却，即得基料A。再将基料A、含氢硅油、马来酸二烯丙酯加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入棒状碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得A组分。

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基硅油和重质碳酸钙按量称入捏合机中，于温度120℃、真空脱水捏合180min，冷却，即得基料B。再将基料B、端羟基硅油、铂催化剂加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入棒状碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得B组分。

在室温条件下，通过双组份打胶设备A、B组分1:1等量混合，在需要密封处施工，静置发泡，即得需要的触变泡沫硅橡胶条。

对比实施例1

一种触变泡沫硅橡胶，它是由A组分与B组分按照等质量比混合制备而成；A组分：

B组分：

按上述配方按量称取A、B组分所需原材料：

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、重质碳酸钙、乙烯基硅油和炭黑按量称入捏合机中，于温度120℃，真空状态下脱水捏合180min，冷却，即得基料A。再将基料A、含氢硅油、马来酸二烯丙酯加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入纳米活性碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得A组分。

将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基硅油和重质碳酸钙按量称入捏合机中，于温度120℃、真空脱水捏合180min，冷却，即得基料B。再将基料B、端羟基硅油、铂催化剂加入行星搅拌机中，混匀15min，再按量加入纳米活性碳酸钙，搅拌混合30min，真空搅拌20min，即得B组分。

在室温条件下，通过双组份打胶设备A、B组分1:1等量混合，在需要密封处施工，静置发泡，即得需要的发泡硅橡胶条。

将实施例1～5制备的得到的触变泡沫硅橡胶和对比实施例1制备的发泡硅橡胶进行性能测试，测试结果如表1

表1为不同制备原料制备得到的泡沫硅橡胶的性能测试结果

表1中的基础性为A组分和B组分刚混合均匀，立即进行测试的测试结果。从表1中可以看出，本发明的原料制备得到的硅橡胶发泡成功，触变性好。而对比实施例1的发泡失败。实施例5与对比实施例1仅使用的触变剂不同，其发泡的效果完全不同，进一步证明了本发明选用的触变剂使其组分具有较好的触变性。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (10)

1.一种触变泡沫硅橡胶，其特征在于它是由A组分与B组分按照等质量比混合制备而成；

所述A组分是由以下质量份的原料组成：

100份的α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、4～10份的端乙烯基硅油、10～40份的含氢硅油、0.4～1.0份的抑制剂、15～40份的触变剂、30～50份的补强填料、0.5～1份的调色剂；

所述B组分是由以下质量份的原料组成：

100份的α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、4～10份的端乙烯基硅油、5～10份的端羟基硅油、30～70份的补强填料、0.8～1.5份的催化剂、15～40份的触变剂；

A组分和B组分中的α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为10000～15000mPa·s；所述触变剂为干燥未改性针状碳酸钙、棒状碳酸钙、链状碳酸钙、纺锤状碳酸钙中的一种，或其中一种与气相白炭黑复配组成的混合物，所述碳酸钙粒径为5～40μm、长径比为5～30。

2.根据权利要求1所述的触变泡沫硅橡胶，其特征在于所述补强填料为重质碳酸钙、沉淀法白炭黑、蒙脱土、石英砂、云母粉中的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的触变泡沫硅橡胶，其特征在于所述触变剂为干燥未改性针状碳酸钙或棒状碳酸钙中，所述碳酸钙粒径为10～20μm、长径比为15～20；所述补强填料为重质碳酸钙或云母粉。

4.根据权利要求1所述的触变泡沫硅橡胶，其特征在于所述含氢硅油的含氢量为0.4％～1.5％，粘度为10～30mPa·s；所述抑制剂为炔醇类化合物、多乙烯基聚硅氧烷、酰胺化合物或马来酸酐类化合物；所述调色剂为炭黑、酞青蓝、酞青绿中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求4所述的触变泡沫硅橡胶，其特征在于所述含氢硅油的含氢量为0.75％～1％；所述抑制剂为苯乙炔或马来酸二烯丙酯。

6.根据权利要求1所述的触变泡沫硅橡胶，其特征在于所述端羟基硅油粘度为30～100mPa·s；所述催化剂为铂系催化剂。

7.根据权利要求6所述的触变泡沫硅橡胶，其特征在于所述端羟基硅油粘度为40～60mPa·s；所述催化剂为Karstedt法铂-乙烯基硅氧烷配合物。

8.一种权利要求1～7任意一项所述的触变泡沫硅橡胶的制备方法，其特征在于该方法是在室温下，将等质量的A组分和B组分通过双组分打胶机、AB打胶筒或直接混匀，然后将混匀的混合物在10～20min内是施工于需密封处，静置发泡，即得触变泡沫硅橡胶。

9.根据权利要求8所述的触变泡沫硅橡胶的制备方法，其特征在于A组分的制备如下：

先将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、补强填料、端乙烯基硅油和调色剂按量称入捏合机中，于温度120～135℃、真空度0.08～0.095MPa的情况下，脱水捏合180～240min，冷却、出料，即得基料A；

将基料A、含氢硅油、抑制剂加入行星搅拌机中，混匀10～15min，再按量加入触变剂，搅拌混合20～40min，真空混合10～20min，即得A组分。

10.根据权利要求8所述的触变泡沫硅橡胶的制备方法，其特征在于B组分的制备如下：

先将α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷、端乙烯基硅油和补强填料按量称入捏合机中，于温度120～135℃、真空度0.08～0.095MPa的情况下，脱水捏合180～240min，冷却、出料，即得基料B；

将基料B、端羟基硅油、催化剂加入行星搅拌机中，混合10～15min，再按量加入触变剂，搅拌混合20～40min，真空混合10～20min，即得B组分。