CN108715685A - 低透水率加成型液体硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种低透水率加成型液体硅橡胶，涉及一种硅橡胶，该硅橡胶由α，ω‑二乙烯基聚二甲基硅氧烷、乙烯基质、白炭黑、层状硅酸盐、结构化控制剂、去离子水、交联剂、抑制剂及铂金催化剂组成；该硅橡胶各组份的重量份数为α，ω‑二乙烯基聚二甲基硅氧烷1‑100份、白炭黑5‑50份、层状硅酸盐5‑50份、结构化控制剂5‑35份、去离子水1‑15份、交联剂0.1‑10份、抑制剂0.01‑1份及铂金催化剂0.01‑1份，本方法利用熔融插层法制备的低透水率硅橡胶材料，该方法制备的低透水率硅橡胶复合材料相对于现有同类用途的普通加成型硅橡胶具有良好的水阻隔性，该方法工艺简单，成本较低，制备的复合材料性能优良，对环境无污染。

Description

低透水率加成型液体硅橡胶及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种硅橡胶，具体涉及一种低透水率加成型液体硅橡胶及其制备方法。

背景技术：

由于硅橡胶分子上的Si原子同时连接氧和甲基、乙烯基等有机基团，因此兼具有机和无机材料的特点。具有良好的耐高温、耐低温、电绝缘及生理惰性等出色的特性，被广泛应用于医疗、婴童、电力、电子等领域。由于硅橡胶分子间作用力较弱，因此具有良好的透气性、水分子透过性，有大量关于使用硅橡胶制备气体分离膜的报道，然而这一特性也限制了硅橡胶在对密封性有严格要求的行业的应用，如在医疗行业，硅橡胶导尿管的球囊一般使用加成型液体硅橡胶制作，导尿管在置入尿道后，通过向球囊中注入生理盐水使其卡在膀胱中保证导尿管不会脱落，但由于硅橡胶具有的良好水透过率，生理盐水会缓慢从球囊渗透出去，进而导致球囊萎缩、导尿管脱落。

目前，一般使用在硅橡胶球囊表面蒸镀聚对二甲苯薄膜的方法使硅橡胶球囊透水率下降，但由于蒸镀的聚对二甲苯层断裂伸长率远低于球囊注入生理盐水后的膨胀率，导致膨胀后球囊表面的聚对二甲苯层出现大量裂纹，进而导致水阻隔性下降，水阻隔性能不理想，且蒸镀聚对二级甲苯存在生产工艺复杂、效率低、成本高、有一定废气产生等缺点，为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。

发明内容：

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种低透水率加成型液体硅橡胶及其制备方法。利用熔融插层法制备层状硅酸盐/硅橡胶复合材料，利用层状硅酸盐晶层的片状结构、高比表面积及大宽厚比，可增大小分子(如水，氧气、氮气、氢气、二氧化碳等)在硅橡胶中的扩散路径，阻碍小分子在硅橡胶的扩散。同时硅橡胶大分子链段受到层状硅酸盐片层的限制，减缓了小分子的扩散和渗透，使层状硅酸盐/硅橡胶复合材料具有水阻隔性。

本发明采用的技术方案为：一种低透水率加成型液体硅橡胶，该硅橡胶由α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、白炭黑、层状硅酸盐、结构化控制剂、去离子水、交联剂、抑制剂及铂金催化剂组成；该硅橡胶各组份的重量份数为α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷100份、白炭黑5-50份、层状硅酸盐5-50份、结构化控制剂5-35份、去离子水1-15份、交联剂0.1-10份、抑制剂0.01-1份及铂金催化剂0.01-1份。

所述的白炭黑是沉淀法白炭黑或气相法白炭黑。

所述的层状硅酸盐是钠基蒙脱土或钠基累托石。

所述的结构化控制剂是硅氮烷或硅氮烷与二甲基二乙氧基硅烷或二甲基二乙氧基硅烷。

所述的交联剂的每分子中含三个以上硅氢键的甲基含氢聚硅氧烷，其中含氢质量分数0.1％-1.6％。

所述的抑制剂包括乙炔基环己醇、甲基丁炔醇及四甲基四乙烯基环四硅氧烷。

所述的铂金催化剂为卡尔斯特催化剂。

一种低透水率加成型液体硅橡胶的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、配制基胶：首先将100份α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中；再加入结构化控制剂；然后加入去离子水；然后分3-5次加入白炭黑，搅拌混合均匀；再将层状硅酸盐分1-3次加入到混合物，搅拌混合均匀；将其搅拌混合0.5-6小时，温度控制在60℃以下；在0.5-6小时以后将温度升至120℃，保持此温度继续搅拌1-6个小时；然后再将其升温至180℃，并在真空条件下继续搅拌1-6个小时，压力为-0.08MPa至-0.098MPa；然后降温出料，最后使用三辊研磨机进行研磨，最终得到基胶；

步骤二、配制A组份：将上述步骤一中的基胶100份，加0.01-1份的铂金催化剂，然后将其放置到行星搅拌器中，抽真空搅拌1-4小时，压力维持在-0.06MPa至-0.08MPa，最后将混合物过滤，得到A组份；

步骤三、配制B组份：将上述步骤一中的基胶100份，加1-10份的交联剂，0.01-1份的抑制剂然后将其放置到行星搅拌器中，抽真空搅拌1-4小时，压力维持在-0.06MPa至-0.08MPa，最后将混合物过滤，得到B组份。

本发明的有益效果为：本方法利用熔融插层法制备了低透水率加成型液体硅橡胶材料，该方法制备的低透水率加成型液体硅橡胶材料相对于现有同类用途的普通加成型硅橡胶具有良好的水阻隔性，该方法工艺简单，成本较低，制备的复合材料性能优良，对环境无污染。

具体实施方式：

结合具体实施例对本发明进行进一步说明：

实施例一：

一种低透水率加成型液体硅橡胶，该硅橡胶各组份的重量份数为α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷100份、白炭黑10份、层状硅酸盐10份、结构化控制剂5份、去离子水1份、交联剂0.1份、抑制剂0.01份及铂金催化剂0.01份。

实施例二：

一种低透水率加成型液体硅橡胶，该硅橡胶各组份的重量份数为α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷100份、白炭黑40份、层状硅酸盐40份、结构化控制剂25份、去离子水10份、交联剂8份、抑制剂0.5份及铂金催化剂0.5份。

实施例三：

一种低透水率加成型液体硅橡胶，该硅橡胶各组份的重量份数为α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷100份、白炭黑50份、层状硅酸盐50份、结构化控制剂35份、去离子水15份、交联剂10份、抑制剂1份及铂金催化剂1份。

以上三个实施例均采用以下制备方法进行制备：

一种低透水率加成型液体硅橡胶的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、配制基胶；所述的配制基胶的方法如下：首先将100份α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中；再加入结构化控制剂；然后加入去离子水；然后分4次加入白炭黑；再将层状硅酸盐分2次加入到混合溶液；将其搅拌混合4小时，物料温度控制在60℃以下；在4小时以后将温度升至120℃，保持此温度继续搅拌时间为4个小时；然后再将其升温至180℃，并将其放置到真空空间中，放置时间为5个小时，此时压力为-0.08MPa至-0.098MPa；然后降温出料，最后使用三辊研磨机进行研磨，最终得到基胶；

步骤二、配制A组份：将上述步骤一中的基胶100份，加0.01-1份的铂金催化剂，然后将其放置到行星搅拌器中，抽真空搅拌1-4小时，压力维持在-0.06MPa至-0.08MPa，最后将混合物过滤，得到A组份；

步骤三、配制B组份：将上述步骤一中的基胶100份，加1-10份的交联剂，0.01-1份的抑制剂然后将其放置到行星搅拌器中，抽真空搅拌1-4小时，压力维持在-0.06MPa至-0.08MPa，最后将混合物过滤，得到B组份。

使用效果实验：

本研究通过26家企业连续试用1年，考察该低透水率加成型液体硅橡胶及其制备方法各方面的效果。测试项目评分标准为：非常满意5分，满意4分，一般3分，不满意2分，非常不满意1分。其中普通组为普通硅橡胶采用对二甲苯蒸镀，镀层厚度1.2微米；

通过上述三种实施例，实验之后可以达到的效果是显而易见的，该低透水率加成型液体硅橡胶及其制备方法，具有良好的水阻隔性、而且制作工艺简单，成本低廉，复合材料性能优异，不仅如此，而且此材料还具备环境污染程度低，对生态环境具有一定的保护效果，给使用者带来诸多方便。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变和变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低透水率加成型液体硅橡胶，其特征在于：该硅橡胶由α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、白炭黑、层状硅酸盐、结构化控制剂、去离子水、交联剂、抑制剂及铂金催化剂组成；该硅橡胶各组份的重量份数为α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷100份、白炭黑5-50份、层状硅酸盐5-50份、结构化控制剂5-35份、去离子水1-15份、交联剂0.1-10份、抑制剂0.01-1份及铂金催化剂0.01-1份。

2.根据权利要求1所述的低透水率加成型液体硅橡胶，其特征在于：所述的白炭黑是沉淀法白炭黑或气相法白炭黑。

3.根据权利要求1所述的低透水率加成型液体硅橡胶，其特征在于：所述的层状硅酸盐是钠基蒙脱土或钠基累托石。

4.根据权利要求1所述的低透水率加成型液体硅橡胶，其特征在于：所述的结构化控制剂是硅氮烷或硅氮烷与二甲基二乙氧基硅烷或二甲基二乙氧基硅烷。

5.根据权利要求1所述的低透水率加成型液体硅橡胶，其特征在于：所述的交联剂的每分子中含三个以上硅氢键的甲基含氢聚硅氧烷，其中含氢质量分数0.1％-1.6％。

6.根据权利要求1所述的低透水率加成型液体硅橡胶，其特征在于：所述的抑制剂包括乙炔基环己醇、甲基丁炔醇及四甲基四乙烯基环四硅氧烷。

7.根据权利要求1所述的低透水率加成型液体硅橡胶，其特征在于：所述的铂金催化剂为卡尔斯特催化剂。

8.一种低透水率加成型液体硅橡胶的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、配制基胶：首先将100份α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中；再加入结构化控制剂；然后加入去离子水；然后分3-5次加入白炭黑，搅拌混合均匀；再将层状硅酸盐分1-3次加入到混合物，搅拌混合均匀；将其搅拌混合0.5-6小时，温度控制在60℃以下；在0.5-6小时以后将温度升至120℃，保持此温度继续搅拌1-6个小时；然后再将其升温至180℃，并在真空条件下继续搅拌1-6个小时，压力为-0.08MPa至-0.098MPa；然后降温出料，最后使用三辊研磨机进行研磨，最终得到基胶；

步骤二、配制A组份：将上述步骤一中的基胶100份，加0.01-1份的铂金催化剂，然后将其放置到行星搅拌器中，抽真空搅拌1-4小时，压力维持在-0.06MPa至-0.08MPa，最后将混合物过滤，得到A组份；

步骤三、配制B组份：将上述步骤一中的基胶100份，加1-10份的交联剂，0.01-1份的抑制剂然后将其放置到行星搅拌器中，抽真空搅拌1-4小时，压力维持在-0.06MPa至-0.08MPa，最后将混合物过滤，得到B组份。