CN109266015A - 硅橡胶基胶、双组分硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅橡胶基胶、双组分硅橡胶及其制备方法，在硅橡胶基胶的制备方法中依次包括白炭黑预处理、硅橡胶基胶的捏合、补加二甲基硅氮烷、抽真空处理、水洗及抽真空的步骤，同时，本发明还提供了一种双组分硅橡胶，所述的硅橡胶包括A、B两个组分，所述A组分及B组分均包含采用所述硅橡胶基胶的制备方法制备的硅橡胶基胶。本发明的硅橡胶基胶及双组分硅橡胶的各项性能相比现有技术产品均得到明显改善，生产的液体硅橡胶基胶由于采用了水洗工艺，对硅橡胶基胶的黄变、气味、粘度及增稠等方面具有明显的改善作用，从而提高最终产品的外观、流动性、可操作性能及储存稳定性。

Description

硅橡胶基胶、双组分硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别是涉及一种硅橡胶基胶、双组分硅橡胶及 其制备方法。

背景技术

硅橡胶是以线形聚有机硅氧烷为基础聚合物(生胶)，加入交联剂，补强 填料及其他配合剂，经配合、硫化，形成的弹性体。硅橡胶按其商品形态，分 为混炼硅橡胶与液体硅橡胶两大类。

液体硅橡胶与混炼硅橡胶不同，是由中等聚合度的线形聚有机硅氧烷为基 础聚合物配合填料、各种助剂及添加剂配制的具有自流平性或触变性的基料 (Compound)。使用时一般不用大型加工设备，可根据品种及用途挤出、注型、 涂覆后，在大气中或加热下硫化成形为弹性体。液体硅橡胶是相对混炼型半固 态硅橡胶和常见室温硫化单组分硅胶而言的一类有机硅胶，这类胶具有流动性 好，硫化快，可以浇注成型可以注射成型。液态硅橡胶又分为自粘型和非自粘 型两大类。液态硅胶可以常温固化可以高温固化。高温固化的可以在数秒钟内 完成固化过程。双组分硅橡胶的制备过程中，基胶的性能对双组分硅橡胶的性能有着至关重要的影响，现有技术的方法制备的双组分硅橡胶普遍存在颜色偏 黄、有气味、粘度偏高及容易增稠的现象。

中国专利号为201210293040.0的发明专利公开了一种粘接性加成型液体硅 橡胶橡胶基胶的制备方法，其具体为：在不锈钢配胶釜中加入100质量份粘 度为5000cp的二甲基乙烯基甲硅氧基封端的聚二甲基硅氧中，加入50质量份 结构为a(CH3)2(CH2＝CH)Si)1/2·b(CH3)3SiO1/2·cSiO2其中a+b/c＝ 1∶1、浓度为50％的甲基乙烯基硅树脂，在配胶釜中先常压后减压，拨除溶 剂甲苯，在釜温约160℃通精氮保护，通入氮气的量控制在使釜内真空度下降 10～20mmHg为宜，在此条件下维持5h，然后冷却至60℃下，即出料得高强 度高透明的基胶。此方法制备的的基胶产生胺类杂质较多，会影响到基胶的颜 色及其他性能，造成制备的双组分硅橡胶质量不是很好，

中国专利号为201510083787.7的发明专利公开了一种注射加工成型双组分 加成型模具硅橡胶，由A、B组分固化成型，A组分制备方法为：将基础硅 胶100质量份、铂络合物催化剂0.10-0.30质量份、炔醇类及乙烯基环体复 合物阻聚剂0.1-2.0质量份、羟基聚硅氧烷0.001-0.01质量份、称量后在行 星搅拌釜内于60℃以下真空搅拌1-3小时，使搅拌均匀及脱除气泡，过滤去 除杂质后得A组分；B组分制备方法为：将基础硅胶0-100质量份、一种或多种氢基聚硅氧烷4-15质量份、优选5-10质量份，乙烯基硅油0-20质量 份，称量后在行星搅拌釜内真空搅拌0.5-3小时，使搅拌均匀及脱除气泡，过 滤去除杂质后得B组分；将所述A组分和B组分固化成型；此方法制备的 硅橡胶由于只采用常规的催化剂，其制备过程中用量较多，制备成本较高，而 且制备的双组分硅橡胶流动性较差，在使用模具加工的过程中，影响产品的成 型速度，生产效率较低。

鉴于此，有必要研发一种能够解决上述专利及现有技术存在的问题，更适 应工业应用的硅橡胶基胶及其制备的双组分硅橡胶。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种硅橡胶基胶、双组 分硅橡胶及其制备方法，硅橡胶基胶杂质少，白度高，其制备的双组分硅橡胶 流动性好，成本低，能够提高产品的生产效率。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案来解决：

硅橡胶基胶，按重量份包含以下组分：

乙烯基硅油 100份

白炭黑 40-60份

二甲基硅氮烷 15-40份

所述乙烯基硅油为二甲基乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷。

所述乙烯基硅油的粘度为500-3000cp。

本发明还提供了所述硅橡胶基胶的制备方法，

包括以下步骤：

步骤一，白炭黑的预处理，将所述白炭黑和二甲基硅氮烷同时加入混合桶 中，加盖密封，室温下混合10～30min，室温下停放12h后打开密封盖备用；

步骤二，硅橡胶基胶的捏合，在捏合机中加入所述乙烯基硅油，再加入上 述步骤一中的预处理后的白炭黑进行捏合，捏合时间为30-90min；

步骤三，补加二甲基硅氮烷，按白炭黑总量的4-8％左右进行补加二甲基硅 氮烷，补加后继续捏合2-4h；

步骤四，抽真空处理，将捏合机中的料温升至120-140℃，然后抽真空1-3h；

步骤五，水洗及抽真空，在步骤四中抽完真空的捏合机中加入温度为 70-90℃的热水，继续捏合1-2h，再抽真空2-4h，抽完真空后出料备用。

进一步的，在步骤二中，预处理后的白炭黑分3次加入所述捏合机，每次 加入后捏合10-30min。

进一步的，根据白炭黑总质量份的4％-8％进行补加二甲基硅氮烷，以便控制 基胶的粘度保持在20000cp-50000cp。

进一步的，步骤五在抽真空的过程中，真空度保持在-0.08至-0.1MPa。

本发明还提供了一种双组分硅橡胶，所述的硅橡胶包括A、B两个组分， 所述A组分及B组分均包含采用所述硅橡胶基胶的制备方法制备的硅橡胶基胶，

所述组分A按重量份包括以下组分：

硅橡胶基胶 100份；

乙烯基硅油 7-10份；

铂金络合物 0.1-0.3份；

所述乙烯基硅油的粘度为500-1000CP；

所述B组分按重量份包括以下组分：

硅橡胶基胶 100份；

含氢硅油 24-28份；

抑制剂 0.005-0.009份；

所述含氢硅油的粘度为500-1000CP；

所述A组份与B组份体积混合比为1:1。

进一步的，本发明还提供一种制备所述双组分硅橡胶的方法，包括以下步 骤：

步骤一，制备A组分，在配胶釜中加入所述硅橡胶基胶、乙烯基硅油、铂 金络合物并混合均匀，搅拌1-2h，过滤后即制得A组分；

步骤二，制备B组分，在配胶釜中加入所述硅橡胶基胶、含氢硅油、抑制 剂并混合均匀，搅拌1-2h，过滤后即制得B组分；

步骤三，配胶，将A组分和B组分混匀后倒入模具内，常温下进行固化2-4h, 即制得所述双组分硅橡胶。

本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：

1，本发明生产的液体硅橡胶基胶由于采用了水洗工艺，对硅橡胶基胶的黄 变、气味、粘度及增稠等方面具有明显的改善作用，从而提高最终产品的外观、 流动性、可操作性能及储存稳定性。

2，本发明硅橡胶基胶的制备方法中，步骤一中的白炭黑粉体进行了预处理， 目的是保证白炭黑粉体和二甲基硅氮烷能充分反应，使白炭黑粉体由亲水性变 为亲油性，使白炭黑粉体能与乙烯基硅油更容易充分的混匀。

3.采用本发明硅橡胶基胶制得的双组分硅橡胶，具有更好的抗撕强度、抗 拉强度及优良的表面效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。

本发明的具体实施过程如下：

实施例1

硅橡胶基胶原料配方包含以下重量份的各组分：

乙烯基硅油 100份

白炭黑 40份

二甲基硅氮烷 15份；

其中，所述乙烯基硅油为二甲基乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷，其粘度为 500-3000cp，所述白炭黑为沉淀法白炭黑。

制备方法：

包括以下步骤：

步骤一，白炭黑的预处理，将上述40份的白炭黑和15份的二甲基硅氮烷 同时加入混合桶中，加盖密封，室温下混合10～30min，室温下停放12h后打开 密封盖备用，本步骤中，白炭黑粉体进行了预处理，目的是保证白炭黑粉体和 二甲基硅氮烷能充分反应，使白炭黑粉体由亲水性变为亲油性，使白炭黑粉体 能与乙烯基硅油更容易充分的混匀。

步骤二，硅橡胶基胶的捏合，在捏合机中加入所述100份的乙烯基硅油， 再加入上述步骤一中的预处理后的白炭黑进行捏合，捏合时间为30-90min；

步骤三，补加二甲基硅氮烷，根据步骤二中基胶的粘度情况补加二甲基硅 氮烷，补加后继续捏合2-4h，本实施例中，按重量份数计算的40份上述步骤一 中的白炭黑补加二甲基硅氮烷4-8份；

步骤四，抽真空处理，将捏合机中的料温升至120-140℃，然后抽真空1-3 小时，在水洗前的高温环境抽真空处理，能够保证硅橡胶基胶中的胺类杂质含 量处于一个较低的水平，提高硅橡胶基胶的质量；

步骤五，水洗及抽真空，在步骤四中抽完真空的捏合机中加入温度为 70-90℃的热水，继续捏合1-2h，再抽真空2-4h，抽完真空后出料备用。水洗 时采用的必须是温度为70-90℃的热水，保证了硅橡胶基胶不会因为料温迅速降 低而导致成团或结块，使硅橡胶基胶中存在的微量胺类杂质溶解在热水中，进 一步减少了胺类杂质的含量，提高了硅橡胶基胶的白度，使产品质量进一步提 升。

优选的，步骤二中，预处理后的白炭黑分3次加入所述捏合机，每次加入后捏 合10-30min。

优选的，根据白炭黑总质量份的4％-8％进行补加二甲基硅氮烷，以便控制基 胶的粘度保持在20000cp-50000cp。多次补加二甲基硅氮烷并捏合的方式，能 够使混合更加均匀，反应更充分，使硅橡胶基胶的粘度更加稳定，有效避免粘 度容易发生变化的现象。

优选的，步骤四及步骤五在抽真空的过程中，真空度保持在-0.08至-0.1MPa。

优选的，步骤五中，抽完真空，料温为140℃左右时出料，料温冷却后研磨 三遍，即得液体硅橡胶的基胶。

本实施例还提供一种双组分硅橡胶，所述的硅橡胶包括A、B两个组分，所 述A组分及B组分均包含如权利要求4所述的方法制备的所述硅橡胶基胶，所 述组分A按重量份包括以下组分：

硅橡胶基胶 100份

乙烯基硅油 7份

铂金络合物 0.1份

所述乙烯基硅油的粘度为500-1000CP；

所述B组分按重量份包括以下组分：

硅橡胶基胶 100份

含氢硅油 24份

抑制剂 0.005份

所述含氢硅油的粘度为500-1000CP；

所述A组份与B组份体积混合比为1:1。

本实施例还提供一种制备所述双组分硅橡胶的方法，包括以下步骤：

步骤一，制备A组分，在配胶釜中加入所述硅橡胶基胶、乙烯基硅油、铂 金络合物并混合均匀，搅拌1-2h，过滤后即制得A组分；

步骤二，制备B组分，在配胶釜中加入所述硅橡胶基胶、含氢硅油、抑制 剂并混合均匀，搅拌1-2h，过滤后即制得B组分；

步骤三，配胶，将A组分和B组分混匀后倒入模具内，常温下进行固化2-4h， 本步骤中，所述A组分与B组分的体积比为9:1，模具加热温度为125℃时模压 5-10min，然后常温下进行固化2-4h即制得所述双组分硅橡胶。

实施例2

硅橡胶基胶原料配方包含以下重量份的各组分

乙烯基硅油 100份

白炭黑 50份

二甲基硅氮烷 30份；

其中，所述乙烯基硅油为二甲基乙烯基甲硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷， 其粘度为500-3000cp。

制备方法：同实施例1。

本实施例还提供一种双组分硅橡胶，所述的硅橡胶包括A、B两个组分，所 述A组分及B组分均包含如权利要求4所述的方法制备的所述硅橡胶基胶，所 述组分A按重量份包括以下组分：

硅橡胶基胶 100份

乙烯基硅油 8.5份

铂金络合物 0.2份

所述乙烯基硅油的粘度为500-1000CP；

所述B组分按重量份包括以下组分：

硅橡胶基胶 100份

含氢硅油 25.5份

抑制剂 0.007份

所述含氢硅油的粘度为500-1000CP；

所述A组份与B组份体积混合比为1:1。

本实施例中制备所述双组分硅橡胶的方法同实施例1。

实施例3

硅橡胶基胶原料配方包含以下重量份的各组分

乙烯基硅油 100份

白炭黑 60份

二甲基硅氮烷 40份；

其中，所述乙烯基硅油为二甲基乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷，其粘度为

500-3000cp。

制备方法：同实施例1。

本实施例还提供一种双组分硅橡胶，所述的硅橡胶包括A、B两个组分，所 述A组分及B组分均包含如权利要求4所述的方法制备的所述硅橡胶基胶，所 述组分A按重量份包括以下组分：

硅橡胶基胶 100份

乙烯基硅油 10份

铂金络合物 0.3份

所述乙烯基硅油的粘度为500-1000CP；

所述B组分按重量份包括以下组分：

硅橡胶基胶 100份

含氢硅油 28份

抑制剂 0.009份

所述含氢硅油的粘度为500-1000CP；

所述A组份与B组份体积混合比为1:1。

本发明实施例1至3的硅橡胶基胶的制备方法中，可以在步骤三中加入抑 制剂和催化剂，加入的质量比为：硅橡胶基胶:抑制剂:催化剂＝1: (0.0001-0.0002):(0.0001-0.0003)，搅拌混合均匀，其中所述的抑制剂为 炔醇类物质或多乙烯基类物质的一种或几种以任何比例相混合，所述的催化剂 为氯铂酸-邻苯二甲酸二乙酯、氯铂酸-四氢呋喃、氯铂酸-异丙醇或氯铂 酸-乙烯基硅氧烷中的一种或几种以任何比例相混合。加入上述比例的抑制剂 及催化剂后制得的液体硅橡胶，使用数显旋转粘度仪测试硅橡胶基胶的粘度。视试样粘度大小，选用适宜的转子及转速。将转子浸入试样中心，并使液面至 转子液体标线。转子旋转1min后读数稳定，记录粘度数值。连续测定两次， 结果的差数不大于其算术平均值的3％，并以此算术平均值作为试样的粘度，经 过测算得知：本发明中实施例1至3中制得的硅橡胶基胶的粘度可控制在 20000～35000mPa·S，使液体硅橡胶基胶具有优异的流动性和加工性能。

本发明的实施例1至3的双组分硅橡胶的制备方法中，所述抑制剂由质量比为 1:3.5的CAS 1604-35-9TMDO/3,7,11-三甲基十二炔-3-醇和CAS 115-19-5甲 基丁炔醇组成，使用此比例的抑制剂后，能够在40℃时能够保持产品稳定， 80℃时能够迅速交联，可大幅减少铂金催化剂用量，降低了成本，改善产品的 透明度(折射率)，有效避免产品黄变。

实施例1至3中制得的双组分硅橡胶的性能如表1所示：

表1中的(硬度、拉伸强度、撕裂强度、伸长率、)测试采用如下方法： 硬度在常温下进行固化2-4h使所述双组分硅橡胶固化成6mm厚的试片，使用 ASTM D2240中规定的A型硬度计进行测量。拉伸强度及伸长率在常温下进行固 化2-4h使组合物固化成2mm厚的试片，使用ASTMD412-1998A中规定的方法 进行测试拉伸强度及伸长率。撕裂强度在常温下进行固化2-4h使组合物固化成 2mm厚的试片，使用ASTM D624中规定的方法进行撕裂强度的测试。根据表1 可知，实施例1至实施例3中采用本发明的硅胶将基胶制备的双组分硅橡胶的硬度、拉升强度、伸长率、撕裂强度指标变化幅度不大，尤其是实施例2中的 指标综合性能较好，3个实施例中的表面效果均为干爽，白度较高，偏黄的现象 得到明显改善。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、 替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.硅橡胶基胶，其特征在于，按重量份包含以下组分：

乙烯基硅油 100份；

白炭黑 40-60份；

二甲基硅氮烷 15-40份。

2.根据权利要求1所述的硅橡胶基胶，其特征在于：

所述乙烯基硅油为二甲基乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的硅橡胶基胶，其特征在于：

所述乙烯基硅油的粘度为500-3000cp。

4.权利要求1-3任一项所述硅橡胶基胶的制备方法，其特征在于，

包括以下步骤：

步骤一，白炭黑的预处理，将所述白炭黑和二甲基硅氮烷同时加入混合桶中，加盖密封，室温下混合10～30min，室温下停放12h后打开密封盖备用；

步骤二，硅橡胶基胶的捏合，在捏合机中加入所述乙烯基硅油，再加入上述步骤一中的预处理后的白炭黑进行捏合，捏合时间为30-90min；

步骤三，补加二甲基硅氮烷，根据步骤二中基胶的粘度情况补加二甲基硅氮烷，补加后继续捏合2-4h；

步骤四，抽真空处理，将捏合机中的料温升至120-140℃，然后抽真空1-3h；

步骤五，水洗及抽真空，在步骤四中抽完真空的捏合机中加入温度为70-90℃的热水，继续捏合1-2h，再抽真空2-4h，抽完真空后出料备用。

5.根据权利要求书4所述的硅橡胶基胶的制备方法，其特征在于：

步骤二中，预处理后的白炭黑分3次加入所述捏合机，每次加入后捏合10-30min。

6.根据权利要求书4所述的硅橡胶基胶的制备方法，其特征在于：根据白炭黑总质量份的4％-8％进行补加二甲基硅氮烷，以便控制基胶的粘度保持在20000cp-50000cp。

7.根据权利要求书4所述的硅橡胶基胶的制备方法，其特征在于：步骤四及步骤五在抽真空的过程中，真空度保持在-0.08至-0.1MPa。

8.一种双组分硅橡胶，其特征在于：所述的硅橡胶包括A、B两个组分，

所述A组分及B组分均包含如权利要求4所述的方法制备的所述硅橡胶基胶，

所述组分A按重量份包括以下组分：

硅橡胶基胶 100份；

乙烯基硅油 7-10份；

铂金络合物 0.1-0.3份；

所述乙烯基硅油的粘度为500-1000CP；

所述B组分按重量份包括以下组分：

硅橡胶基胶 100份；

含氢硅油 24-28份；

抑制剂 0.005-0.009份；

所述含氢硅油的粘度为500-1000CP；

所述A组份与B组份体积混合比为1:1。

9.一种制备如权利要求8中双组分硅橡胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，制备A组分，在配胶釜中加入所述硅橡胶基胶、乙烯基硅油、铂金络合物并混合均匀，搅拌1-2h，过滤后即制得A组分；

步骤二，制备B组分，在配胶釜中加入所述硅橡胶基胶、含氢硅油、抑制剂并混合均匀，搅拌1-2h，过滤后即制得B组分；

步骤三，配胶，将A组分和B组分混匀后倒入模具内，常温下进行固化2-4h,即制得所述双组分硅橡胶。