CN109722028A - 加成型硅橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种加成型硅橡胶，其包括以下重量份的组份，硅橡胶90‑110份、聚金属有机硅氧烷90‑110份、烷氧基封端聚硅氧烷0‑80份、铂催化剂0.01‑0.12份、气相白炭黑10‑50份、甲基乙基硅油1‑15份、羟基硅油1‑15份、碱胶0.1‑1份、耐热添加剂1‑10份、甲基苯基硅油5‑35份、氧化镁1‑10份和氢氧化钙1‑10份；本发明的加成型硅橡胶，其具有良好的耐老化、耐油和耐高温性能。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种加成型硅橡胶。
背景技术
硅橡胶是一种优良的特种橡胶，具有优越的耐高低温特性，广泛运用于医疗、交通运输、电子电器以及现在的航空航天材料等。新能源汽车发展迅速，对新能源汽车用车内高压电缆需求也越来越大，针对汽车内狭小的空间，对电缆的柔软弯曲，耐老化，耐温等都有很高的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种加成型硅橡胶，其具有良好的耐老化、耐油和耐高温性能。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种加成型硅橡胶，其包括以下重量份的组份，硅橡胶90-110份、聚金属有机硅氧烷90-110份、烷氧基封端聚硅氧烷0-80份、铂催化剂0.01-0.12份、气相白炭黑10-50份、甲基乙基硅油1-15份、羟基硅油1-15份、碱胶0.1-1份、耐热添加剂1-10份、甲基苯基硅油5-35份、氧化镁1-10份和氢氧化钙1-10份。
优选的，其包括以下重量份的组份，硅橡胶100份、聚金属有机氧硅烷100份、烷氧基封端聚硅氧烷0-70份、铂催化剂0.03-0.1份、气相白炭黑15-45份、甲基乙基硅油4-10份、羟基硅油3-10份、碱胶0.1-0.5份、耐热添加剂1-5份、甲基苯基硅油10-30份、氧化镁1-5份和氢氧化钙1-5份。
优选的，其包括以下重量份的组份，硅橡胶100份、聚金属有机氧硅烷100份、烷氧基封端聚硅氧烷70份、铂催化剂0.04份、气相白炭黑25份、甲基乙基硅油4份、羟基硅油3份、碱胶0.4份、耐热添加剂3份、甲基苯基硅油10份、氧化镁1份和氢氧化钙3份。
优选的，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶；所述气相白炭黑为疏水性气相法白炭黑；所述聚金属有机氧硅烷的金属元素包括铜元素、铁元素、铈元素、钒元素和钛元素；所述烷氧基封端聚硅氧烷的分子式为ROSi(CH3)2(OSi(CH3)2)nR，其中n为0-30的整数，R为CH3或C2H5或C6H5。
优选的，所述聚金属有机氧硅烷为固体粉末，颗粒度为150-2000目；或者，所述聚金属有机氧硅烷为溶于有机溶剂的溶液，有机溶剂包括醇类溶剂、和/或芳香烃类溶剂、和/或酯类溶剂；所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇；所述芳香烃类溶剂包括苯和甲苯；所述酯类溶剂包括醋酸甲酯、乙酯和丙酯。
优选的，所述铂催化剂为铂/二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物，其中铂的质量分数为1.2％。
优选的，所述碱胶的制备方法如下，(n-C4H9)4POH和六甲基环三硅氧烷，按质量比为1:5的比例投料，在45-55℃、0.4MPa的条件下反应10-15h，将产物脱水至透明状态，然后在0.2MPa、40℃条件下热处理2h，即制的碱胶。
优选的，所述耐热添加剂，为BET法表面积100m2/g以上的PH值为3.0-4.0的2.0％质量分数的氧化铈水分散液。
优选的，还包括增粘剂，增粘剂通过以下方法制备，将145重量份的高含氢苯基硅油和75重量份的甲苯混合，然后升温至75±5℃后并保持在75±5℃，缓慢加入0.23重量份的质量分数为0.3％的氯酸铂溶液，搅拌30min，混合均匀后，缓慢加入40重量份的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，继续反应1h以上，然后缓慢加入40重量份的烯丙基-2,3-环氧丙醚，继续反应1h，然后在100±5℃、0.01MPa条件下脱去低沸物，即得到增粘剂。
优选的，所述高含氢苯基硅油中每分子中-SiH含量为32mol，苯基含量为0.25mol；所述氯酸铂溶液为氯酸铂的甲苯溶液；所述γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷在30±3min内加完，所述烯丙基-2,3-环氧丙醚在30±3min内加完。
本发明的加成型硅橡胶，其羟基硅油和碱胶并用可显著改善本发明加成型硅橡胶的加工性能和存放稳定性，耐热添加剂则显著改善本发明加成型硅橡胶的耐热特性，氧化镁和氢氧化钙则显著提高本发明加成型硅橡胶的耐油特性，降低其在汽油和矿物油中的膨胀率，本发明的加成型硅橡胶能够耐受280℃高温，在老化后撕裂强度可达20KN/m，且在汽油中膨胀率不超过30％。此外，所述增粘剂可显著提高加成型硅橡胶在中温固化后与基材之间良好的粘结性，尤其是能提高对PC材料的粘结性，而且也显著改善了本发明加成型硅橡胶与玻璃、金属之间的粘结性，为用户的使用提供便利。
具体实施方式
以下结合实施例，进一步说明本发明的加成型硅橡胶的具体实施方式。本发明的加成型硅橡胶不限于以下实施例的描述。
本发明的加成型硅橡胶，其包括以下重量份的组份，硅橡胶90-110份、聚金属有机硅氧烷90-110份、烷氧基封端聚硅氧烷0-80份、铂催化剂0.01-0.12份、气相白炭黑10-50份、甲基乙基硅油1-15份、羟基硅油1-15份、碱胶0.1-1份、耐热添加剂1-10份、甲基苯基硅油5-35份、氧化镁1-10份和氢氧化钙1-10份。
本发明的加成型硅橡胶，其羟基硅油和碱胶并用可显著改善本发明加成型硅橡胶的加工性能和存放稳定性，耐热添加剂则显著改善本发明加成型硅橡胶的耐热特性，氧化镁和氢氧化钙则显著提高本发明加成型硅橡胶的耐油特性，降低其在汽油和矿物油中的膨胀率，本发明的加成型硅橡胶能够耐受280℃高温，在老化后撕裂强度可达20KN/m，且在汽油中膨胀率不超过30％。
优选的，本发明的加成型硅橡胶，其包括以下重量份的组份，硅橡胶100份、聚金属有机氧硅烷100份、烷氧基封端聚硅氧烷0-70份、铂催化剂0.03-0.1份、气相白炭黑15-45份、甲基乙基硅油4-10份、羟基硅油3-10份、碱胶0.1-0.5份、耐热添加剂1-5份、甲基苯基硅油10-30份、氧化镁1-5份和氢氧化钙1-5份。
以下为本发明的加成型硅橡胶的第一个实施例(实例1)。
本发明的加成型硅橡胶，其包括以下重量份的组份，硅橡胶100份、聚金属有机氧硅烷100份、烷氧基封端聚硅氧烷70份、铂催化剂0.04份、气相白炭黑25份、甲基乙基硅油4份、羟基硅油3份、碱胶0.4份、耐热添加剂3份、甲基苯基硅油10份、氧化镁1份和氢氧化钙3份。
以下为本发明加成型硅橡胶的第二个实施例(实例2)。
本发明的加成型硅橡胶，其包括以下重量份的组份，硅橡胶100份、聚金属有机氧硅烷100份、烷氧基封端聚硅氧烷0份、铂催化剂0.1份、气相白炭黑45份、甲基乙基硅油10份、羟基硅油10份、碱胶0.5份、耐热添加剂5份、甲基苯基硅油30份、氧化镁5份和氢氧化钙5份。
以下为本发明加成型硅橡胶的第三个实施例(实例3)。
本发明的加成型硅橡胶，其包括以下重量份的组份，硅橡胶100份、聚金属有机氧硅烷100份、烷氧基封端聚硅氧烷50份、铂催化剂0.03份、气相白炭黑15份、甲基乙基硅油7份、羟基硅油6份、碱胶0.1份、耐热添加剂1份、甲基苯基硅油20份、氧化镁3份和氢氧化钙1份。
| 试验项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 |
| 抗张强度(MPa) | 10.2 | 9.5 | 11.3 |
| 断裂伸长率(％) | 550 | 600 | 505 |
| 撕裂强度(N/mm) | 40 | 50 | 45 |
| 200℃，10d后撕裂强度(N/mm) | 32 | 28 | 36 |
| 200℃，10d后抗张强度变化率(％) | -5 | -8 | -4 |
| 200℃，10d后断裂伸长率变化率(％) | -2 | -4 | -3 |
优选的，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
优选的，所述气相白炭黑为疏水性气相白炭黑。
优选的，所述聚金属有机氧硅烷的金属元素包括铜元素、铁元素、铈元素、钒元素和钛元素。进一步的，所述聚金属有机氧硅烷为固体粉末，颗粒度为150-2000目；或者，所述聚金属有机氧硅烷为溶于有机溶剂的溶液，有机溶剂包括醇类溶剂、和/或芳香烃类溶剂、和/或酯类溶剂，醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇，芳香烃类溶剂包括苯和甲苯，酯类溶剂包括醋酸甲酯、乙酯和丙酯。
优选的，所述烷氧基封端聚硅氧烷的分子式为ROSi(CH3)2(OSi(CH3)2)nR，其中n为0-30的整数，R为CH3或C2H5或C6H5。
优选的，所述铂催化剂为铂/二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物，其中铂的质量分数为1.2％。
优选的，所述耐热添加剂，为BET法表面积100m2/g以上的PH值为3.0-4.0的质量分数为2.0％氧化铈水分散液。
优选的，所述碱胶的制备方法如下，(n-C4H9)4POH和六甲基环三硅氧烷，按质量比为1:5的比例投料，在45-55℃、0.4MPa的条件下反应10-15h，将产物脱水至透明状态，然后在0.2MPa、40℃条件下热处理2h，即制的碱胶。
优选的，本发明的加成型硅橡胶还包括增粘剂，增粘剂通过以下方法制备，将145重量份的高含氢苯基硅油和75重量份的甲苯混合，然后升温至75±5℃后并保持在75±5℃，缓慢加入0.23重量份的质量分数为0.3％的氯酸铂溶液，搅拌30min，混合均匀后，缓慢加入40重量份的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，继续反应1h以上，然后缓慢加入40重量份的烯丙基-2,3-环氧丙醚，继续反应1h，然后在100±5℃、0.01MPa条件下脱去低沸物，即得到增粘剂。进一步的，所述高含氢苯基硅油中每分子中-SiH含量为32mol，苯基含量为0.25mol；所述氯酸铂溶液为氯酸铂的甲苯溶液；所述γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷在30±3min内加完，所述烯丙基-2,3-环氧丙醚在30±3min内加完。
所述增粘剂可显著提高加成型硅橡胶在中温固化后与基材之间良好的粘结性，尤其是能提高对PC材料的粘结性，而且也显著改善了本发明加成型硅橡胶与玻璃、金属之间的粘结性，为用户的使用提供便利。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种加成型硅橡胶，其特征在于：其包括以下重量份的组份，硅橡胶90-110份、聚金属有机硅氧烷90-110份、烷氧基封端聚硅氧烷0-80份、铂催化剂0.01-0.12份、气相白炭黑10-50份、甲基乙基硅油1-15份、羟基硅油1-15份、碱胶0.1-1份、耐热添加剂1-10份、甲基苯基硅油5-35份、氧化镁1-10份和氢氧化钙1-10份。
2.根据权利要求1所述的加成型硅橡胶，其特征在于：其包括以下重量份的组份，硅橡胶100份、聚金属有机氧硅烷100份、烷氧基封端聚硅氧烷0-70份、铂催化剂0.03-0.1份、气相白炭黑15-45份、甲基乙基硅油4-10份、羟基硅油3-10份、碱胶0.1-0.5份、耐热添加剂1-5份、甲基苯基硅油10-30份、氧化镁1-5份和氢氧化钙1-5份。
3.根据权利要求1所述的加成型硅橡胶，其特征在于：其包括以下重量份的组份，硅橡胶100份、聚金属有机氧硅烷100份、烷氧基封端聚硅氧烷70份、铂催化剂0.04份、气相白炭黑25份、甲基乙基硅油4份、羟基硅油3份、碱胶0.4份、耐热添加剂3份、甲基苯基硅油10份、氧化镁1份和氢氧化钙3份。
4.根据权利要求1-3任意一种所述的加成型硅橡胶，其特征在于：所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶；所述气相白炭黑为疏水性气相法白炭黑；所述聚金属有机氧硅烷的金属元素包括铜元素、铁元素、铈元素、钒元素和钛元素；所述烷氧基封端聚硅氧烷的分子式为ROSi(CH3)2(OSi(CH3)2)nR，其中n为0-30的整数，R为CH3或C2H5或C6H5。
5.根据权利要求1-3任意一种所述的加成型硅橡胶，其特征在于：所述聚金属有机氧硅烷为固体粉末，颗粒度为150-2000目；或者，所述聚金属有机氧硅烷为溶于有机溶剂的溶液，有机溶剂包括醇类溶剂、和/或芳香烃类溶剂、和/或酯类溶剂；所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇；所述芳香烃类溶剂包括苯和甲苯；所述酯类溶剂包括醋酸甲酯、乙酯和丙酯。
6.根据权利要求1-3任意一种所述的加成型硅橡胶，其特征在于：所述铂催化剂为铂/二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物，其中铂的质量分数为1.2％。
7.根据权利要求1-3任意一种所述的加成型硅橡胶，其特征在于：所述碱胶的制备方法如下，(n-C4H9)4POH和六甲基环三硅氧烷，按质量比为1:5的比例投料，在45-55℃、0.4MPa的条件下反应10-15h，将产物脱水至透明状态，然后在0.2MPa、40℃条件下热处理2h，即制的碱胶。
8.根据权利要求1-3任意一种所述的加成型硅橡胶，其特征在于：所述耐热添加剂，为BET法表面积100m2/g以上的PH值为3.0-4.0的2.0％质量分数的氧化铈水分散液。
9.根据权利要求1-3任意一种所述的加成型硅橡胶，其特征在于：还包括增粘剂，增粘剂通过以下方法制备，将145重量份的高含氢苯基硅油和75重量份的甲苯混合，然后升温至75±5℃后并保持在75±5℃，缓慢加入0.23重量份的质量分数为0.3％的氯酸铂溶液，搅拌30min，混合均匀后，缓慢加入40重量份的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，继续反应1h以上，然后缓慢加入40重量份的烯丙基-2,3-环氧丙醚，继续反应1h，然后在100±5℃、0.01MPa条件下脱去低沸物，即得到增粘剂。
10.根据权利要求9所述的加成型硅橡胶，其特征在于：所述高含氢苯基硅油中每分子中-SiH含量为32mol，苯基含量为0.25mol；所述氯酸铂溶液为氯酸铂的甲苯溶液；所述γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷在30±3min内加完，所述烯丙基-2,3-环氧丙醚在30±3min内加完。
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