CN109735300B - 一种高强度防水密封硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度防水密封硅橡胶及其制备方法，硅橡胶的黏度为

能承受至少150℃、500小时的热老化，硅橡胶包括质量比重为

Description

一种高强度防水密封硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及电子电器使用的密封胶领域，特别涉及一种高强度防水密封硅橡胶及其制备方法。

背景技术

随着科技的进步，对电子电器的防水要求也越来越高，特别是移动设备的电源部分，需要严格防水防潮，以免出现短路情况。硅橡胶是最重要的有机硅产品之一，其优异性能主要源于线型聚硅氧烷的化学结构，即由于主链由Si-O-Si键组成而具有优异的热氧化稳定性、耐候性以及良好的电绝缘性能。硅橡胶按照其硫化机理主要分为缩合反应型及加成反应型硅橡胶两类。缩合型硅橡胶系以端羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，混入多官能交联剂、催化剂、填料及添加剂后，在室温吸湿交联成弹性体；加成型硅橡胶则是以含乙烯基的聚硅氧烷为基础聚合物，以含氢聚硅氧烷做交联剂，在铂系催化剂的作用下，发生硅氢化反应，交联成弹性体。与缩合型硅橡胶相比较，加成型硫化硅橡胶具有固化交联反应不产生副产物、可深层硫化、操作时间可控制、允许大量连续操作施工、介电性能优良、线收缩率低等优点。因此常常被用作电器元件的封装材料，防止水分、尘土、震动等对电子元器件造成损坏。

发明内容

本发明提供了一种高强度防水密封硅橡胶及其制备方法，能够解决上述现有技术问题中的一种或几种。

根据本发明的一个方面，提供了一种高强度防水密封硅橡胶，为加成型液态硅橡胶，具有流动性，黏度为500～300000mPa.s，具有高撕裂性能，能承受150℃、500小时的热老化，硅橡胶包括质量比重为2～25:100的A组份和B组份。

其中，A组分为：端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷10～100份，端乙烯基聚二甲基硅氧烷10～100份，端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷10～100份，催化剂0.1～20份，补强剂(其中一种或多种)1～80份；

A组分优选为：端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，40份，端乙烯基聚二甲基硅氧烷40份，端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷20份，催化剂2.0份，补强剂(其中一种或多种)0～25份。

B组分为：端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷10～100份，端乙烯基聚二甲基硅氧烷10～100份，端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷10～100份，补强剂(其中一种或多种)1～80份，助剂0.1-50份，抑制剂0.01～20份。

B组分优选为：端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷30份，端乙烯基聚二甲基硅氧烷30份，端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷40份，补强剂(其中一种或多种)10份，助剂5份，抑制剂0.03份。

催化剂为铂金催化剂，铂金催化剂为氯铂酸类催化剂，Pt含量为1000～20000ppm，优选为3000ppm。

补强剂为纳米二氧化钛、纳米氧化铈、纳米二氧化硅、MQ树脂和VMQ树脂中的一种或多种。

纳米二氧化钛为10-50nm的二氧化钛；

纳米氧化铈为10-80nm的氧化铈；

纳米二氧化硅为10-50nm的经过硅烷改性的二氧化硅；

MQ树脂为甲基MQ硅树脂，其M基团与Q基团的摩尔比为(0.6～1.2):1，优选(0.7～0.9):1；

VMQ树脂为乙烯基MQ硅树脂，其M基团与Q基团的摩尔比为(0.6～1.2):1，优选(0.7～0.9):1，乙烯基摩尔含量为0.5～5％，优选为1～3％。

助剂为端氢基含氢硅油。

抑制剂为1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷或四甲基四乙烯基环四硅氧烷。

端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为350～50000mPa.s。

端乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为1000～250000mPa.s。

端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为1000～100000mPa.s。

端氢基含氢硅油的含氢质量百分比为0.3～1.0％。

根据本发明的另一方面，提供了一种高强度防水密封硅橡胶的制备方法，包括以下步骤，

S1、按质量组份计，将10-100份端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷、10-100份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、10-100份端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和0.2～8份铂金催化剂分散均匀，脱泡后得到A组分；

S2、将10-100份端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，10-100份端乙烯基聚二甲基硅氧烷，10-100份端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和0～50份MQ树脂,0～50份VMQ树脂加入反应釜，搅拌，在50～180℃下保温5～20小时，得到无色透明基料，降温至室温；

S3、将步骤S2得到的透明基料移入捏合机，0～50份纳米二氧化钛常温搅拌1-3小时，升温至100-180℃，保温，减压抽真空脱低分子3h得到基胶；

S4、将100份基胶移入高速分散机，加入0.2～5份端氢基含氢硅油，0.01～0.1份抑制剂，抽真空至-0.09MPa以下，转速为400～1000rpm，搅拌5～40分钟，得到B组分；

S5、将A组分与B组分按照2～25:100的比例混匀，脱泡，得到高强度防水密封硅胶。

本发明硅橡胶呈现良好的耐老化性，优良的伸长率，撕裂强度以及与基材表面的良好的附着力。硅橡胶为加成型液体硅橡胶，其硫化过程中无副产物的产生，避免了对基材电性能的影响。另外加成型硅橡胶硫化后体积收缩率小于3‰，有利于防水效果。

具体实施方式

本发明采用以下标准进行产品相关性能测试。

GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测。

GB/T 529-2008硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月形试样)。

GB/T 1692-2008硫化橡胶绝缘电阻率的测定。

GB/T 1695-2005硫化橡胶工频击穿电压强度和耐电压的测定方法。

本发明中的相关测试仪器和型号为：

拉力试验机，JBL-2000，

锥入度测试仪，SD0604A

电子万能材料试验机，SHJD-10，

绝缘电阻测量仪，QS87

击穿测试仪,LB-01

旋转粘度计NDJ-01

实施例1 A组分的制备

将50份粘度500mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，40份粘度1000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，30份粘度为1000mPa.S的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和6份铂金催化剂用分散机分散均匀，静置30分钟，再搅拌一次，脱泡后即得到A-1组分。

实施例2 A组分的制备

将40份粘度500mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，40份粘度1000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，40份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和2份铂金催化剂用分散机分散均匀，静置30分钟，再搅拌一次，脱泡后即得到A-2组分。

实施例3 A组分的制备

将10份粘度500mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，10份粘度1000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，10份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷、0.1份铂金催化剂和补强剂1份用分散机分散均匀，静置30分钟，再搅拌一次，脱泡后即得到A-3组分。

实施例4 A组分的制备

将100份粘度500mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，100份粘度1000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，100份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和20份铂金催化剂用分散机分散均匀，静置30分钟，再搅拌一次，脱泡后即得到A-4组分。

实施例5 B组分的制备

将30份粘度500mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，40份粘度2000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，30份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和40份MQ树脂加入反应釜，搅拌20分钟，加热升温至160℃，保温5小时，得到无色透明基料，降温至室温。将透明基料移入捏合机，30份纳米二氧化钛常温搅拌3小时，升温至160℃，保温，减压抽真空脱低分子3h得到基胶。将100份基胶移入高速分散机，加入0.5份0.45％含氢硅油，0.05份抑制剂，转速600rpm，抽真空至-0.09MPa以下，搅拌30分钟，得到B-1组分。

实施例6 B组分的制备

将30份粘度500mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，40份粘度2000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，30份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和50份VMQ树脂加入反应釜，搅拌20分钟，加热升温至160℃，保温5小时，得到无色透明基料，降温至室温。将步骤S2得到的透明基料移入捏合机，50份纳米二氧化钛常温搅拌1-3小时，升温至160℃，保温，减压抽真空脱低分子3h得到基胶。将100份基胶移入高速分散机，加入0.5份0.45％含氢硅油，0.06份抑制剂，转速600rpm，抽真空至-0.09MPa以下，搅拌30分钟，得到B-2组分。

实施例7 B组分的制备

将30份粘度350mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，40份粘度5000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，30份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和20份MQ树脂、30份VMQ树脂加入反应釜，搅拌20分钟，加热升温至50℃，保温5小时，得到无色透明基料，降温至室温。将100份透明基料移入高速分散机，加入0.35份0.45％含氢硅油，0.04份抑制剂，转速600rpm，抽真空至-0.09MPa以下，搅拌30分钟，得到B-3组分。

实施例8 B组分的制备

将10份粘度500mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，10份粘度2000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，10份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和10份MQ树脂加入反应釜，搅拌20分钟，加热升温至50℃，保温5小时，得到无色透明基料，降温至室温。将透明基料移入捏合机，30份纳米二氧化钛常温搅拌3小时，升温至160℃，保温，减压抽真空脱低分子3h得到基胶。将100份基胶移入高速分散机，加入0.5份0.45％含氢硅油，0.05份抑制剂，转速600rpm，抽真空至-0.09MPa以下，搅拌30分钟，得到B-4组分。

实施例9 B组分的制备

将10份粘度500mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，10份粘度2000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，10份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和10份VMQ树脂加入反应釜，搅拌20分钟，加热升温至500℃，保温5小时，得到无色透明基料，降温至室温。将步骤S2得到的透明基料移入捏合机，10份纳米二氧化钛常温搅拌1-3小时，升温至100℃，保温，减压抽真空脱低分子3h得到基胶。将100份基胶移入高速分散机，加入0.5份0.45％含氢硅油，0.06份抑制剂，转速600rpm，抽真空至-0.09MPa以下，搅拌30分钟，得到B-5组分。

实施例10 B组分的制备

将10份粘度350mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，10份粘度5000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，10份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和20份MQ树脂、30份VMQ树脂加入反应釜，搅拌20分钟，加热升温至160℃，保温5小时，得到无色透明基料，降温至室温。将100份透明基料移入高速分散机，加入0.35份0.45％含氢硅油，0.04份抑制剂，转速600rpm，抽真空至-0.09MPa以下，搅拌30分钟，得到B-6组分。

实施例11 B组分的制备

将100份粘度500mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，100份粘度2000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，100份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和40份MQ树脂加入反应釜，搅拌20分钟，加热升温至180℃，保温5小时，得到无色透明基料，降温至室温。将透明基料移入捏合机，30份纳米二氧化钛常温搅拌3小时，升温至180℃，保温，减压抽真空脱低分子3h得到基胶。将100份基胶移入高速分散机，加入0.5份0.45％含氢硅油，0.05份抑制剂，转速600rpm，抽真空至-0.09MPa以下，搅拌30分钟，得到B-7组分。

实施例12 B组分的制备

将100份粘度500mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，40份粘度2000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，30份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和50份VMQ树脂加入反应釜，搅拌20分钟，加热升温至180℃，保温5小时，得到无色透明基料，降温至室温。将步骤S2得到的透明基料移入捏合机，50份纳米二氧化钛常温搅拌3小时，升温至180℃，保温，减压抽真空脱低分子3h得到基胶。将100份基胶移入高速分散机，加入0.5份0.45％含氢硅油，0.06份抑制剂，转速600rpm，抽真空至-0.09MPa以下，搅拌30分钟，得到B-8组分。

实施例13 B组分的制备

将100份粘度350mPa.s的端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，100份粘度5000mPa.s的端乙烯基聚二甲基硅氧烷，100份粘度为1000mPa.s的端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和50份MQ树脂、50份VMQ树脂加入反应釜，搅拌20分钟，加热升温至160℃，保温5小时，得到无色透明基料，降温至室温。将100份透明基料移入高速分散机，加入0.35份0.45％含氢硅油，0.04份抑制剂，转速600rpm，抽真空至-0.09MPa以下，搅拌30分钟，得到B-9组分。

实施例14

将A-1组分与B-1组分按照10:100的重量比混匀，脱泡，即得到硅橡胶①。

实施例15

将A-1组分与B-2组分按照10:100的重量比混匀，脱泡，即得到硅橡胶②。

实施例16

将A-1组分与B-3组分按照10:100的重量比混匀，脱泡，即得到硅橡胶③。

实施例17

将A-1组分与B-6组分按照10:100的重量比混匀，脱泡，即得到硅橡胶④。

实施例18

将A-1组分与B-7组分按照10:100的重量比混匀，脱泡，即得到硅橡胶⑤。

实施例19

将A-1组分与B-8组分按照10:100的重量比混匀，脱泡，即得到硅橡胶⑥。

将实施例14-19得到的硅橡胶进行分析，结果列于表1。

表1硅橡胶性能比较

表1中，拉伸强度和伸长率均相较于传统只用端乙烯基硅油的配方。

从表1可以看出，本发明硅橡胶呈现良好的耐老化性，优良的伸长率，撕裂强度以及与基材表面的良好的附着力。硅橡胶为加成型液体硅橡胶，其硫化过程中无副产物的产生，避免了对基材电性能的影响。另外加成型硅橡胶硫化后体积收缩率小于3‰，有利于防水效果。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高强度防水密封硅橡胶，其特征在于，所述硅橡胶的黏度为500〜300000mPa.s，所述硅橡胶能承受至少150℃、500小时的热老化，所述硅橡胶包括质量比为2〜25:100的A组分和B组分；

所述A组分包括：端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷、铂金催化剂；

所述B组分包括:端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷、补强剂、助剂和抑制剂；

所述硅橡胶包括以下制备步骤，

S1、按质量组份计，将10-100份端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷、10-100份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、10-100份端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和0.2〜8份铂金催化剂分散均匀，脱泡后得到A组分；

S2、将10-100份端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，10-100份端乙烯基聚二甲基硅氧烷，10-100份端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和10〜50份MQ树脂加入反应釜，搅拌，在50〜180^oC下保温5〜20小时，得到无色透明基料，降温至室温；

S3、将步骤S2得到的透明基料移入捏合机，0〜50份纳米二氧化钛常温搅拌1-3小时，升温至100-180^oC，保温，减压抽真空脱低分子3h得到基胶；

S4、将100份基胶移入高速分散机，加入0.2〜5份端氢基含氢硅油， 0.01〜0.1份抑制剂，抽真空至-0.09 MPa以下，转速为400〜1000 rpm，搅拌5〜40分钟，得到B组分；

S5、将A组分与B组分按照2〜25:100的比例混匀，脱泡，得到高强度防水密封硅胶。

2.根据权利要求1所述的一种高强度防水密封硅橡胶，其特征在于，按质量组分计，所述A组分包括:端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷10〜100份，端乙烯基聚二甲基硅氧烷10〜100份，端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷10〜100份，铂金催化剂0.2-8份。

3.根据权利要求1所述的一种高强度防水密封硅橡胶，其特征在于，按质量组分计，所述A组分包括：端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷40份，端乙烯基聚二甲基硅氧烷40份，端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷20份，铂金催化剂2.0份。

4.根据权利要求1所述的一种高强度防水密封硅橡胶，其特征在于，按质量组分计，所述B组分包括:端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷10〜100份，端乙烯基聚二甲基硅氧烷10〜100份，端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷10〜100份，补强剂10〜80份，助剂0.2-5份，抑制剂0.01 〜0.1份。

5.根据权利要求1所述的一种高强度防水密封硅橡胶，其特征在于，按质量组分计，所述B组分包括:端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷30份，端乙烯基聚二甲基硅氧烷30份，端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷40份，补强剂10份，助剂5份，抑制剂0.03份。

6.根据权利要求1所述的一种高强度防水密封硅橡胶，其特征在于，

所述抑制剂为1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷或四甲基四乙烯基环四硅氧烷。

7.根据权利要求1所述的一种高强度防水密封硅橡胶，其特征在于，

所述铂金催化剂为氯铂酸类催化剂，Pt含量为1000〜20000 ppm；

所述纳米二氧化钛为粒径10-50 nm的二氧化钛；

所述MQ树脂为甲基MQ硅树脂，其M基团与Q基团的摩尔比为（0.6〜1.2）:1；或

所述MQ树脂为乙烯基MQ硅树脂，其M基团与Q基团的摩尔比为（0.6〜1.2）:1，乙烯基摩尔含量为0.5〜5%；

所述端氢基含氢硅油的含氢质量百分比为0.3〜1.0%。

8.根据权利要求7所述的一种高强度防水密封硅橡胶，其特征在于，

铂金催化剂为氯铂酸类催化剂，Pt含量为3000 ppm；

MQ树脂为甲基MQ硅树脂，其M基团与Q基团的摩尔比为（0.7〜0.9）:1；或

MQ树脂为乙烯基MQ硅树脂，其M基团与Q基团的摩尔比为（0.7〜0.9）:1，乙烯基摩尔含量为1〜3%。

9.根据权利要求1所述的一种高强度防水密封硅橡胶，其特征在于，

所述端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为350〜50000 mPa.s；

所述端乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为1000〜250000 mPa.s；

所述端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为1000〜100000 mPa.s。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的高强度防水密封硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1、按质量组份计，将10-100份端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷、10-100份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、10-100份端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和0.2〜8份铂金催化剂分散均匀，脱泡后得到A组分；

S2、将10-100份端甲基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷，10-100份端乙烯基聚二甲基硅氧烷，10-100份端甲基乙烯基侧链乙烯基聚二甲基硅氧烷和10〜50份MQ树脂加入反应釜，搅拌，在50〜180^oC下保温5〜20小时，得到无色透明基料，降温至室温；

S3、将步骤S2得到的透明基料移入捏合机，0〜50份纳米二氧化钛常温搅拌1-3小时，升温至100-180^oC，保温，减压抽真空脱低分子3h得到基胶；

S4、将100份基胶移入高速分散机，加入0.2〜5份端氢基含氢硅油， 0.01〜0.1份抑制剂，抽真空至-0.09 MPa以下，转速为400〜1000 rpm，搅拌5〜40分钟，得到B组分；

S5、将A组分与B组分按照2〜25:100的比例混匀，脱泡，得到高强度防水密封硅胶。