CN109825086B - 一种硅胶按键及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅胶按键及其制备方法，其中，该硅胶按键，以重量份计，其组分包括：硅橡胶100‑150份；硫化剂0.3‑2份；脱模剂0.1‑0.25份；水滑石0.1‑0.15份；壳聚糖0.05‑0.07份；所述脱模剂为硬脂酸盐；所述水滑石经过硬脂酸盐湿法表面处理。本发明的硅胶按键通过脱模剂、水滑石和壳聚糖三者之间的协同作用，增大了硅胶按键的表面能，使得硅胶按键的表面接触角减小，从而改善了硅胶按键丝印难和易脱漆的问题。
Description
技术领域
本发明涉及硅胶按键改性技术领域，特别涉及一种硅胶按键及其制备方法。
背景技术
硅胶按键是一种硅橡胶制品，常被运用在电子计算器、遥控器、电话机、无线电话机、电子玩具、电脑键盘、学习机按键、密码器按键、数码产品按键当中。硅胶按键的发展进程中，随着对硅胶材料改性的研究，现如今的硅胶按键普遍具有优良的耐热性、耐寒性、耐环境性、电气绝缘性、耐疲劳性等特点。
在硅胶按键产品的制备工艺中，通常需要经过备料、硫化、脱模、丝印/喷油、冲切等多道工序。其中，在脱模过程中经常发现普通的硅胶材料经过硫化成型在脱模时容易出现破裂，导致不良率增加。为此，在硅胶材料中引入了脱模剂以改善脱模不良是常见的方法，常使用的脱模剂为硬脂酸锌。然而，实际生产中，发现所使用的脱模剂硬脂酸锌为低极性的物质，会使得硅胶按键表现出低表面能特性，生产出来的硅胶按键产品难免会出现丝印难或者脱漆的不良品。因而，如何改善上述硅胶按键产品丝印难或脱漆的现象是亟待解决的问题。
发明内容
为解决背景技术提到的问题，本发明提供一种硅胶按键，以重量份计，其组分包括：
所述脱模剂为硬脂酸盐；
所述水滑石经过硬脂酸盐湿法表面处理。
进一步地，所述水滑石的粒径80-200nm。
进一步地，所述壳聚糖的粒径30-50nm。
进一步地，所述脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡或硬脂酸镁。
进一步地，其组分还包括白炭黑、色膏和催化剂。
进一步地，其组分还包括邻二丁酯表面活化处理的碳纤维。
本发明还提供一种硅胶按键的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将硅橡胶生胶混炼5-10min；
步骤二、再添加硫化剂、脱模剂、水滑石、壳聚糖、色膏、催化剂，混炼8-15min，制得混炼胶；
步骤三、将步骤二获得的混炼胶装入模具，硫化成型，即得硅胶按键。
进一步地，步骤一和步骤二的炼胶温度控制在小于50℃，车间温度控制在小于30℃。
进一步地，步骤二获得的混炼胶经过片和裁切后再进行硫化成型。
进一步地，步骤三中的硫化模具温度控制在160-200℃，成型时间控制在60-300S。
本发明的硅胶按键采用硬脂酸盐作为脱模剂，通过添加壳聚糖极性填料提高硅胶按键的表面能，解决硅胶按键产品丝印难或脱漆的问题；本发明还通过添加经过硬脂酸盐湿法表面处理的纳米级水滑石粉，水滑石与脱模剂之间具有良好的复合性，随着脱模剂迁移到硅胶按键表面形成一层润滑层，水滑石与脱模剂复合也随之迁移到硅胶按键表面，水滑石属于阴离子型层状化合物，能够进一步提高硅胶按键表面的润滑效果和表面能；而壳聚糖属于极性材料且呈阳离子性质，壳聚糖与水滑石能相互吸附，构成脱模剂-水滑石-壳聚糖复合结构，使得硅胶按键表面能够分散更多的壳聚糖，使得硅胶按键表面能提高。本发发明通过脱模剂、水滑石、壳聚糖三者的配合，减少了硅胶按键内部无效的壳聚糖量，使得壳聚糖更多、更有效分散在硅胶按键表面，能够减少壳聚糖的添加量获得同样表面接触角的硅胶按键。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
本发明实施例和对比例采用的部分原料说明如下：
硫化剂：双二五硫化剂。
脱模剂：硬脂酸锌。
水滑石：镁铝水滑石，硬脂酸锌湿法表面处理。
催化剂：铂金催化剂。
本发明的实施例1-3和对比例1-4的组分配比(以重量份计)，如表1所示：
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
| 硅橡胶 | 100 | 125 | 150 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 硫化剂 | 1 | 2 | 0.3 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 脱模剂 | 0.25 | 0.1 | 0.2 | 0.25 | 0 | 0.25 | 0.25 |
| 水滑石 | 0.1 | 0.12 | 0.15 | 0 | 0.1 | 0 | 0 |
| 壳聚糖 | 0.06 | 0.07 | 0.05 | 0 | 0.06 | 0.06 | 3 |
| 色膏 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 催化剂 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
上述实施例1-3和对比例1-4的制备步骤如下:
步骤一、按表1配比称取硅橡胶生胶，将硅橡胶生胶置于密炼机中混炼8min，炼胶温度控制在45-47℃，车间温度控制在22-24℃；
步骤二、按表1配比称取硫化剂、脱模剂、水滑石、壳聚糖、色膏、催化剂，再向硅橡胶炼胶中添加硫化剂、脱模剂、水滑石、壳聚糖、色膏、催化剂进行二次混炼，混炼15min，炼胶温度控制在45-47℃，车间温度控制在22-24℃，制得混炼胶；
步骤三、将步骤二获得的混炼胶装入key模具中进行硫化，模具温度控制在180-185℃，成型时间120S，硫化成型，即得硅胶按键。
本发明对实施例1-3和对比例1-4制得硅胶按键进行了表面接触角测试，具体步骤为，将硅胶按键剪切成面积为1cm×1cm的样块，将样块置于接触角设备(型号SDC-200S)上进行检测，其测试结果如表2所示：
表2
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
| 接触角 | 21.2° | 20.6° | 22.9° | 87.5° | 56.2° | 64.9° | 33.7° |
从表2可知，实施例1-3的硅橡胶按键表面的接触角均比对比例1-4低，且表面接触角低于90°，已知硅胶按键的表面接触角越低，硅胶按键表面能越大，油墨越容易吸附在硅胶按键表面，从而证明本发明的硅橡胶按键能够解决由于脱模剂导致硅橡胶表面能低不利于丝印和喷漆的缺点。实施例1与对比例2、对比例3和对比例4比较，可以证明本发明正是通过脱模剂、水滑石和壳聚糖三者之间的协同配合使得硅橡胶按键的接触角达到更优效果。
实施例4
步骤一、称取150份硅橡胶生胶，将硅橡胶生胶置于密炼机中混炼8min，炼胶温度控制在45-47℃，车间温度控制在22-24℃；
步骤二、向硅橡胶炼胶中添加0.3份硫化剂、0.2份脱模剂、0.15份水滑石、0.05份壳聚糖、10份色膏、0.1份催化剂进行二次混炼，混炼15min，炼胶温度控制在45-47℃，车间温度控制在22-24℃，制得混炼胶；
步骤三、将步骤二获得的混炼胶和0.15份邻二丁酯表面活化处理的碳纤维混合装入key模具中进行硫化，模具温度控制在180-185℃，成型时间56-58S，硫化成型，即得硅胶按键。其中邻二丁酯表面活化处理的碳纤维的活化处理过程：往邻二丁酯加入碳纤维，升高温度至80℃恒温搅拌反应10h，升高温度至110℃真空脱除未反应的单体和水分，干燥，得到活化碳纤维。
实施例5
步骤一、称取150份硅橡胶生胶，将硅橡胶生胶置于密炼机中混炼8min，炼胶温度控制在45-47℃，车间温度控制在22-24℃；
步骤二、向硅橡胶炼胶中添加0.3份硫化剂、0.2份脱模剂、0.15份水滑石、0.05份壳聚糖、10份色膏、0.1份催化剂进行二次混炼，混炼15min，炼胶温度控制在45-47℃，车间温度控制在22-24℃，制得混炼胶；
步骤三、将步骤二获得的混炼胶和0.15份碳纤维混合装入key模具中进行硫化，模具温度控制在180-185℃，成型时间87-90S，硫化成型，即得硅胶按键。
将实施例3、实施例4和实施例5的硅胶按键进行硬度测试，测试标准GB2411，竟检测发现实施例3的硅橡胶按键硬度在61-62，实施例4的硅橡胶按键的硬度为64-67，实施例5的硬度为60-62；实施例4的硬度能够达到实施例3和实施例5的水平甚至略高，而实施例4硫化成型时间却远低于实施例3和实施例4。经分析认为，通过添加邻二丁酯表面活化处理的碳纤维，在硫化过程中碳纤维会在邻二丁酯带动下往基材表面流动而与硬脂酸锌形成一定的交联，从而提高材料的整体强度，因此其硫化成型时间会更短，其强度也能达到正常标准，从而起到缩短工序时间的效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种硅胶按键，其特征在于，以重量份计，其组分包括：
硅橡胶 100-150份
硫化剂 0.3-2份
脱模剂 0.1-0.25份
水滑石 0.1-0.15份
壳聚糖 0.05-0.07份
所述脱模剂为硬脂酸盐；
所述水滑石经过硬脂酸盐湿法表面处理；
所述硅胶按键的制备步骤包括以下步骤：
步骤一、将硅橡胶生胶混炼5-10min；
步骤二、再添加硫化剂、脱模剂、水滑石、壳聚糖、色膏、催化剂，混炼8-15min，制得混炼胶；
步骤三、将步骤二获得的混炼胶装入模具，硫化成型，即得硅胶按键；
步骤一和步骤二的炼胶温度控制在小于50℃，车间温度控制在小于30℃；
步骤三中的硫化模具温度控制在160-200℃，成型时间控制在60-300S；
步骤二获得的混炼胶经过片和裁切后再进行硫化成型。
2.根据权利要求1所述的硅胶按键，其特征在于：所述水滑石的粒径80-200nm。
3.根据权利要求1所述的硅胶按键，其特征在于：所述壳聚糖的粒径30-50nm。
4.根据权利要求1所述的硅胶按键，其特征在于：所述脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡或硬脂酸镁。
5.根据权利要求1所述的硅胶按键，其特征在于：其组分还包括白炭黑。
6.一种根据权利要求1所述的硅胶按键的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将硅橡胶生胶混炼5-10min；
步骤二、再添加硫化剂、脱模剂、水滑石、壳聚糖、色膏、催化剂，混炼8-15min，制得混炼胶；
步骤三、将步骤二获得的混炼胶装入模具，硫化成型，即得硅胶按键。
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