CN109971184A - 一种环保生物基硅胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合材料领域，公开了一种环保生物基硅胶材料及其制备方法。本发明的环保生物基硅胶材料包含改性生物基材料，沉淀白碳黑，二氧化硅，乙烯基生胶，有机硅树脂，羟基硅油，硬脂酸锌和硫化剂。本发明先将乙烯基生胶、沉淀白碳黑、羟基硅油等捏合，再依次加入改性生物基材料、硬脂酸锌真空处理成生物基硅胶，然后加入硫化剂进行模压或挤出热固化成型，制成生物基硅胶制品，所制得的环保生物基硅胶材料总体成本降低，耐候性、介电性、耐臭氧和耐大气老化性优良，无毒环保。

Description

一种环保生物基硅胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体是涉及一种环保生物基硅胶材料及其制备方法。
背景技术
目前市场的应用生物基复合材料多以生物基材料加粘合剂压模成型或以各种塑料原料混合，通过热流量挤出、注塑成各种压板或塑木结合制品。但产品的耐候性、稳定性不够好，容易快速老化、降解和析出有害物质。
近年来，天然植物纤维复合材料已成为复合材料领域中研究的热点之一，天然植物纤维具有价廉质轻，比强度和比刚度高等优良特性，可自然降解，是制备环境友好和可自然降解绿色复合材料重要的原材料。用天然纤维素为原料所制备的生物基复合材料的使用还有助于减少塑料的“白色污染”，有助于减轻农业废弃物不合理应用对环境带来的影响，对资源开发利用和环境保护具有重要意义。因此开发一种环保生物基复合材料，有助于促进我国经济发展，环保节能，具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，顺应经济发展与环保的需求，提供了一种环保生物基硅胶材料及其制备方法，首先重点以农、林业生产过程产生大量废渣粉，如农作物的桔秆、稻壳、木粉、竹料，咖啡粉等低附加值的原料实行再生，结合硅胶的无毒无味，耐候、电气绝缘、耐臭氧等特性制备环保生物基硅胶材料，这种材料可应用在防碎包装类、餐具类、日用品类、家居建材类、环保工艺品类产品上。
为达到本发明的目的，本发明的环保生物基硅胶材料包含改性生物基材料，沉淀白碳黑，二氧化硅、乙烯基生胶，有机硅树脂，羟基硅油，硬脂酸锌，硫化剂。
优选地，本发明所述环保生物基硅胶材料按重量份数计，包含改性生物基材料15-25份，沉淀白碳黑20-30份，二氧化硅5-10份、乙烯基生胶30-50份，有机硅树脂2-3份，羟基硅油2-4份，硬脂酸锌0.5-1.5份，硫化剂1-2份。
本发明中，所述改性生物基材料中的生物基材料选自农、林业的副产品，例如竹纤维、木纤维、稻壳纤维、麦麸纤维中的一种或多种。
进一步的，本发明所述改性生物基材料的制备方法为：将生物基材料研磨粉碎，再加热烘干脱水，使其水分蒸发，剩余水分控制在1%之内，然后加入分散剂，偶联剂，搅拌混匀。
优选地，所述加热是指加热到90-110℃。
优选地，所述分散剂为二甲基硅油，例如100CS二甲基硅油。
优选地，所述偶联剂为乙烯基硅树脂。
本发明还提供了一种所述环保生物基硅胶材料的制备方法，该方法包括将乙烯基生胶、沉淀白碳黑、羟基硅油、有机硅树脂、二氧化硅在135-145℃捏合，再依次加入改性生物基材料、硬脂酸锌在170-180℃抽真空处理成生物基硅胶，然后加入硫化剂进行模压或挤出热固化成型，制成生物基硅胶材料。
上述制备方法中最难解决两种材料的相溶性，本发明采用了有机硅树脂作为接枝偶联剂，使产品达到最佳的结合性，为了达到更好的效果，优选地，本发明所述有机硅树脂可以是MQ硅树脂。
进一步的，本发明所述二氧化硅是气相二氧化硅或沉淀二氧化硅。
进一步的，本发明中所述硫化剂可以选自中山子钧化工有限公司的硫化剂或江苏强盛功能化学股份有限公司的硫化剂。
与现有技术相比，本发明的环保生物基硅胶材料加入生物基材料后，总体成本降低，外观更有质感，贴近生活气息，其耐候性、介电性、耐臭氧和耐大气老化性优良，无毒环保，用其制得的产品可在-60°～250º下长期使用，且其硬度范围广，可在10-80邵氏范围任意调节，与现有的木塑产品对比拉伸性能更好，防滑防撞，抗碎裂，在不同地区均能正常使用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
而且，本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
按质量比为1：1：1：1取竹纤维、木纤维、稻壳纤维、麦麸纤维研磨粉碎，再加热烘干脱水，使其水分蒸发，剩余水分控制在1%之内，然后加入二甲基硅油和乙烯基硅树脂，搅拌混匀得改性生物基材料。取乙烯基生胶40份、沉淀白碳黑25份、羟基硅油3份，MQ硅树脂2.5份，气相二氧化硅5-10份在140℃捏合，再依次加入改性生物基材料20份、硬脂酸锌1份在175℃抽真空处理成生物基硅胶，然后加入硫化剂1.5份进行模压或挤出热固化成型，制成生物基硅胶材料家居使用的地板。
实施例2
按质量比为1：1取竹纤维、木纤维研磨粉碎，再加热烘干脱水，使其水分蒸发，剩余水分控制在1%之内，然后加入二甲基硅油和乙烯基硅树脂，搅拌混匀得改性生物基材料。取乙烯基生胶40份、沉淀白碳黑25份、羟基硅油3份，MQ硅树脂2.5份，沉淀二氧化硅8份在140℃捏合，再依次加入改性生物基材料20份、硬脂酸锌1份在175℃抽真空处理成生物基硅胶，然后加入硫化剂1.5份进行模压或挤出热固化成型，制成生物基硅胶材料家居使用的地板。
实施例3
按质量比为1：1取稻壳纤维、麦麸纤维研磨粉碎，再加热烘干脱水，使其水分蒸发，剩余水分控制在1%之内，然后加入二甲基硅油和乙烯基硅树脂，搅拌混匀得改性生物基材料。取乙烯基生胶40份、沉淀白碳黑25份、羟基硅油3份，MQ硅树脂2.5份，沉淀二氧化硅8份在140℃捏合，再依次加入改性生物基材料20份、硬脂酸锌1份在175℃抽真空处理成生物基硅胶，然后加入硫化剂1.5份进行模压或挤出热固化成型，制成生物基硅胶材料红酒瓶木塞。
实施例4
按质量比为1：1取木纤维、稻壳纤维研磨粉碎，再加热烘干脱水，使其水分蒸发，剩余水分控制在1%之内，然后加入二甲基硅油和乙烯基硅树脂，搅拌混匀得改性生物基材料。取乙烯基生胶40份、沉淀白碳黑25份、羟基硅油3份，MQ硅树脂2.5份，沉淀二氧化硅8份在140℃捏合，再依次加入改性生物基材料20份、硬脂酸锌1份在175℃抽真空处理成生物基硅胶，然后加入硫化剂1.5份进行模压或挤出热固化成型，制成生物基硅胶材料家居使用的地板。
实施例5
取竹纤维研磨粉碎，再加热烘干脱水，使其水分蒸发，剩余水分控制在1%之内，然后加入二甲基硅油和乙烯基硅树脂，搅拌混匀得改性生物基材料。取乙烯基生胶30份、沉淀白碳黑20份、羟基硅油2份，MQ硅树脂2份，沉淀二氧化硅5份在135℃捏合，再依次加入改性生物基材料15份、硬脂酸锌0.5份在170℃抽真空处理成生物基硅胶，然后加入硫化剂1份进行模压或挤出热固化成型，制成生物基硅胶材料家居使用的地板。
实施例6
取竹纤维研磨粉碎，再加热烘干脱水，使其水分蒸发，剩余水分控制在1%之内，然后加入二甲基硅油和乙烯基硅树脂，搅拌混匀得改性生物基材料。取乙烯基生胶50份、沉淀白碳黑30份、羟基硅油4份，MQ硅树脂3份，气相二氧化硅10份在145℃捏合，再依次加入改性生物基材料25份、硬脂酸锌1.5份在180℃抽真空处理成生物基硅胶，然后加入硫化剂2份进行模压或挤出热固化成型，制成生物基硅胶材料红酒瓶木塞。
实施例7
取麦麸纤维研磨粉碎，再加热烘干脱水，使其水分蒸发，剩余水分控制在1%之内，然后加入二甲基硅油和乙烯基硅树脂，搅拌混匀得改性生物基材料。取乙烯基生胶40份、沉淀白碳黑25份、羟基硅油3份，MQ硅树脂2.5份，气相二氧化硅7份在140℃捏合，再依次加入改性生物基材料20份、硬脂酸锌1份在175℃抽真空处理成生物基硅胶，然后加入硫化剂1.5份进行模压或挤出热固化成型，制成生物基硅胶材料红酒瓶木塞。
经试验，本发明的环保生物基硅胶材料的耐候性、介电性、耐臭氧和耐大气老化性优良，无毒环保，用其制得的产品红酒瓶木塞或家具使用的地板可在-60°～250º下长期使用，且其硬度范围广，可在10-80邵氏范围任意调节，与现有的木塑产品对比拉伸性能更好，防滑防撞，抗碎裂，在不同地区均能正常使用。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保生物基硅胶材料，其特征在于，所述环保生物基硅胶材料包含改性生物基材料，沉淀白碳黑，二氧化硅、乙烯基生胶，有机硅树脂，羟基硅油，硬脂酸锌，硫化剂。
2.根据权利要求1所述的环保生物基硅胶材料，其特征在于，所述环保生物基硅胶材料按重量份数计，包含改性生物基材料15-25份，沉淀白碳黑20-30份，二氧化硅5-10份、乙烯基生胶30-50份，有机硅树脂2-3份，羟基硅油2-4份，硬脂酸锌0.5-1.5份，硫化剂1-2份。
3.根据权利要求1所述的环保生物基硅胶材料，其特征在于，所述改性生物基材料中的生物基材料选自农、林业的副产品，例如竹纤维、木纤维、稻壳纤维、麦麸纤维中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的环保生物基硅胶材料，其特征在于，所述改性生物基材料的制备方法为：将生物基材料研磨粉碎，再加热烘干脱水，使其水分蒸发，剩余水分控制在1%之内，然后加入分散剂，偶联剂，搅拌混匀。
5.根据权利要求4所述的环保生物基硅胶材料，其特征在于，所述加热是指加热到90-110℃。
6.根据权利要求4所述的环保生物基硅胶材料，其特征在于，所述分散剂为二甲基硅油，例如100CS二甲基硅油。
7.根据权利要求4所述的环保生物基硅胶材料，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基硅树脂。
8.一种权利要求1-7任一项所述环保生物基硅胶材料的制备方法，其特征在于，该方法包括将乙烯基生胶、沉淀白碳黑、羟基硅油、有机硅树脂、二氧化硅在135-145℃捏合，再依次加入改性生物基材料、硬脂酸锌在170-180℃抽真空处理成生物基硅胶，然后加入硫化剂进行模压或挤出热固化成型，制成生物基硅胶材料。
9.根据权利要求8所述的环保生物基硅胶材料的制备方法，其特征在于，所述有机硅树脂是MQ硅树脂。
10.根据权利要求8所述的环保生物基硅胶材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅是气相二氧化硅或沉淀二氧化硅。
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