CN110819116A - 一种新型有机硅橡胶泡沫材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种新型有机硅橡胶泡沫材料及其制备方法，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑70‑85%、8%低粘度端羟基硅油2‑5%、端乙烯基硅油2‑5%、匀泡剂A 0.1‑0.5%、抑制剂0.01‑0.5%、铂金催化剂0.1‑0.5%、匀泡剂B0.1‑0.5%。本发明将硅氧烷聚合物性能和泡沫材料性能结合于一体，所以不仅具有有机硅聚合物具有的优异性能，还具有良好的吸收机械冲击和高频率振动的物理特性，是一种高性能的聚织物柔软的泡沫材料，和常见的软聚氨酯泡沫塑料海绵相比具有防潮、无毒、耐高温和低温、紫外线、耐化学腐蚀、耐老化的优点，并且不易变形。

Description

一种新型有机硅橡胶泡沫材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种新型有机硅橡胶泡沫材料及其制备方法。
背景技术
软质聚氨酯泡沫塑料（Flexible Polyurethane Foam，简称聚氨酯软泡）是指具有一定弹性的一类柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是用量最大的一种聚氨酯产品。产品主要有高回弹泡沫(HRF)、块状海绵、慢回弹泡沫、自结皮泡沫(ISF)、和半硬质吸能泡沫等。聚氨酯软泡的泡孔结构多为开孔的。一般具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，主要用作家具垫材、交通工具座椅垫材、各种软性衬垫层压复合材料。工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热保温材料等。
但是现有的软质聚氨酯泡沫塑料缺点较多，不能防潮，并且还有一定的毒性，不耐高温和低温，不能防紫外线，不耐化学腐蚀、耐老化，并且易变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型有机硅橡胶泡沫材料及其制备方法，本发明硅氧烷泡沫将硅氧烷聚合物性能和泡沫性能结合于一体，所以不仅具有有机硅聚合物具有的优异性能，还具有良好的吸收机械冲击和高频率振动的物理特性，是一种高性能的聚织物柔软的泡沫材料。和常见的软聚氨酯泡沫塑料海绵相比具有防潮、无毒、耐高温和低温、紫外线、耐化学腐蚀、耐老化的优点，并且不易变形，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型有机硅橡胶泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：
白炭黑 70-85%
8%低粘度端羟基硅油 2-5%
端乙烯基硅油 2-5%
匀泡剂A 0.1-0.5%
抑制剂 0.01-0.5%
铂金催化剂 0.1-0.5%
匀泡剂B 0.1-0.5%。
进一步地，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑70%、8%低粘度端羟基硅油5%、端乙烯基硅油5%、匀泡剂A 0.5%、抑制剂0.5%、铂金催化剂0.5%、匀泡剂B 0.5%。
进一步地，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑74%、8%低粘度端羟基硅油5%、端乙烯基硅油5%、匀泡剂A 0.1%、抑制剂0.01%、铂金催化剂0.5%、匀泡剂B 0.5%。
进一步地，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑77.5%、8%低粘度端羟基硅油3.5%、端乙烯基硅油3.5%、匀泡剂A 0.3%、抑制剂0.2%、铂金催化剂0.3%、匀泡剂B 0.3%。
进一步地，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑80%、8%低粘度端羟基硅油2%、端乙烯基硅油2%、匀泡剂A 0.1%、抑制剂0.01%、铂金催化剂0.1%、匀泡剂B 0.1%。
进一步地，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑82%、8%低粘度端羟基硅油2%、端乙烯基硅油2%、匀泡剂A 0.1%、抑制剂0.01%、铂金催化剂0.1%、匀泡剂B 0.1%。
进一步地，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑85%、8%低粘度端羟基硅油2%、端乙烯基硅油2%、匀泡剂A 0.1%、抑制剂0.01%、铂金催化剂0.1%、匀泡剂B 0.1%。
进一步地，匀泡剂A为甲基氟硅油150mPa.s，所述匀泡剂B为正丁醇。
进一步地，所述抑制剂为乙炔基环己醇。
本发明还提供了一种新型有机硅橡胶泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：
S101：称取一定量的白炭黑膏，加入相应分量的8%低粘度端羟基硅油、端乙烯基硅油、匀泡剂A、匀泡剂B、正丁醇、催化剂搅拌30分钟；
S102：搅拌均匀后加入稀释的含氢硅油，迅速搅拌30s后迅速倒入模具中；
S103：常温常压下自由发泡10～30分钟，在热风循环式烘箱中进行，再放入烘箱在120℃下二段硫化4h。
与现有技术相比，本发明硅氧烷泡沫将硅氧烷聚合物性能和泡沫性能结合于一体，所以不仅具有有机硅聚合物具有的优异性能，还具有良好的吸收机械冲击和高频率振动的物理特性，是一种高性能的聚织物柔软的泡沫材料。和常见的软聚氨酯泡沫塑料海绵相比具有防潮、无毒、耐高温和低温、紫外线、耐化学腐蚀、耐老化的优点，并且不易变形。
附图说明
图1为本发明的新型有机硅橡胶泡沫材料制备工艺流程图；
图2为本发明的新型有机硅橡胶泡沫材料显微图片。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例1
一种新型有机硅橡胶泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑70%、8%低粘度端羟基硅油5%、端乙烯基硅油5%、匀泡剂A （甲基氟硅油150mPa.s）0.5%、抑制剂（乙炔基环己醇）0.5%、铂金催化剂0.5%、匀泡剂B（正丁醇） 0.5%。
基于上述的新型有机硅橡胶泡沫材料，本实施例提出一种新型有机硅橡胶泡沫材料的制备方法，流程如图1，包括如下步骤：
S101：称取一定量的白炭黑膏，加入相应分量的8%低粘度端羟基硅油、端乙烯基硅油、匀泡剂A、匀泡剂B、正丁醇、催化剂搅拌30分钟；
S102：搅拌均匀后加入稀释的含氢硅油，迅速搅拌30s后迅速倒入模具中；
S103：常温常压下自由发泡20分钟，在热风循环式烘箱中进行，再放入烘箱在120℃下二段硫化4h。
实施例2
一种新型有机硅橡胶泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑74%、8%低粘度端羟基硅油5%、端乙烯基硅油5%、匀泡剂A （甲基氟硅油150mPa.s）0.1%、抑制剂（乙炔基环己醇）0.01%、铂金催化剂0.5%、匀泡剂B（正丁醇） 0.5%。
基于上述的新型有机硅橡胶泡沫材料，本实施例提出一种新型有机硅橡胶泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：
S101：称取一定量的白炭黑膏，加入相应分量的8%低粘度端羟基硅油、端乙烯基硅油、匀泡剂A、匀泡剂B、正丁醇、催化剂搅拌30分钟；
S102：搅拌均匀后加入稀释的含氢硅油，迅速搅拌30s后迅速倒入模具中；
S103：常温常压下自由发泡10分钟，在热风循环式烘箱中进行，再放入烘箱在120℃下二段硫化4h。
实施例3
一种新型有机硅橡胶泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑77.5%、8%低粘度端羟基硅油3.5%、端乙烯基硅油3.5%、匀泡剂A （甲基氟硅油150mPa.s）0.3%、抑制剂（乙炔基环己醇）0.2%、铂金催化剂0.3%、匀泡剂B （正丁醇）0.3%。
基于上述的新型有机硅橡胶泡沫材料，本实施例提出一种新型有机硅橡胶泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：
S101：称取一定量的白炭黑膏，加入相应分量的8%低粘度端羟基硅油、端乙烯基硅油、匀泡剂A、匀泡剂B、正丁醇、催化剂搅拌30分钟；
S102：搅拌均匀后加入稀释的含氢硅油，迅速搅拌30s后迅速倒入模具中；
S103：常温常压下自由发泡20分钟，在热风循环式烘箱中进行，再放入烘箱在120℃下二段硫化4h。
实施例4
一种新型有机硅橡胶泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑80%、8%低粘度端羟基硅油2%、端乙烯基硅油2%、匀泡剂A（甲基氟硅油150mPa.s） 0.1%、抑制剂（乙炔基环己醇）0.01%、铂金催化剂0.1%、匀泡剂B（乙炔基环己醇）0.1%。
基于上述的新型有机硅橡胶泡沫材料，本实施例提出一种新型有机硅橡胶泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：
S101：称取一定量的白炭黑膏，加入相应分量的8%低粘度端羟基硅油、端乙烯基硅油、匀泡剂A、匀泡剂B、正丁醇、催化剂搅拌30分钟；
S102：搅拌均匀后加入稀释的含氢硅油，迅速搅拌30s后迅速倒入模具中；
S103：常温常压下自由发泡30分钟，在热风循环式烘箱中进行，再放入烘箱在120℃下二段硫化4h。
实施例5
一种新型有机硅橡胶泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑82%、8%低粘度端羟基硅油2%、端乙烯基硅油2%、匀泡剂A 0.1%、抑制剂0.01%、铂金催化剂0.1%、匀泡剂B0.1%。
基于上述的新型有机硅橡胶泡沫材料，本实施例提出一种新型有机硅橡胶泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：
S101：称取一定量的白炭黑膏，加入相应分量的8%低粘度端羟基硅油、端乙烯基硅油、匀泡剂A、匀泡剂B、正丁醇、催化剂搅拌30分钟；
S102：搅拌均匀后加入稀释的含氢硅油，迅速搅拌30s后迅速倒入模具中；
S103：常温常压下自由发泡20分钟，在热风循环式烘箱中进行，再放入烘箱在120℃下二段硫化4h。
实施例6
一种新型有机硅橡胶泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑85%、8%低粘度端羟基硅油2%、端乙烯基硅油2%、匀泡剂A（甲基氟硅油150mPa.s） 0.1%、抑制剂（乙炔基环己醇）0.01%、铂金催化剂0.1%、匀泡剂B（正丁醇）0.1%。
基于上述的新型有机硅橡胶泡沫材料，本实施例提出一种新型有机硅橡胶泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：
S101：称取一定量的白炭黑膏，加入相应分量的8%低粘度端羟基硅油、端乙烯基硅油、匀泡剂A、匀泡剂B、正丁醇、催化剂搅拌30分钟；
S102：搅拌均匀后加入稀释的含氢硅油，迅速搅拌30s后迅速倒入模具中；
S103：常温常压下自由发泡30分钟，在热风循环式烘箱中进行，再放入烘箱在120℃下二段硫化4h。
以上6个实施例硬度测试实验仪器为LX-C型微孔材料硬度计按照GB/T 531—2008测试压缩性能：测试相对形变为25%时的压缩应力。试样尺寸为100mm×100mm，高度为17～20mm采用国标GB/T8813-2008，以每分钟压缩试样初始厚度10%的厚度速度压缩试样，取速度为2mm/min最大形变为30%，取压缩形变25%时的压力。拉伸性能和断裂伸长率：拉伸速度100mm/min，按照GB/T 6344—2008测试。
本发明原料及用量如下表1：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例1-6的性能测试如下表2：
通过表2可以看出以上的6个实施例，各项性能均能符合国家标准。
图2为6个实施例的显微镜下图示。
有机硅聚合物是由硅氧键（-Si-O-Si-）交替组成主链，由硅和有机基团形成侧链半无机高分子化合物。由于结构的特殊性，因此它有许多其他的材料不可能同时具有优异的性能，如优异的耐高温和耐低温性、优异的电绝缘性和化学稳定性、良好的耐老化、优良的表面活性、防水性、耐潮湿和生理惰性。硅氧烷泡沫将硅氧烷聚合物性能和泡沫性能结合于一体，所以它不仅具有有机硅聚合物具有的优异性能，还具有良好的吸收机械冲击和高频率振动的物理特性，是一种高性能的聚织物柔软的泡沫材料。它和常见的软聚氨酯泡沫塑料海绵相比具有防潮、无毒、耐高温和低温、紫外线、耐化学腐蚀、耐老化的优点，并且不易变形。
本发明采用端羟基硅油为基体来制备有机硅泡沫材料，通过对端羟基硅油的黏度、端乙烯基的粘度和用量、抑制剂和催化剂的用量、二氧化硅的性能、反应温度的选择，确定了制备有机硅橡胶泡沫材料的基本配方和工艺，从而得到泡孔致密且分布相对均匀、力学性能突出的有机硅橡胶泡沫材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型有机硅橡胶泡沫材料，其特征在于，由如下质量百分比的原料制成：
白炭黑 70-85%
8%低粘度端羟基硅油 2-5%
端乙烯基硅油 2-5%
匀泡剂A 0.1-0.5%
抑制剂 0.01-0.5%
铂金催化剂 0.1-0.5%
匀泡剂B 0.1-0.5%。
2.根据权利要求1所述的新型有机硅橡胶泡沫材料，其特征在于，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑70%、8%低粘度端羟基硅油5%、端乙烯基硅油5%、匀泡剂A 0.5%、抑制剂0.5%、铂金催化剂0.5%、匀泡剂B 0.5%。
3.根据权利要求1所述的新型有机硅橡胶泡沫材料，其特征在于，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑74%、8%低粘度端羟基硅油5%、端乙烯基硅油5%、匀泡剂A 0.1%、抑制剂0.01%、铂金催化剂0.5%、匀泡剂B 0.5%。
4.根据权利要求1所述的新型有机硅橡胶泡沫材料，其特征在于，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑77.5%、8%低粘度端羟基硅油3.5%、端乙烯基硅油3.5%、匀泡剂A 0.3%、抑制剂0.2%、铂金催化剂0.3%、匀泡剂B 0.3%。
5.根据权利要求1所述的新型有机硅橡胶泡沫材料，其特征在于，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑80%、8%低粘度端羟基硅油2%、端乙烯基硅油2%、匀泡剂A 0.1%、抑制剂0.01%、铂金催化剂0.1%、匀泡剂B 0.1%。
6.根据权利要求1所述的新型有机硅橡胶泡沫材料，其特征在于，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑82%、8%低粘度端羟基硅油2%、端乙烯基硅油2%、匀泡剂A 0.1%、抑制剂0.01%、铂金催化剂0.1%、匀泡剂B 0.1%。
7.根据权利要求1所述的新型有机硅橡胶泡沫材料，其特征在于，由如下质量百分比的原料制成：白炭黑85%、8%低粘度端羟基硅油2%、端乙烯基硅油2%、匀泡剂A 0.1%、抑制剂0.01%、铂金催化剂0.1%、匀泡剂B 0.1%。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的新型有机硅橡胶泡沫材料，其特征在于，匀泡剂A为甲基氟硅油150mPa.s，所述匀泡剂B为正丁醇。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的新型有机硅橡胶泡沫材料，其特征在于，所述抑制剂为乙炔基环己醇。
10.一种新型有机硅橡胶泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：
S101：称取一定量的白炭黑膏，加入相应分量的8%低粘度端羟基硅油、端乙烯基硅油、匀泡剂A、匀泡剂B、正丁醇、催化剂搅拌30分钟；
S102：搅拌均匀后加入稀释的含氢硅油，迅速搅拌30s后迅速倒入模具中；
S103：常温常压下自由发泡10～30分钟，在热风循环式烘箱中进行，再放入烘箱在120℃下二段硫化4h。
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