CN112143234B

CN112143234B - 一种具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶

Info

Publication number: CN112143234B
Application number: CN202010953903.7A
Authority: CN
Inventors: 孟繁茹
Original assignee: Inner Mongolia Sucon Silicone Co ltd
Current assignee: Inner Mongolia Sucon Silicone Co ltd
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-09-27
Anticipated expiration: 2040-09-11
Also published as: CN112143234A

Abstract

本发明属于硅橡胶领域，具体涉及一种具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶，提供以硅油乳液作为脱模剂，与其他原料进行搅拌、高温密炼、开炼、过滤，得到具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶，且该橡胶在模压过程中，容易填充到模具的各个部分包括微小缝隙，并且在制品成型后，易从模腔中脱出，避免了因粘膜导致的制品破损情况，制品形状保持完整，有效提高了制品的生产效率。

Description

一种具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶

技术领域

本发明属于硅橡胶领域，具体涉及一种具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶。

背景技术

高温硫化硅橡胶是以线性高摩尔质量的硅橡胶为基础聚合物，混入补强剂、填料、结构控制剂等，在加热、加压条件下硫化成弹性体。硅橡胶是综合性能优异的弹性体，有很多独特性质，包括优异的耐候性、耐臭氧、抗电弧、电气绝缘性、耐化学药品、高透气性及生物惰性，将某些具备特殊性质的填料与硅橡胶混炼成型，则更能突出硅橡胶的优异性质。通通常情况下，若没有脱模剂辅助，硅橡胶硫化成型后，会与模具粘连，强力脱模则会破坏制品。在已公布的研究和生产中，通常使用硬脂酸或硬脂酸盐作为内脱模剂。这类脂肪酸或脂肪酸盐充当脱模剂时，与硅橡胶体系相容性胶差，不容易均匀分散到硅橡胶中，因此在模压成型中，有三个明显的缺陷1、因为分散不均匀导致制品边角或某个部位与模具粘接，出模时导致制品破损；2、制品表面容易出现筋膜状痕迹，影响制品外观；3、制品成型后，脱模剂会缓慢析出在制品表面形成一层白霜，影响制品美观。随着硅橡胶的应用越来越广泛，制品精细化程度提高，这种传统的脱模剂已经不能继续满足生产要求。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶，解决了现有脱模剂无法满足生产要求的问题，以改性聚醚硅树脂制备的硅油乳液作为内脱模剂，与硅橡胶相容性好，表面能低，与模具离型性高。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶，其质量配方如下：硅橡胶生胶100份、硅油乳液0.01-10份、补强剂1-200份、结构化控制剂1-20份、填料表面处理剂1-20份。

所述硅橡胶生胶为线性硅氧烷聚合物，其聚合度为5000-80000，分子量为30*10⁴-300*10⁴mPa·S，其分子链末端为为甲基、乙烯基、羟基、苯基中的一种或几种，其分子链侧链为甲基、乙烯基、苯基中的一种或几种。

所述硅油乳液为羟基封端线性聚有机硅硅氧烷、聚醚改性硅树脂、甲基硅油、乳化剂、去离子水、白炭黑在高速搅拌的条件下乳化而成。

所述羟基封端线性聚有机硅硅氧烷的分子端基为羟基，其分子量为100*10⁴-500*10⁴mPa·S。

所述聚醚改性硅树脂为含有聚醚基团的硅树脂，其结构式如下：

再该聚醚改性硅树脂中含有四种硅氧烷链节，包括R₃SiO_1/2,R₂SiO_2/2,RSiO_3/2,SiO_4/2其中R为甲基、乙基等稳定基团，在外层硅氧烷链节上链接聚醚基团，形成一类聚醚改性的有机硅树脂。

所述聚醚改性树脂是由含氢硅树脂与分子末端含有乙烯基的聚醚在铂金试剂的催化下通过加成反应制得；其中含氢硅树脂中含有三种—SiH基团，均可参与反应，反应过程如下所示：

，其中R为甲基、乙基、丙基、苯基等基团。

所述乳化剂采用阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂或氟碳表面活性剂中的一种或几种。

所述白炭黑为气相白炭黑、沉淀白炭黑中的一种或两种。

所述补强剂采用气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、硅微粉、石英粉中的一种。

所述结构控制剂为甲基硅油、羟基硅油、乙烯基硅油、六甲基二硅氮烷、环硅氮烷中的一种或几种，其粘度为5-50mPa·s。

所述的表面处理剂为含有烷氧基基团的硅氧烷化合物，包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、环氧基三乙氧基硅烷、环氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷其中的一种或几种。

一种具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶的制备方法，以线性高摩尔质量聚有机硅氧烷作为基础聚合物，辅以补强剂、结构化控制剂、表面处理剂、经过剪切搅拌、高温密炼后将温度到120℃以下时加入硅油乳液，并保持低温剪切搅拌、再经开炼、过滤步骤制备,然后制备好的混炼胶中添加铂金试剂或过氧化物，在开炼机上开炼均匀，通过加热加压的方式在模压机上模压硫化成所需的制品。

从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：

1.本发明解决了现有脱模剂无法满足生产要求的问题，采用与硅橡胶相容性好，且与模具离型性高的改性聚醚硅树脂制备的硅油乳液作为内脱模剂，使硅橡胶具有优异的延展性和脱模性，在加工一模多件、精细化程度高的制品时，避免了制品因粘膜导致的破损情况。

2.本发明制备的硅橡胶不受硫化剂的限制，具有良好的通用性，有效提高生产效率；硫化成型的制品无筋条状痕迹，制品表面颜色均一，光泽好；硫化成型后的制品经长久放置、长时间水煮制品表面均无霜状析出物，可长久保持制品的美观，满足食品级密封件的要求。

具体实施方式

结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。

实施例1

1.硅油乳液的配置：

羟基生胶5g、硅氧烷链节上为甲基基团的聚醚改性硅树脂50g、甲基硅油10g、聚氧乙烯脂肪胺5g、去离子水30g，搅拌均匀得到硅油乳液；

2.产品制备：

乙烯基生胶100g，气相法白炭黑40g，羟基硅油5g，二乙氧基硅烷6g，高温密炼后，降温控制温度在115℃，加入10g上述硅油乳液，冷却捏合，出料，开炼塑化，得到高温硫化硅橡胶。

实施例2

1.硅油乳液的配置：

2.产品制备：

乙烯基生胶100g，气相法白炭黑80g，羟基硅油6g，二乙氧基硅烷10g，高温密炼后，降温控制温度在118℃，加入15g上述硅油乳液，冷却捏合，出料，开炼塑化，得到高温硫化硅橡胶。

实施例3

1.硅油乳液的配置：

羟基生胶5g、硅氧烷链节上为乙基基团的聚醚改性硅树脂60g、甲基硅油10g、烷基芳基磺酸钠8g、去离子水17g，搅拌均匀得到硅油乳液；

2.产品制备：

乙烯基生胶80g，甲基生胶20g，气相法白炭黑70g，乙烯基硅油6g，二苯基硅二醇10g，高温密炼后，降温控制温度在109℃，加入12g上述硅油乳液，冷却捏合，出料，开炼塑化，得到高温硫化硅橡胶。

实施例4

1.硅油乳液的配置：

2.产品制备：

乙烯基生胶80g，甲基生胶20g，气相法白炭黑50g，羟基硅油5g，甲基三甲氧基硅烷6g，高温密炼后，降温控制温度在117℃，加入10g上述硅油乳液，冷却捏合，出料，开炼塑化，得到高温硫化硅橡胶。

实施例5

1.硅油乳液的配置：

羟基生胶8g、硅氧烷链节上为甲基基团的聚醚改性硅树脂55g、甲基硅油15g、羧酸基甜菜碱10g、去离子水12g，搅拌均匀得到硅油乳液；

2.产品制备：

乙烯基生胶60g，苯基生胶20g，沉淀法白炭黑60g，羟基硅油4g，乙烯基三甲氧基硅烷8g，高温密炼后，降温控制温度在117℃，加入10g上述硅油乳液，冷却捏合，出料，开炼塑化，得到高温硫化硅橡胶。

实施例6

1.硅油乳液的配置：

2.产品制备：

乙烯基生胶60g，苯基生胶20g，气相法白炭黑80g，羟基硅油8g，甲基基三甲氧基硅烷10g，高温密炼后，降温控制温度在117℃，加入8g上述硅油乳液，冷却捏合，出料，开炼塑化，得到高温硫化硅橡胶。

实施例7

1.硅油乳液的配置：

羟基生胶8g、硅氧烷链节上为甲基基团的聚醚改性硅树脂40g、甲基硅油20g、氟碳表面活性剂YM313 5g、去离子水27g，搅拌均匀得到硅油乳液；

2.产品制备：

乙烯基生胶90g，甲基生胶10g，沉淀法白炭黑80g，羟基硅油5g，甲基基三甲氧基硅烷8g，高温密炼后，降温控制温度在119℃，加入6g上述硅油乳液，冷却捏合，出料，开炼塑化，得到高温硫化硅橡胶。

实施例8

1.硅油乳液的配置：

2.产品制备：

乙烯基生胶90g，甲基生胶10g，气相法白炭黑90g，羟基硅油9g，二乙基二乙氧基硅烷10g，高温密炼后，降温控制温度在113℃，加入5g上述硅油乳液，冷却捏合，出料，开炼塑化，得到高温硫化硅橡胶。

实施例9

1.硅油乳液的配置：

羟基生胶10g、硅氧烷链节上为乙基基团的聚醚改性硅树脂60g、甲基硅油8g、十二烷基氨基丙酸12g、去离子水10g，搅拌均匀得到硅油乳液；

2.产品制备：

乙烯基生胶50g，苯基生胶50g，沉淀白炭黑90g，羟基硅油5g，三乙氧基硅烷10g，高温密炼后，降温控制温度在113℃，加入6g上述硅油乳液，冷却捏合，出料，开炼塑化，得到高温硫化硅橡胶。

实施例10

1.硅油乳液的配置：

2.产品制备：

乙烯基生胶50g，苯基生胶50g，气相法白炭黑90g，羟基硅油4g，三乙氧基硅烷15g，高温密炼后，降温控制温度在116℃，加入7g上述硅油乳液，冷却捏合，出料，开炼塑化，得到高温硫化硅橡胶。

对比例

根据实施例1-10配比相应的做出如下对比例：

对比例：

1.乙烯基生胶100g，气相法白炭黑40g，羟基硅油5g，二乙氧基硅烷6份g，硬脂酸4g，高温密炼后，出料，开炼塑化。

2.乙烯基生胶100g，气相法白炭黑80g，羟基硅油6g，乙烯基三甲氧基硅烷10g，硬脂酸锌5g，高温密炼后，出料，开炼塑化。

3.乙烯基生胶80g，甲基生胶20g，气相法白炭黑70g，乙烯基硅油6g，二苯基硅二醇10g，硬脂酸2g，硬脂酸锌3g，高温密炼后，出料，开炼塑化。

4.乙烯基生胶80g，甲基生胶20g，沉淀法白炭黑50g，羟基硅油5g，甲基三甲氧基硅烷6g，硬脂酸镁6g，高温密炼后，出料，开炼塑化。

5.乙烯基生胶60g，苯基生胶20g，沉淀法白炭黑60g，羟基硅油4g，乙烯基三甲氧基硅烷8g，硬脂酸钙7g，高温密炼后，出料，开炼塑化。

6.乙烯基生胶60g，苯基生胶20g，气相法白炭黑80g，羟基硅油8g，甲基基三甲氧基硅烷10g，硬脂酸3g，硬脂酸镁4g，高温密炼后，出料，开炼塑化。

7.乙烯基生胶90g，甲基生胶10g，沉淀法白炭黑80g，羟基硅油5g，甲基基三甲氧基硅烷8g，硬脂酸镁8g，高温密炼后，出料，开炼塑化。

8.乙烯基生胶90g，甲基生胶10g，气相法白炭黑90g，羟基硅油9g，二乙基二乙氧基硅烷10g，硬脂酸铝5g，高温密炼后，出料，开炼塑化。

9.乙烯基生胶50g，苯基生胶50g，沉底法白炭黑90g，羟基硅油5g，三乙氧基硅烷10g，硬脂酸镁3g，硬脂酸3g，高温密炼后，出料，开炼塑化。

10.乙烯基生胶50g，苯基生胶50g，气相法白炭黑90g，羟基硅油4g，三乙氧基硅烷15g，硬脂酸锌4g，硬脂酸钙2g，高温密炼后，出料，开炼塑化。

实施例与对比例中所得硅橡胶，均添加1.2％的2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷在开炼机上开炼均匀，在高温加压的条件下，模压成型，模具中还有50个长宽尺寸不超过1cm的精密模腔，模具深度为0.8cm.硫化成型并出模情况如下：

本发明具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶跟传统混炼胶相比，更适合制备一模多件，精密程度高，对脱模性要求高的制品，因该种混炼胶具有优异的脱模性，延展性，在模压过程种，能够轻易的填充到精密模具的各个模腔之中，可以很好的保持制品的完整性，且因其具有优异的脱模性，生产时也可快速取出制品，不会有因粘膜而使制品被破坏的情况出现；在实施例与对比例的实验结果中可见，本发明的混炼胶除上述具有优异的脱模性和延展性外，还可保持制品美观，不污染模具，在相当长的一段时间内，制品表面无析出物，保持原有的光泽。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶，其特征在于：其质量配方如下：硅橡胶生胶100份、硅油乳液0.01-10份、补强剂1-200份、结构化控制剂1-20份、填料表面处理剂1-20份；

所述硅油乳液为羟基封端线性聚有机硅氧烷、聚醚改性硅树脂、甲基硅油、乳化剂、去离子水、白炭黑在高速搅拌的条件下乳化而成；

，

其中，R为甲基或乙基，在外层硅氧烷链节上链结聚醚基团，形成一类聚醚改性的有机硅树脂；所述聚醚改性树脂是由含氢硅树脂与分子末端含有乙烯基的聚醚在铂金试剂的催化下通过加成反应制得；

所述硅橡胶生胶为线性硅氧烷聚合物，其聚合度为5000-80000，分子量为30*10⁴-300*10⁴。

2.根据权利要求1所述的具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶，其特征在于：所述补强剂采用气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、硅微粉、石英粉中的一种。

3. 根据权利要求1所述的具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶，其特征在于：所述结构控制剂为甲基硅油、羟基硅油、乙烯基硅油、六甲基二硅氮烷、环硅氮烷中的一种或几种，其粘度为20-50 mPa·s。

4.根据权利要求1所述的具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的表面处理剂为含有烷氧基基团的硅氧烷化合物，包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、环氧基三乙氧基硅烷、环氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷其中的一种或几种。

5.一种如权利要求1所述的具有优异脱模性的高温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于：以线性高摩尔质量聚有机硅氧烷作为基础聚合物，辅以补强剂、结构化控制剂、表面处理剂、经过剪切搅拌、高温密炼后将温度到120℃以下时加入硅油乳液，并保持低温剪切搅拌、再经开炼、过滤步骤制备而成。