CN113321934A - 一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模具硅胶，尤其涉及一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶及其制备方法，所述模具硅胶包括有A组分和B组分，所述A组分包括基础胶料、乙烯基硅油、MQ树脂、卡斯特催化剂；所述B组分包括含氢硅油、抑制剂；所述基础胶料由烷氧基乙烯基硅油、补强填料和硅氮烷处理剂混合制备而成。本发明通过烷氧基乙烯基硅油的使用，增加了硅胶体系的交联密度，提高了胶体的硬度，且通过补强填料的填充使硅胶具有良好的力学性能，所述模具硅胶在古建筑材料翻模时具有良好的支撑作用且提高了翻模次数。

Description

一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及模具硅胶产品，尤其涉及一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶及其制备方法。
背景技术
在欣赏古建筑行业，目前大量采用TPU和TPE材料作为仿真古建筑翻模专用硅胶材料，其具有硬度高、强度好、便宜等优点，但是随着行业对古建筑的逼真要求越来越高，市场也逐渐转变为采用硅胶材料替代传统的TPU和TPE材料。相对于TPU和TPE材料，采用硅胶材料作为仿真古建筑专用模具硅胶材料，其纹理更加清晰，且硅胶更容易脱模。但市面上采用的硅胶普遍存在硬度和力学强度不能兼顾的问题，当达到硬度(绍尔40A)后则力学强度不够，力学性能达到要求后则硬度达不到绍尔A40。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的之一是提供一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶，通过烷氧基乙烯基硅油使用，增加了硅胶体系的交联密度，提高了胶体的硬度，且通过补强填料的填充使硅胶具有良好的力学性能，在古建筑材料翻模时具有良好的支撑作用且提高了翻模次数。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的，一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶，包括有A组分和B组分，按照重量份数计算，所述组分包括：
A组分
Figure BDA0003171299040000021
B组分
含氢硅油 5～8份
抑制剂 0.5～0.8份；
所述基础胶料由烷氧基乙烯基硅油、补强填料和硅氮烷处理剂混合制备而成。
本发明中，所述补强填料为气相白炭黑和乙烯基MQ树脂的混合物，所述气相白炭黑和所述乙烯基MQ树脂的质量比为3～5:1。
本发明中，所述气相白炭黑的气相比表面积为300～400g/m2。
本发明中，所述烷氧基乙烯基硅油与所述气相白炭黑的质量比为1:4～6，优选地，所述烷氧基乙烯基硅油与所述气相白炭黑的质量比为1:5。
本发明中，所述烷氧基乙烯基硅油的结构式为
Figure BDA0003171299040000022
式中，m＝50～200，n＝3～5。
本发明中，所述烷氧基乙烯基硅油由侧链乙烯基两端羟基的硅油和乙醇混合制备而成，所述侧链乙烯基两端羟基的硅油和所述乙醇的质量比为1:5。
本发明中，所述抑制剂为乙烯基环己醇，所述卡斯特催化剂为铂质量分数为0.5％的铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷。
本发明中，所述含氢硅油的粘度为20～50CS，含氢量为0.30～0.40％。
本发明的另一个目的在于提供仿真古建筑翻模专用模具硅胶的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)烷氧基乙烯基硅油的合成：将侧链乙烯基两端羟基的硅油和乙醇加入反应釜中进行反应，随后升温脱除体系中的低分子，制备得到烷氧基乙烯基硅油；
(2)A组分配制：将所述烷氧基乙烯基硅油加入捏合机中，再加入补强填料和硅氮烷处理剂进行捏合，随后升温老化，老化后升温并在真空下脱低制备得到基础胶料；采用乙烯基硅油和MQ树脂的混合物稀释基础胶料，再加入卡斯特催化剂制备得到A组分；
(3)硅胶制备：将含氢硅油和抑制剂混合制备得到B组分，随后将A组分和B组分混合脱除气泡后制备得到模具硅胶。
进一步地，所述步骤(1)中，反应温度为60～70℃，反应时间为4～6小时，随后升温至120～130℃脱除体系中的低分子；所述步骤(2)中，在室温下捏合4～6小时，随后升温至110～130℃老化1～3小时，老化后再升温至170～190℃，在-0.03～-0.01Mpa下脱低制备得到基础胶料。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用烷氧基乙烯基硅油，与硅胶体系中的气相白炭黑发生反应，气相白炭黑表面的氢基与烷氧基乙烯基硅油中的烷氧基相结合，进而减少硅胶体系中的氢键，增加胶体的流动性和稳定性；此外，通过烷氧基与氢基发生反应，烷氧基乙烯基硅油中的乙烯基可接枝至气相白炭黑上，使加入的气相白炭黑不仅具有补强的作用，还可增加胶体的交联度，进而增加了硅胶体系的硬度，在古建筑材料翻模时具有良好的支撑作用，提高了翻模次数；
(2)本发明中通过采用白炭黑与乙烯基MQ树脂混合作为体系的补强填料，进一步地增加了胶料体系的流动性和力学性能。
具体实施方式
实施例1
A组分包括：基础胶料80份，乙烯基硅油30份，MQ树脂5份，卡斯特催化剂0.2份；B组分包括：含氢硅油5份，抑制剂0.5份。
其中，基础胶料由烷氧基乙烯基硅油、补强填料和硅氮烷处理剂混合制备而成。
进一步地，基础胶料中，烷氧基乙烯基硅油5份，补强填料25份，硅氮烷处理剂5份。
其中，烷氧基乙烯基硅油为两端烷氧基、侧链乙烯基的硅油，其结构式为
Figure BDA0003171299040000041
式中，m＝50，n＝3。
进一步地，烷氧基乙烯基硅油由侧链乙烯基两端羟基的硅油和乙醇混合制备而成，侧链乙烯基两端羟基的硅油与乙醇的质量比为1:5。
其中，补强填料包括气相白炭黑和乙烯基MQ树脂的混合物，气相白炭黑的气相比表面积为400g/m2，气相白炭黑和乙烯基MQ树脂的质量比为3:1。
其中，烷氧基乙烯基硅油与气相白炭黑的质量比为1:5。烷氧基乙烯基硅油与气相白炭黑混合发生反应，一方面，气相白炭黑由于表面严重的配位不足、庞大的比表面积以及表面欠氧等特点，表现出极强的活性，其表面的氢基容易与烷氧基乙烯基硅油中的烷氧基起键合作用，从而减少气相白炭黑及硅胶体系中的氢键，增加了胶体的流动性和稳定性；另一方面，通过烷氧基与氢基发生反应，烷氧基乙烯基硅油中的乙烯基可接枝到气相白炭黑上，使加入的气相白炭黑不仅具有补强的作用，还增加胶体的交联度，进而增加了硅胶体系的硬度。
其中，含氢硅油的粘度为20CS，氢含量为0.36％。烷氧基乙烯基硅油可与含氢硅油发生加成反应，含氢硅油及其侧链氢基可加成至烷氧基乙烯基硅油的侧链乙烯基中，进一步地增加了胶体的交联密度，提高了胶体的硬度。烷氧基乙烯基硅油与含氢硅油的反应式如下：
Figure BDA0003171299040000051
其中，抑制剂为乙烯基环己醇。
其中，硅氮烷处理剂为六甲基二硅氮烷。
其中，卡斯特催化剂为铂质量分数0.5％的铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷，卡斯特催化剂的浓度为20ppm。
本实施例的制备方法如下：
(1)烷氧基乙烯基硅油的合成：将侧链乙烯基两端羟基的硅油和乙醇加入反应釜中，在60℃下反应4小时，随后升温至120℃脱除体系中的低分子，制备得到烷氧基乙烯基硅油；
(2)A组分配制：将烷氧基乙烯基硅油加入捏合机中，再加入补强填料和硅氮烷处理剂，在室温下捏合4小时，随后升温至110℃老化1小时，再升温至170℃，-0.01Mpa真空下脱低制备得到基础胶料；采用乙烯基硅油和MQ树脂的混合物稀释基础胶料，再加入卡斯特催化剂制备得到A组分；
(3)硅胶制备：将含氢硅油和抑制剂混合制备得到B组分，随后将A组分和B组分混合脱除气泡后制备得到模具硅胶。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
A组分包括：基础胶料90份，乙烯基硅油45份，MQ树脂15份，卡斯特催化剂0.3份；B组分包括：含氢硅油6份，抑制剂0.7份。
其中，所述气相白炭黑和所述乙烯基MQ树脂的质量比为4:1。
其中，所述气相白炭黑的气相比表面积为350g/m2。
其中，含氢硅油的粘度50CS，含氢量为0.30％。
其中，烷氧基乙烯基硅油与气相白炭黑的质量比为1:4。
其中，烷氧基乙烯基硅油的结构式为
Figure BDA0003171299040000061
式中，m＝100，n＝5。
本实施例与实施例1的制备方法的区别如下：步骤(1)中，将原料加入反应釜后，在70℃下反应6小时，随后升温至130℃脱除体系中的低分子；步骤(2)中，在室温下捏合6小时，随后升温至130℃老化3小时，再升温至190℃，真空度-0.03Mpa下脱低制备得到硅胶。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
A组分包括：基础胶料100份，乙烯基硅油50份，MQ树脂20份，卡斯特催化剂0.4份；B组分包括：含氢硅油8份，抑制剂0.8份。
其中，所述气相白炭黑和所述乙烯基MQ树脂的质量比为5:1。
其中，所述气相白炭黑的气相比表面积为300g/m2。
其中，含氢硅油的粘度30CS，含氢量为0.40％。
其中，烷氧基乙烯基硅油与气相白炭黑的质量比为1:6。
其中，烷氧基乙烯基硅油的结构式为
Figure BDA0003171299040000071
式中，m＝200，n＝5。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：采用乙烯基硅油取代烷氧基乙烯基硅油。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于：采用沉淀法白炭黑取代气相白炭黑。
对实施例1～3和对比例1～2进行力学性能测试和翻模次数测试，得出如下结果：
产品 硬度(绍尔A) 撕裂强度(KN/M) 翻磨次数 流动性(CS)
实施例1 40 15 20 10000
实施例2 40 20 30 8000
实施例3 45 25 33 8500
对比例1 35 15 15 10000
对比例2 32 13 15 11000
前述的实施例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例为申请人真实试验结果加以论证。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶，其特征在于，包括有A组分和B组分，按照重量份数计算，所述组分包括：
A组分
Figure FDA0003171299030000011
B组分
含氢硅油 5～8份
抑制剂 0.5～0.8份；
所述基础胶料由烷氧基乙烯基硅油、补强填料和硅氮烷处理剂混合制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶，其特征在于，所述补强填料为气相白炭黑和乙烯基MQ树脂的混合物，所述气相白炭黑和所述乙烯基MQ树脂的质量比为3～5:1。
3.根据权利要求2所述的一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶，其特征在于，所述气相白炭黑的气相比表面积为300～400g/m2。
4.根据权利要求3所述的一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶，其特征在于，所述烷氧基乙烯基硅油与所述气相白炭黑的质量比为1:4～6。
5.根据权利要求1所述的一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶，其特征在于，所述烷氧基乙烯基硅油的结构式为
Figure FDA0003171299030000021
式中，m＝50～200，n＝3～5。
6.根据权利要求1所述的一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶，其特征在于，所述烷氧基乙烯基硅油由侧链乙烯基两端羟基的硅油和乙醇混合制备而成，所述侧链乙烯基两端羟基的硅油和所述乙醇的质量比为1:5。
7.根据权利要求1所述的一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶，其特征在于，所述抑制剂为乙烯基环己醇，所述卡斯特催化剂为铂质量分数为0.5％的铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷。
8.根据权利要求1所述的一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶，其特征在于，所述含氢硅油的粘度为20～50CS，含氢量为0.30～0.40％。
9.根据权利要求1所述的一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)烷氧基乙烯基硅油的合成：将侧链乙烯基两端羟基的硅油和乙醇加入反应釜中进行反应，随后升温脱除体系中的低分子，制备得到烷氧基乙烯基硅油；
(2)A组分配制：将所述烷氧基乙烯基硅油加入捏合机中，再加入补强填料和硅氮烷处理剂进行捏合，随后升温老化，老化后升温并在真空下脱低制备得到基础胶料；采用乙烯基硅油和MQ树脂的混合物稀释基础胶料，再加入卡斯特催化剂制备得到A组分；
(3)硅胶制备：将含氢硅油和抑制剂混合制备得到B组分，随后将A组分和B组分混合脱除气泡后制备得到模具硅胶。
10.根据权利要求9所述的一种仿真古建筑翻模专用模具硅胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，反应温度为60～70℃，反应时间为4～6小时，随后升温至120～130℃脱除体系中的低分子；所述步骤(2)中，在室温下捏合4～6小时，随后升温至110～130℃老化1～3小时，老化后再升温至170～190℃，在-0.03～-0.01Mpa下脱低制备得到基础胶料。
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