CN113416419A - 一种高硬度加成型液体硅胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及硅橡胶产品，尤其涉及一种高硬度加成型液体硅胶及其制备方法，所述高硬度加成型硅胶包括有A组分和B组分，A组分包括有基础胶料、乙烯基MQ树脂和铂络合物催化剂，B组分包括有第一乙烯基MQ树脂、端中含氢硅油、四甲基四乙烯基环四硅氧烷。本发明通过对补强填料进行表面预处理，增加了补强填料对油的亲和性，可进一步地增加硅胶中补强填料的含量，同时采用两种不同的乙烯基MQ树脂的复配，作为硅胶体系的补强剂，极大地增加了所制备硅胶的硬度。

Description

一种高硬度加成型液体硅胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及硅橡胶产品，尤其涉及一种高硬度加成型液体硅胶及其制备方法。
背景技术
高硬度加成型液体硅橡胶一般为双组份加成型室温硫化硅橡胶，在硫化前是以A、B组份分装的流动液体硅胶，A、B组分按照一定比例混合后能在常温下硫化成型，高硬度液体硅橡胶主要应用于汽车、航空航天、石油化工和机械等重要部门及国防、交通运输、电子电器等领域。
在现有公开的高硬度硅橡胶中，主要以混凝硅橡胶为主，其主要是由硅橡胶生胶加至双辊炼胶机上或密闭捏合机中，再加入白炭黑、硅油等其它助剂，在硫化剂的作用下，施加一定的温度和压力反复炼制而成的合成橡胶。其制备工艺复杂，不便于大规模生产。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是在于提供一种高硬度加成型液体硅胶，通过对补强填料进行表面预处理，增加补强填料对油的亲和性，可进一步地增加硅胶中补强填料的含量，同时采用两种不同的乙烯基MQ树脂的复配，作为硅胶体系的补强剂，极大地增加了所制备硅胶的硬度。本发明原料易得，加工工艺简单，便于大规模生产。
本发明的上述技术目的通过以下技术方案实现，一种高硬度加成型液体硅胶，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
基础胶料 280-320份
乙烯基MQ树脂 230-270份
铂络合物催化剂 0.1-0.3份
B组分
第一乙烯基MQ树脂 40-50份
端中含氢硅油 6-10份
四甲基四乙烯基环四硅氧烷 1.5-2.0份
所述基础胶料由补强填料和端乙烯基硅油制备而成，所述补强填料经硅氮烷表面预处理。
本发明中，所述补强填料与所述端乙烯基硅油的质量比为35-45:55-65。
本发明中，所述硅氮烷与所述补强填料的质量比为10-30:90-110。
进一步地，所述补强填料中Si-OH的含量低于3.0个/nm2。
进一步地，所述补强填料为沉淀法二氧化硅。
本发明中，所述端乙烯基硅油的数均分子量为26000-30000。
进一步地，所述端乙烯基硅油的粘度为800-1200mPa·s，乙烯基含量为0.18-0.26％。
本发明中，所述乙烯基MQ树脂包括第一乙烯基MQ树脂和第二乙烯基MQ树脂，所述第一乙烯基MQ树脂的粘度为10000-14000mPa·s，乙烯基含量为1.0-1.2％，所述第二乙烯基MQ树脂的粘度为80000-90000mPa·s，乙烯基含量为1.0-1.2％。
进一步地，所述A组分中，所述第一乙烯基MQ树脂和所述第二乙烯基MQ树脂的质量比为1:3-5，优选地，所述第一乙烯基MQ树脂和所述第二乙烯基MQ树脂的质量比为1:4。
本发明的另一个目的在于提供高硬度加成型液体硅胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)基础胶料制备：将所述补强填料与端乙烯基硅油投入捏合机中搅拌制得基础聚合物，对基础聚合物进行真空脱低操作，完成脱低后的基础聚合物再经过三辊机加工制备获得基础胶料；
(2)A组分配制：所述基础胶料中加入所述乙烯基MQ树脂和铂络合物催化剂混合搅拌均匀，随后真空脱泡制备获得A组分；
(3)B组分配制：将所述第一乙烯基MQ树脂、端中含氢硅油和四甲基四乙烯基环四硅氧烷混合搅拌均匀制备获得B组分；
(4)硅胶制备：将A组分和B组分混合均匀后进行真空脱泡处理，待产品固化后制备获得液体硅胶。
本发明具有以下有益效果：
(1)通过选用第一乙烯基MQ树脂和第二乙烯基MQ树脂的复配，作为硅胶体系的补强剂，极大地增加了所制备硅胶的硬度；
(2)采用硅氮烷对补强填料表面预处理并控制其Si-OH含量，增加补强填料对油的亲和性，从而可增加液体硅胶中补强填料的含量，从而使产品的力学性能大大提升；
(3)本发明原料易得，加工工艺简单，便于大规模生产。
具体实施方式
实施例1
A组分：基础胶料300份，乙烯基MQ树脂250份，铂络合物催化剂0.1份；B组分：第一乙烯基MQ树脂45份，端中含氢硅油8.5份，四甲基四乙烯基环四硅氧烷1.7份。
其中，A组分的粘度为45000mPa·s，B组分的粘度为2500mPa·s，A组分和B组分的质量比为10:1。
其中，基础胶料为经过表面处理的补强填料和端乙烯基硅油组成，补强填料和端乙烯基硅油的质量比为40:60。
其中，端乙烯基硅油的粘度为1000mPa·s，密度为0.97g/cm2，数均分子量为28000，乙烯基含量为0.18-0.26％。
其中，补强填料为沉淀法二氧化硅，采用硅氮烷对沉淀法二氧化硅进行表面预处理，硅氮烷和沉淀法二氧化硅的质量比为20:100。表面预处理为将沉淀法二氧化硅投入至密闭容器中，然后投入硅氮烷，投料完成后对容器进行密闭处理，处理时间超过7天。
其中，沉淀法二氧化硅中Si-OH的含量低于3.0个/nm2。
其中，乙烯基MQ树脂包括第一乙烯基MQ树脂和第二乙烯基MQ树脂，第一乙烯基MQ树脂和第二乙烯基MQ树脂的质量比为1:4。采用乙烯基MQ树脂作为补强剂，补强后的硅胶无色透明，机械强度高。
其中，第一乙烯基MQ树脂的粘度为12300mPa·s，乙烯基含量为1.0-1.2％。
其中，第二乙烯基MQ树脂的粘度为83500mPa·s，乙烯基含量为1.0-1.2％。
其中，铂络合物催化剂的浓度为30ppm。
其中，端中含氢硅油中，氢含量为1.66％。
本实施例的制备方法如下：
(1)基础胶料制备：将经过表面预处理的沉淀法二氧化硅和端乙烯基硅油投入捏合机中搅拌制备得到基础聚合物，控制温度为180℃，调节真空度为-0.095Mpa，对基础聚合物进行真空加热脱低处理，随后投入三辊机中混匀制备得到基础胶料；
(2)A组分配制：向基础胶料中加入第一乙烯基MQ树脂、第二乙烯基MQ树脂和铂络合物催化剂，搅拌均匀后在-0.095Mpa下进行真空脱泡处理，制备获得A组分；
(3)B组分配制：将第一乙烯基MQ树脂、端中含氢硅油和四甲基四乙烯基环四硅氧烷混合搅拌均匀制备获得B组分；
(4)硅胶制备：将A组分和B组分混合均匀后进行真空脱泡处理，待产品固化后制备获得硅胶。
实施例2
A组分：基础胶料280份，乙烯基MQ树脂230份，铂络合物催化剂0.2份；B组分：第一乙烯基MQ树脂40份，端中含氢硅油6份，四甲基四乙烯基环四硅氧烷1.5份。
其中，A组分的粘度为50000mPa·s，B组分的粘度为3500mPa·s，A组分和B组分的质量比为9:1。
其中，补强填料和端乙烯基硅油的质量比为35:55。
其中，端乙烯基硅油的粘度为800mPa·s，数均分子量为26000。
其中，硅氮烷和沉淀法二氧化硅的质量比为10:90。
其中，第一乙烯基MQ树脂和第二乙烯基MQ树脂的质量比为1:3。
其中，第一乙烯基MQ树脂的粘度为10000mPa·s。
其中，第二乙烯基MQ树脂的粘度为80000mPa·s。
其中，铂络合物催化剂的浓度为25ppm。
本实施例的制备方法与实施例1的区别在于：步骤(1)中，控制温度为200℃，调节真空度为-0.1Mpa；步骤(2)中，搅拌均匀后，在-0.1Mpa下进行真空脱泡。
实施例3
A组分：基础胶料320份，乙烯基MQ树脂270份，铂络合物催化剂0.3份；B组分：第一乙烯基MQ树脂50份，端中含氢硅油10份，四甲基四乙烯基环四硅氧烷2.0份。
其中，A组分的粘度为55000mPa·s，B组分的粘度为4500mPa·s，A组分和B组分的质量比为11:1。
其中，补强填料和端乙烯基硅油的质量比为45:65。
其中，端乙烯基硅油的粘度为1200mPa·s，数均分子量为30000。
其中，硅氮烷和沉淀法二氧化硅的质量比为30:110。
其中，第一乙烯基MQ树脂和第二乙烯基MQ树脂的质量比为1:5。
其中，第一乙烯基MQ树脂的粘度为14000mPa·s。
其中，第二乙烯基MQ树脂的粘度为90000mPa·s。
其中，铂络合物催化剂的浓度为35ppm。
本实施例的制备方法与实施例1的区别在于：步骤(1)中，控制温度为220℃，调节真空度为-0.1Mpa；步骤(2)中，搅拌均匀后，在-0.1Mpa下进行真空脱泡。
本实施例1所制备的产品性能如下表所示：
项目 撕裂强度(KN/m) 拉伸强度(MPa) 延伸率(％) 硬度(shore A)
实施例1 ≥7 ≥5.5 ≥50 ≥75
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)

1.一种高硬度加成型液体硅胶，包括有A组分和B组分，其特征在于，按照重量份数计算，所述组分包括：
A组分
基础胶料 280-320份
乙烯基MQ树脂 230-270份
铂络合物催化剂 0.1-0.3份
B组分
第一乙烯基MQ树脂 40-50份
端中含氢硅油 6-10份
四甲基四乙烯基环四硅氧烷 1.5-2.0份
所述基础胶料由补强填料和端乙烯基硅油制备而成，所述补强填料经硅氮烷表面预处理。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度加成型液体硅胶，其特征在于，所述补强填料与所述端乙烯基硅油的质量比为35-45:55-65。
3.根据权利要求1或2所述的一种高硬度加成型液体硅胶，其特征在于，所述硅氮烷与所述补强填料的质量比为10-30:90-110。
4.根据权利要求3所述的一种高硬度加成型液体硅胶，其特征在于，所述补强填料中Si-OH的含量低于3.0个/nm2。
5.根据权利要求4所述的一种高硬度加成型液体硅胶，其特征在于，所述补强填料为沉淀法二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的一种高硬度加成型液体硅胶，其特征在于，所述端乙烯基硅油的数均分子量为26000-30000。
7.根据权利要求6所述的一种高硬度加成型液体硅胶，其特征在于，所述端乙烯基硅油的粘度为800-1200mPa·s，乙烯基含量为0.18-0.26％。
8.根据权利要求1所述的一种高硬度加成型液体硅胶，其特征在于，所述乙烯基MQ树脂包括第一乙烯基MQ树脂和第二乙烯基MQ树脂，所述第一乙烯基MQ树脂的粘度为10000-14000mPa·s，乙烯基含量为1.0-1.2％，所述第二乙烯基MQ树脂的粘度为80000-90000mPa·s，乙烯基含量为1.0-1.2％。
9.根据权利要求8所述的一种高硬度加成型液体硅胶，其特征在于，所述A组分中，所述第一乙烯基MQ树脂和所述第二乙烯基MQ树脂的质量比为1:3-5。
10.根据权利要求1所述的一种高硬度加成型液体硅胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)基础胶料制备：将所述补强填料与所述端乙烯基硅油投入捏合机中搅拌制得基础聚合物，对基础聚合物进行真空脱低操作，完成脱低后的基础聚合物再经过三辊机加工制备获得基础胶料；
(2)A组分配制：所述基础胶料中加入所述乙烯基MQ树脂和铂络合物催化剂搅拌均匀，随后真空脱泡制备获得A组分；
(3)B组分配制：将所述第一乙烯基MQ树脂、端中含氢硅油和四甲基四乙烯基环四硅氧烷混合搅拌均匀制备获得B组分；
(4)硅胶制备：将A组分和B组分混合均匀后进行真空脱泡处理，待产品固化后制备获得液体硅胶。
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