CN114196067B - 一种自愈合凝胶垫及其制备方法 - Google Patents

一种自愈合凝胶垫及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种自愈合凝胶垫及其制备方法，自愈合凝胶垫包括上层、中间层和下层，所述中间层由多孔泡棉和第一配比的有机硅凝胶复合组成，所述上层和下层由第二配比的有机硅凝胶组成。本发明通过对中间层及上层、下层的有机硅凝胶的组分进行合理配比，使制得自愈合凝胶垫中间层和外层(即上层、下层)的有机硅凝胶的固化程度能够达到应用所需，并且，由于中间层中的硅凝胶内部存在未完全交联的大分子，通过氢键、色散力、取向力、诱导力、分子扩散缠绕等方式实现自愈合，通过多孔泡棉的回弹力保证大分子能迅速与相邻的大分子碰撞产生氢键、色散力、取向力、诱导力、物理缠绕等，提高自愈合凝胶垫的自愈能力。

Description

一种自愈合凝胶垫及其制备方法
技术领域
本发明涉及自愈合凝胶垫材料技术领域，尤其涉及一种自愈合凝胶垫及其制备方法。
背景技术
电气连接器插接件线束(尤其是新能源汽车内部的)如果密封不良，会导致电器和线束进水，进而引起内部电路短路/腐蚀等情况，直接导致功能失效，因此线束连接器插接件的密封保护要求极高。目前市面上常用的密封件有：1、硅橡胶密封垫/圈，其缺点是通常无法多次插拔，且通常需要较大的挤压力形成凸起来与周边壳体紧密贴合实现密封，返修则需要更换密封垫；2、胶类，需要时间来固化，效率不高，且无法多次插拔、返修；3、密封条，需要开模定制特定形状，且无法多次插拔、返修。
发明内容
本发明实施例提供了一种自愈合凝胶垫及其制备方法，旨在解决现有技术中自愈合凝胶垫使用不方便且无法重复使用的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种自愈合凝胶垫，上层、中间层和下层，所述中间层由多孔泡棉和第一配比的有机硅凝胶复合组成，所述上层和下层由第二配比的有机硅凝胶组成，其中，第一配比的有机硅凝胶按重量百分比计，由以下组分组成：
Figure BDA0003435930100000011
Figure BDA0003435930100000021
上述各组分的重量百分比之和为100％；
第二配比的有机硅凝胶按重量百分比计，由以下组分组成：
Figure BDA0003435930100000022
上述各组分的重量百分比之和为100％。
优选的，所述乙烯基硅油为侧乙烯基硅油、端乙烯基硅油或端侧混合型乙烯基硅油中的一种或多种，所述乙烯基硅油的粘度为50mPa·s～5000mPa·s，所述乙烯基硅油的乙烯基含量为0.06mmol/g～0.37mmol/g。
优选的，所述二甲基硅油的粘度为50mPa·s～5000mPa·s。
优选的，所述端含氢硅油包含单端含氢硅油和双端含氢硅油，所述端含氢硅油的含氢量为0.15mmol/g～2.9mmol/g。
优选的，所述侧含氢硅油的含氢量为0.8mmol/g～7.55mmol/g。
优选的，所述催化剂为铂金络合物。
优选的，所述抑制剂为炔醇类化合物、马来酸酯类化合物或酰胺类化合物。
优选的，所述补强材料为白炭黑或乙烯基MQ型硅树脂。
优选的，所述白炭黑为气相二氧化硅或沉淀二氧化硅，所述白炭黑的比表面积为150m2/g～300m2/g，所述乙烯基MQ型硅树脂的粘度为500Pa·s～4000mPa·s。
第二方面，本发明还提供一种上述的自愈合凝胶垫的制备方法，包括：
将第一配比的乙烯基硅油、二甲基硅油、端含氢硅油、侧含氢硅油、催化剂、抑制剂、补强材料混合均匀后，得到中间层液体，将多孔泡棉浸入所述中间层液体，抽真空排出多孔泡棉的内部空气，待所述中间层液体替代空气完全渗入所述多孔泡棉内部后，在高温环境中进行固化，得到中间层；
将第二配比的乙烯基硅油、端含氢硅油、侧含氢硅油、催化剂、抑制剂、补强材料混合均匀后进行真空脱泡，得到凝胶混合液，将所述凝胶混合液涂布在所述中间层的上层和下层后进行固化，得到自愈合凝胶垫。
本发明通过对中间层及上层、下层的有机硅凝胶的组分进行合理配比，使制得自愈合凝胶垫中间层和外层(即上层、下层)的有机硅凝胶的固化程度能够达到应用所需，并且，由于中间层中的硅凝胶内部存在未交联的大分子，氢键等作用力实现自愈合，通过多孔泡棉的回弹力保证大分子能迅速与相邻的大分子碰撞产生氢键等作用力，提高自愈合凝胶垫的自愈能力。进一步的，制得的自愈合凝胶垫可用于电气连接器的保护，以自愈合凝胶垫作为密封材料使用方便，便于电器线缆从自愈合凝胶垫穿过，自愈合凝胶垫即使被电器线缆多次插拔，也能通过自愈合凝胶垫的自愈合能力，有效的保护小型多路电气连接器和线缆入口，防止腐蚀，且在潮湿环境，自愈合凝胶垫也能覆盖电气连接器表面，形成严密的密封环境，起到防水防尘及绝缘的作用。自愈合凝胶垫在室温条件下制备，类似传统的胶带、垫圈或垫片，具有类似灌封材料的密封性，在顺应性方面优于传统弹性垫片。自愈合凝胶垫可以替代单线密封件、多线块密封件或者现场成型密封剂。在汽车引擎盖下的电子器件、商用连接器和电气界面应用具有广泛的前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本发明实施例公开一种导热吸波复合片材，包括上层、中间层和下层，中间层由多孔泡棉和第一配比的有机硅凝胶复合组成，上层和下层由第二配比的有机硅凝胶组成，其中，第一配比的有机硅凝胶按重量百分比计，由以下组分组成：
Figure BDA0003435930100000041
上述各组分的重量百分比之和为100％；
第二配比的有机硅凝胶按重量百分比计，由以下组分组成：
Figure BDA0003435930100000042
上述各组分的重量百分比之和为100％。
进一步的，自愈合凝胶垫的制备方法如下：
(1)将第一配比的乙烯基硅油、二甲基硅油、端含氢硅油、侧含氢硅油、催化剂、抑制剂、补强材料混合均匀后，得到中间层液体，抽真空排出多孔泡棉的内部空气，待中间层液体替代空气完全渗入多孔泡棉内部后，在高温环境中进行固化，得到中间层。具体可以是：按照第一配比将乙烯基硅油、二甲基硅油、端含氢硅油、侧含氢硅油、催化剂、抑制剂、气相白炭黑混合均匀后，得到中间层液体；将多孔泡棉完全浸入中间层液体中，抽真空除去多孔泡棉内部的空气，待中间层液体完全渗入多孔泡棉内部后，移至烤箱80℃～120℃进行固化，得到中间层；
(2)将第二配比的乙烯基硅油、端含氢硅油、侧含氢硅油、催化剂、抑制剂、补强材料混合均匀后进行真空脱泡，得到凝胶混合液，将所述凝胶混合液涂布在所述中间层的上层和下层后进行固化，得到自愈合凝胶垫。具体可以是：将第二配比的乙烯基硅油、端含氢硅油、侧含氢硅油、催化剂、抑制剂、气相白炭黑混合均匀后进行真空脱泡，得到凝胶混合液，将凝胶混合液涂布在中间层的表面(上层和下层)后在烤箱80℃～120℃进行固化，得到自愈合凝胶垫。
其中，乙烯基硅油为侧乙烯基硅油、端乙烯基硅油或端侧混合型乙烯基硅油中的一种或多种，乙烯基硅油的粘度为50mPa·s～5000mPa·s，乙烯基硅油的乙烯基含量为0.06mmol/g～0.37mmol/g。二甲基硅油的粘度为50mPa·s～5000mPa·s。端含氢硅油包含单端含氢硅油(R为CH3)和双端含氢硅油(R为H)，端含氢硅油的含氢量为0.15mmol/g～2.9mmol/g，结构如下：
Figure BDA0003435930100000051
侧含氢硅油的含氢量为0.8mmol/g～7.55mmol/g，结构如下(R可以是CH3或者H)：
Figure BDA0003435930100000052
进一步的，催化剂为铂金络合物，常见的为卡斯特催化剂，其中Pt含量常见的有2000ppm或5000ppm。抑制剂为炔醇类化合物、马来酸酯类化合物或酰胺类化合物。补强材料为白炭黑或乙烯基MQ型硅树脂，其中，白炭黑为气相二氧化硅或沉淀二氧化硅，白炭黑的比表面积为150m2/g～300m2/g，乙烯基MQ型硅树脂的粘度为500mPa·s～4000mPa·s。上层和下层的厚度为0.05mm～0.3mm。
其中，端含氢硅油作用是使分子链变长，增强拉伸强度和伸长率。由于单独的端含氢硅油跟乙烯基硅油反应后还是液态的，不是弹性体，因此还需加入侧含氢硅油，使乙烯基硅油交联形成立体网状结构从而具有使用力学性能。需要知道的是，若要实现低硬度且不加端含氢硅油，则会导致自愈合凝胶垫出油率升高。自愈合凝胶垫由三层组成，中间层厚度占比90-99％，由多孔泡棉(聚氨酯多孔泡棉(泡沫))和柔软的有机硅凝胶复合而成，在压缩时具有优异的密封性能，上层和下层厚度各占0.5％-5％，相比中间层交联程度要高，因此强度要高，这样设计的好处是方便操作，较薄的厚度也能减少插入力，保护电线不会破坏。此外，多孔泡沫经过特殊处理，去除了泡棉上的细胞膜，它具有完全开放的三维网状细胞结构。以多孔泡棉作为骨架吸附硅凝胶，提高硅凝胶的回弹性和拉伸强度。多孔泡棉平均孔径为0.5um～2000um，优选的孔径范围从400um～800um；进一步优选的孔径范围为500um～600um。商用的泡沫海绵包括但不限于普利司通的Everlight SF系列，如HR-13、HR-20、HR-30、HR-40、HR-50、QP-16等，日本井上INOAC聚氨酯泡棉系列。
将制得的自愈合凝胶垫进行了自愈合耐插拔次数、硬度、抗拉强度、伸长率、应力松弛率、出油率的测试，其中，自愈合耐插拔次数的测试是通过电线多次穿过材料后检测是否漏水来得到的，硬度测试标准为ASTM D2240，抗拉强度测试标准为ASTM D 412，伸长率测试标准为ASTM D 412，应力松弛率GB/T 1685，出油率按照150℃250小时老化前后质量损失百分比进行计算。
实施例1的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将0.15mmol/g端乙烯基硅油92.47％、0.16mmol/g端含氢硅油6.15％、0.95mmol/g侧含氢硅油0.90％、2000ppm卡斯特催化剂0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑0.4％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-30多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将0.11mmol/g端乙烯基硅油92.24％、1.60mmol/g端含氢硅油5.48％、1.10mmol/g侧含氢硅油1.50％、卡斯特催化剂2000ppm0.1％、环己炔醇抑制剂0.006％、200m2/g的气相法白炭黑0.7％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱80℃进行固化，时间为60min。
实施例2的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将0.19mmol/g端乙烯基硅油83.65％、0.16mmol/g端含氢硅油11.76％、0.95mmol/g侧含氢硅油0.9％、2000ppm卡斯特催化剂0.072％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑3.62％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-30多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将0.08mmol/g端乙烯基硅油89.30％、1.60mmol/g端含氢硅油4.83％、1.10mmol/g侧含氢硅油2.90％、卡斯特催化剂2000ppm0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑2.90％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱120℃进行固化，时间为30min。
实施例3的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将0.15mmol/g端乙烯基硅油93.59％、0.16mmol/g端含氢硅油1.01％、0.95mmol/g侧含氢硅油4.55％、1000mPa·s粘度的二甲基硅油0.51％、2000ppm卡斯特催化剂0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑0.25％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-30多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将0.11mmol/g端乙烯基硅油88.03％、1.60mmol/g端含氢硅油4.76％、1.10mmol/g侧含氢硅油3.81％、卡斯特催化剂2000ppm0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑3.33％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃进行固化，时间为30min。
实施例4的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将0.08mmol/g端乙烯基硅油93.59％、0.16mmol/g端含氢硅油1.01％、0.95mmol/g侧含氢硅油4.55％、1000mPa·s粘度的二甲基硅油0.51％、2000ppm卡斯特催化剂0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑0.25％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-13多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将0.11mmol/g端乙烯基硅油88.03％、1.60mmol/g端含氢硅油4.76％、1.10mmol/g侧含氢硅油3.81％、卡斯特催化剂2000ppm0.12％、环己炔醇抑制剂0.009％、200m2/g的气相法白炭黑3.33％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃进行固化，时间为30min。
实施例5的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将0.15mmol/g端乙烯基硅油91.28％、0.16mmol/g端含氢硅油4.93％、0.95mmol/g侧含氢硅油3.45％、2000ppm卡斯特催化剂0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑0.25％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-30多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将0.08mmol/g端乙烯基硅油87.61％、1.60mmol/g端含氢硅油5.21％、1.10mmol/g侧含氢硅油4.26％、卡斯特催化剂2000ppm0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑2.84％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃进行固化，时间为30min。
实施例6的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将0.06mmol/g端乙烯基硅油92.89％、1.6mmol/g端含氢硅油2.01％、1.95mmol/g侧含氢硅油4.52％、2000ppm卡斯特催化剂0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑0.5％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-30多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将0.08mmol/g端乙烯基硅油89.30％、1.60mmol/g端含氢硅油5.31％、3.80mmol/g侧含氢硅油2.41％、卡斯特催化剂2000ppm0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑2.90％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃进行固化，时间为30min。
实施例7的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将0.06mmol/g端乙烯基硅油92.89％、1.6mmol/g端含氢硅油4.02％、1.95mmol/g侧含氢硅油2.51％、2000ppm卡斯特催化剂0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑0.5％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-30多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将0.15mmol/g端乙烯基硅油84.99％、1.60mmol/g端含氢硅油8.27％、3.80mmol/g侧含氢硅油3.22％、卡斯特催化剂2000ppm0.07％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑3.44％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃进行固化，时间为30min。
实施例8的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将0.15mmol/g端乙烯基硅油83.72％、0.16mmol/g端含氢硅油13.58％、1.10mmol/g侧含氢硅油2.26％、2000ppm卡斯特催化剂0.07％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑0.36％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-30多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将0.06mmol/g端乙烯基硅油90.61％、1.60mmol/g端含氢硅油2.45％、1.10mmol/g侧含氢硅油3.92％、卡斯特催化剂2000ppm0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、250m2/g的气相法白炭黑2.94％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在100℃进行固化，时间为30min。
实施例9的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将乙烯基含量为0.06mmol/g端乙烯基硅油93.83％、含氢量为1.6mmol/g端含氢硅油2.03％、含氢量为1.95mmol/g的侧含氢硅油3.55％、Pt含量2000ppm卡斯特催化剂0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑0.51％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-30多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将0.07mmol/g端乙烯基硅油92.65％、1.6mmol/g端含氢硅油3.00％、1.10mmol/g侧含氢硅油3.51％、卡斯特催化剂2000ppm0.08％、环己炔醇抑制剂0.004％、250m2/g的气相法白炭黑0.75％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱120℃进行固化，时间为30min。
实施例10的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将乙烯基含量为0.08mmol/g端乙烯基硅油93.78％、含氢量为1.6mmol/g的端含氢硅油3.30％、含氢量为0.95mmol/g侧含氢硅油0.89％、Pt含量2000ppm的卡斯特催化剂0.08％、环己炔醇抑制剂0.01％、200m2/g的气相法白炭黑0.51％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-30多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将乙烯基含量为0.08mmol/g端乙烯基硅油84.80％、含氢量为0.16mmol/g端含氢硅油9.17％、含氢量为1.95mmol/g侧含氢硅油2.29％、Pt含量为2000ppm卡斯特催化剂0.07％、环己炔醇抑制剂0.005％、乙烯基含量为1.3mmol/g的乙烯基MQ硅树脂3.67％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃进行固化，时间为30min。
对比例1的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将乙烯基含量为0.08mmol/g端乙烯基硅油93.78％、含氢量为1.6mmol/g的端含氢硅油3.30％、含氢量为0.95mmol/g侧含氢硅油0.89％、Pt含量2000ppm的卡斯特催化剂0.08％、环己炔醇抑制剂0.01％、200m2/g的气相法白炭黑0.51％，加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，在烤箱100℃固化30min制成4.8mm的凝胶，得到中间层；
第二步，将乙烯基含量为0.08mmol/g端乙烯基硅油84.80％、含氢量为0.16mmol/g端含氢硅油9.17％、含氢量为1.95mmol/g侧含氢硅油2.29％、Pt含量为2000ppm卡斯特催化剂0.07％、环己炔醇抑制剂0.005％、乙烯基含量为1.3mmol/g的乙烯基MQ硅树脂3.67％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃进行固化，时间为30min。
对比例2的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将乙烯基含量为0.08mmol/g端乙烯基硅油78.30％、含氢量为1.6mmol/g的端含氢硅油17.99％、含氢量为0.95mmol/g侧含氢硅油2.12％、Pt含量2000ppm的卡斯特催化剂0.11％、环己炔醇抑制剂0.004％、200m2/g的气相法白炭黑1.48％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-40多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将乙烯基含量为0.08mmol/g端乙烯基硅油84.80％、含氢量为0.16mmol/g端含氢硅油9.17％、含氢量为1.95mmol/g侧含氢硅油2.29％、Pt含量为2000ppm卡斯特催化剂0.07％、环己炔醇抑制剂0.005％、乙烯基含量为1.3mmol/g的MQ硅树脂3.67％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃进行固化，时间为30min。
对比例3的自愈合凝胶垫制备：
第一步，在乙烯基含量为0.10mmol/g端乙烯基硅油95.48％、含氢量为1.95mmol/g侧含氢硅油2.58％、Pt含量2000ppm的卡斯特催化剂0.13％、环己炔醇抑制剂0.005％、200m2/g的气相法白炭黑1.81％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-40多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将乙烯基含量为0.08mmol/g端乙烯基硅油84.80％，含氢量为0.16mmol/g端含氢硅油9.17％，含氢量为1.95mmol/g侧含氢硅油2.29％，Pt含量为2000ppm卡斯特催化剂0.07％，环己炔醇抑制剂0.005％，乙烯基含量为1.3mmol/g的MQ硅树脂3.67％，按上述比例称取后再均质机里真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，通过涂布的方式在第一步所得的复合材料上下表面各成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃固化30min。
对比例4的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将乙烯基含量为0.06mmol/g端乙烯基硅油96.47％、含氢量为7.55mmol/g侧含氢硅油1.83％、Pt含量2000ppm的卡斯特催化剂0.13％、环己炔醇抑制剂0.005％、200m2/g的气相法白炭黑1.81％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-13多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将乙烯基含量为0.08mmol/g端乙烯基硅油86.38％、含氢量为0.16mmol/g端含氢硅油7％、含氢量为1.95mmol/g侧含氢硅油2.80％、Pt含量为2000ppm卡斯特催化剂0.07％、环己炔醇抑制剂0.005％、比表面积200g/cm3的白炭黑3.73％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃进行固化，时间为30min。
对比例5的自愈合凝胶垫制备：
第一步，将乙烯基含量为0.15mmol/g端乙烯基硅油79.65％、含氢量为1.6mmol/g的端含氢硅油16.58％、含氢量为1.1mmol/g侧含氢硅油2.37％、Pt含量2000ppm的卡斯特催化剂0.11％、环己炔醇抑制剂0.009％、250m2/g的气相法白炭黑1.29％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到中间层液体，将5mm厚度的HR-50多孔泡棉浸入中间层液体，抽真空排出多孔泡棉内部空气，使中间层液体填充泡棉内部孔隙后，在烤箱100℃进行固化，得到中间层；
第二步，将乙烯基含量为0.06mmol/g端乙烯基硅油86.65％、含氢量为0.16mmol/g端含氢硅油9.95％、含氢量为1.95mmol/g侧含氢硅油3.16％、Pt含量为2000ppm卡斯特催化剂0.07％、环己炔醇抑制剂0.005％、比表面积250g/cm3的白炭黑3.16％加入均质机，在真空条件下(真空度-0.09MPa)以1500rpm转速混合均匀后，得到凝胶混合液，通过涂布的方式在中间层的上、下表面涂凝胶混合液使上、下表面成型一层0.1mm厚度的硅凝胶，之后在烤箱100℃进行固化，时间为30min。
对各实施例及对比例中的自愈合凝胶垫进行自愈合耐插拔次数、硬度、抗拉强度、伸长率、应力松弛率、出油率的测试。各测试结果如表1所示：
Figure BDA0003435930100000131
Figure BDA0003435930100000141
表1
从实验结果中实施例及对比例来看，实施例明显在自愈合耐插拔次数、硬度、抗拉强度、伸长率、应力松弛率、出油率方面均优于对比例，通过将有机硅凝胶填充到多孔泡棉中，以多孔泡棉作为骨架吸附硅凝胶，通过多孔泡棉的回弹力保证大分子能迅速与相邻的大分子碰撞产生氢键等作用力，提高硅凝胶的回弹性和拉伸强度，提高自愈合凝胶垫的自愈能力。经过多次插拔，凝胶层的自愈合能力，也能有效的保护小型多路电气连接器和线缆入口，防止腐蚀，即使在潮湿环境，凝胶也能覆盖电气连接器表面，形成严密的密封环境，起到防水防尘及绝缘的作用。凝胶采用室温制备，类似传统的胶带、垫圈或垫片，具有类似灌封材料的密封性，在顺应性方面优于传统弹性垫片，并且可以替代单线密封件、多线块密封件或者现场成型密封剂；在汽车引擎盖下的电子器件、商用连接器和电气界面应用也具有广泛的前景。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自愈合凝胶垫，其特征在于，包括上层、中间层和下层，所述中间层由多孔泡棉和第一配比的有机硅凝胶复合组成，所述上层和下层由第二配比的有机硅凝胶组成，其中，第一配比的有机硅凝胶按重量百分比计，由以下组分组成：
Figure FDA0003435930090000011
上述各组分的重量百分比之和为100％；
第二配比的有机硅凝胶按重量百分比计，由以下组分组成：
Figure FDA0003435930090000012
上述各组分的重量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的自愈合凝胶垫，其特征在于，所述乙烯基硅油为侧乙烯基硅油、端乙烯基硅油或端侧混合型乙烯基硅油中的一种或多种，所述乙烯基硅油的粘度为50mPa·s～5000mPa·s，所述乙烯基硅油的乙烯基含量为0.06mmol/g～0.37mmol/g。
3.根据权利要求1所述的自愈合凝胶垫，其特征在于，所述二甲基硅油的粘度为50mPa·s～5000mPa·s。
4.根据权利要求1所述的自愈合凝胶垫，其特征在于，所述端含氢硅油包含单端含氢硅油和双端含氢硅油，所述端含氢硅油的含氢量为0.15mmol/g～2.9mmol/g。
5.根据权利要求1所述的自愈合凝胶垫，其特征在于，所述侧含氢硅油的含氢量为0.8mmol/g～7.55mmol/g。
6.根据权利要求1所述的自愈合凝胶垫，其特征在于，所述催化剂为铂金络合物。
7.根据权利要求1所述的自愈合凝胶垫，其特征在于，所述抑制剂为炔醇类化合物、马来酸酯类化合物或酰胺类化合物。
8.根据权利要求1所述的自愈合凝胶垫，其特征在于，所述补强材料为白炭黑或乙烯基MQ型硅树脂。
9.根据权利要求8所述的自愈合凝胶垫，其特征在于，所述白炭黑为气相二氧化硅或沉淀二氧化硅，所述白炭黑的比表面积为150m2/g～300m2/g，所述乙烯基MQ型硅树脂的粘度为500mPa·s～4000mPa·s。
10.一种制备如权利要求1～9任一项所述的自愈合凝胶垫的方法，其特征在于，包括：
将第一配比的乙烯基硅油、二甲基硅油、端含氢硅油、侧含氢硅油、催化剂、抑制剂、补强材料混合均匀后，得到中间层液体，将多孔泡棉浸入所述中间层液体，抽真空排出多孔泡棉的内部空气，待所述中间层液体替代空气完全渗入所述多孔泡棉内部后，在高温环境中进行固化，得到中间层；
将第二配比的乙烯基硅油、端含氢硅油、侧含氢硅油、催化剂、抑制剂、补强材料混合均匀后进行真空脱泡，得到凝胶混合液，将所述凝胶混合液涂布在所述中间层的上层和下层后进行固化，得到自愈合凝胶垫。
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