CN114196213A - 一种多功能的改性硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

一种多功能的改性硅橡胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114196213A
CN114196213A CN202111675041.7A CN202111675041A CN114196213A CN 114196213 A CN114196213 A CN 114196213A CN 202111675041 A CN202111675041 A CN 202111675041A CN 114196213 A CN114196213 A CN 114196213A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
component
zinc oxide
mixing
silicone oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111675041.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114196213B (zh
Inventor
郑保昌
陈珊
欧阳光华
刘立瑶
祝蓓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Kosen New Material Co ltd
Original Assignee
Hunan Kosen New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Kosen New Material Co ltd filed Critical Hunan Kosen New Material Co ltd
Priority to CN202111675041.7A priority Critical patent/CN114196213B/zh
Publication of CN114196213A publication Critical patent/CN114196213A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114196213B publication Critical patent/CN114196213B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Abstract

一种多功能的改性硅橡胶，该改性硅橡胶包括基体橡胶和氧化锌纳米棒。本发明通过在硅橡胶中引入氧化锌纳米棒，在不影响硅橡胶自身性能的前提下使橡胶具有荧光性能的同时还可提高其阻燃性能，大大拓宽了硅橡胶的应用范围。另外，本发明提供的荧光阻燃双功能硅橡胶的制备工艺简单，操作方便，原料易得，经济效益较好。

Description

一种多功能的改性硅橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种硅橡胶及其制备方法，具体涉及一种多功能的硅橡胶及其制备方法，属于改性硅橡胶生产领域。
背景技术
硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上连有两个有机基团的橡胶。硅橡胶具有耐热、耐候、无毒、环保、化学稳定性好等优点，在各个领域中得到了广泛的应用。按照产品的组成不同，硅橡胶可以分为单组份和双组份两大类。其中，双组份加成型液体硅橡胶便于浇筑成型、收缩率小，是极受欢迎的一类硅橡胶。
针对硅橡胶存在的缺陷，同时为了满足硅橡胶在人们日常生产生活中的需要，目前硅橡胶的开发逐渐趋向功能化，包括磁性、荧光、阻燃、导电等功能。但是，现有技术中对于双功能硅橡胶的研究较少，面对日趋复杂的应用环境，单功能的硅橡胶难以满足日常的使用需求，因此，对双功能甚至多功能硅橡胶的研发势在必行。
氧化锌纳米棒是一种具有荧光性质的半导体材料，其荧光具有宽频带、生物相容性好、化学稳定性高、环境友好等特点，广泛应用于催化、分离分析、生物/化学传感、药物控释等领域。同时，氧化锌(锌白)具有高熔点和高沸点，还能作为阻燃材料。
发明内容
针对现有技术中硅橡胶功能单一，而不能应对较复杂的实际应用场景的问题，本发明提出一种多功能的硅橡胶(即具有荧光性能的同时还具有较高阻燃功能的硅橡胶)及其制备方法，本方法采用氧化锌纳米棒改性硅橡胶，使改性后的硅橡胶同时具有荧光和阻燃两种功能，拓宽了硅橡胶的应用场景。此前，未见有使用纳米棒改性硅橡胶的案例。
根据本发明的第一种实施方案，提供一种多功能的改性硅橡胶。
一种多功能的改性硅橡胶，该改性硅橡胶包括基体橡胶和氧化锌纳米棒。
优选的是，所述改性硅橡胶中，氧化锌纳米棒的质量百分比为1.5％～6.8％，优选为2.9％～5.9％。
优选的是，所述基体橡胶包括A组份和B组份，其中：
A组份包括：
乙烯基硅油I 20～80份，优选为25～70份，更优选为30～60份。
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份。
催化剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm。
抑制剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm。
优选的是，B组份包括：
乙烯基硅油II 20～60份，优选为25～50份，更优选为30～45份。
交联剂0.5～30份，优选为1～25份，更优选为2～20份。
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份。
其中，B组份与A组份的混合质量比为0.05-10:1，优选为0.2-3:1，更优选为0.3-1:1。
优选的是，所述补强填料为白炭黑，优选为气相白炭黑。
优选的是，所述交联剂为含氢硅油。所述催化剂为铂催化剂。所述抑制剂为炔环己醇。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种多功能的改性硅橡胶的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)氧化锌纳米棒胶浆的制备：将氧化锌纳米棒与乙烯基硅油I混合，获得氧化锌纳米棒胶浆。
2)A组份的制备：将乙烯基硅油I、补强填料、催化剂以及抑制剂进行混合，获得A组份。
3)B组份的制备：将乙烯基硅油II、交联剂、补强填料进行混合，获得B组份。
4)多功能的改性硅橡胶的制备：先将氧化锌纳米棒胶浆、A组份以及B组份进行混合，再经硫化成型后获得所述多功能的改性硅橡胶。
优选的是，所述氧化锌纳米棒与乙烯基硅油I的混合质量比为0.2～0.8:1，优选为0.25～0.5:1。
优选的是，所述补强填料为气相白炭黑。所述交联剂为含氢硅油。所述催化剂为铂催化剂。所述抑制剂为炔环己醇。
作为优选，氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.1～0.5:1，优选为0.15～0.4:1。所述B组份的加入量与A组份的加入量的质量比为0.05-10:1，优选为0.2-3:1，更优选为0.3-1:1。
优选的是，在步骤2)中，各原料的用量具体如下：
乙烯基硅油I 20～80份，优选为25～70份，更优选为30～60份。
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份。
催化剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm。
抑制剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm。
优选的是，在步骤3)中，各原料的用量具体如下：
乙烯基硅油II 20～60份，优选为25～50份，更优选为30～45份。
交联剂0.5～30份，优选为1～25份，更优选为2～20份。
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份。
优选的是，步骤1)具体为：按比例将氧化锌纳米棒与乙烯基硅油I混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨1～8次(优选为2～5次)，得到氧化锌纳米棒胶浆。
优选的是，步骤2)具体为：按比例将乙烯基硅油I、补强填料、催化剂以及抑制剂进行混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨10-60min(优选采用三辊机研磨20-30min)，得到A组份。
优选的是，步骤3)具体为：按比例将乙烯基硅油II、交联剂以及补强填料进行混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨10-60min(优选采用三辊机研磨20-30min)，获得B组份。
优选的是，步骤4)具体为：按比例先将氧化锌纳米棒胶浆与A组份混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨10-60min(优选采用三辊机研磨20-30min)。再然后再加入B组份继续混合(例如搅拌混合5-20min)，除真空并硫化成型即获得所述多功能的改性硅橡胶。
在本发明中，所述乙烯基硅油I、乙烯基硅油II都是端乙烯基聚二甲基硅氧烷，两者的乙烯基含量和粘度可以相同或者不同，即乙烯基硅油I和乙烯基硅油II可以是同一种硅油，也可以是不同的硅油。
优选的是，该方法还包括前置步骤A)：
A)氧化锌纳米棒的制备：将可溶性锌盐分散在有机溶剂中，然后加入模板剂和碱进行水热反应获得氧化锌纳米棒。
作为优选，步骤A)中各原料的用量具体如下。
可溶性锌盐0.1～50份，优选为0.5～30份，更优选为1～10份。
模板剂0.5～50份，优选为1～30份，更优选为2～10份。
碱1～70份，优选为3～40份，更优选为5～30份。
有机溶剂1～1200份，优选为5～1000份，更优选为10～800份。
作为优选，所述可溶性锌盐选自硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、氟硼酸锌、乙酸锌中的一种或多种，优选为硝酸锌。
所述模板剂选自十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠中的一种或多种，优选为十二烷基苯磺酸钠。
所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水中的一种或多种，优选为氢氧化钠。
所述有机溶剂选自乙醇、丙醇、丁醇中的一种或几种，优选为乙醇。
优选的是，步骤A)具体为：按比例先将可溶性锌盐、模板剂以及碱分散于有机溶剂(例如乙醇)中，然后搅拌混合10～80min(优选为20～40min)，得到混合溶液。再将混合溶液转移至高压反应釜中，并在80～150℃(优选为90～120℃)的条件下反应1～24h(优选为3～12h)，待反应完成后，依次经离心、洗涤、干燥后即可得到氧化锌纳米棒。
作为优选，所述氧化锌纳米棒的粒径为10-400nm,长度为20-1000nm。
在本发明中，为使氧化锌纳米棒具有较好的阻燃效果，通过向硅橡胶中掺杂氧化锌纳米棒，进而提高硅橡胶的阻燃性能。相较于现有技术，本发明将氧化锌纳米棒加入到硅橡胶中，对硅橡胶进行改性，使得硅橡胶具有阻燃性能。同时，纳米棒还具有光致发光性能(荧光性能)，将其加入到硅橡胶后，使得硅橡胶也具备光致发光性能。
在本发明中，采用分步法制备多功能改性硅橡胶，将制备得到的氧化锌纳米棒胶浆与乙烯基硅油、补强填料、催化剂、抑制剂混合、研磨得到混合物A。同时将乙烯基硅油与交联剂、补强填料混合、研磨得到混合物B。将混合物A与混合物B按比例混合，除真空后浇铸在模具中，硫化成型，得到荧光阻燃双功能硅橡胶。采用本发明提供的方法制备多功能的改性硅橡胶，使得纳米棒胶浆与硅油充分混匀，使硅橡胶具有荧光及阻燃功能的同时不影响硅橡胶自身的性能。
在本发明中，B组份中有交联剂，A组份中有催化剂和抑制剂，只有当A、B组份混合后才可以在适当条件下进行硫化成型，制备得到硅橡胶。A、B组份的比例可根据实际需要进行弹性配比。配比不同，硅橡胶性能不同。混合物A与混合物B的混合过程中，控制A、B组份的配比，B组份的加入量与A组份的加入量的质量比为0.05-10:1，优选为0.2-3:1，更优选为0.3-1:1。例如为0.05:1、0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.7:1、1:1、1.5:1、2.5:1、3:1、4:1、5:1、7:1、10:1中的任意一种比值。
在本发明中，为了不影响硅橡胶的整体性能，同时使得硅橡胶具有良好的阻燃荧光效果，需控制改性硅橡胶中氧化锌纳米棒的含量。若氧化锌纳米棒含量太高，虽然会使硅橡胶具有明亮的蓝色荧光以及优良的阻燃性能，但同时会导致硅橡胶本身力学性能(如拉伸强度、硬度、断裂伸长率等性能)的降低，而氧化锌纳米棒含量太低，则会导致制得的硅橡胶散发出的荧光性能较弱甚至体现不出该性能，同时其阻燃效果提升不明显。本发明经过研究发现，当氧化锌纳米棒的掺杂量大于80％时，硅橡胶的断裂伸长率低于50％；同时，当其小于0.01％时硅橡胶荧光强度太弱，难以检测到荧光。当氧化锌纳米棒的质量百分比为1.5％～6.8％(优选为2.9％～5.9％)时，硅橡胶的综合性能较好。
在本发明中，为能够将氧化锌纳米棒与硅橡胶充分混合，在制备过程中先将氧化锌纳米棒与乙烯基硅油混合，制备得到氧化锌纳米棒胶浆，其中氧化锌纳米棒的用量略小于乙烯基硅油的用量，使得氧化锌纳米棒充分分散在乙烯基硅油中，从而保障氧化锌纳米棒在改性橡胶中分布均匀，便于提高其整体的荧光和阻燃性，同时避免局部氧化锌纳米棒汇集而导致橡胶的局部力学性能的急剧变化(降低)。一般地氧化锌纳米棒与乙烯基硅油的具体质量比为质量比为0.2～0.8:1，优选为0.25～0.5:1。例如为0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1中的任意一种比值。补充：目前，(一般情况下)常用硅橡胶的拉伸强度最低为0.5MPa，硬度最低为10HA，断裂伸长率最低为50％。
在本发明中，相较于现有技术中采用的纳米氧化锌、氮磷阻燃剂作为阻燃剂改性硅橡胶，对硅橡胶本身性能影响较大，且功能单一，而且价格较贵，本发明采用氧化锌纳米棒改性硅橡胶，对液体硅橡胶的拉伸强度、硬度、断裂伸长率等性能的影响较小。本发明制得的改性硅橡胶的阻燃性能与添加铂络合剂、氮磷阻燃剂的改性硅橡胶相当，本发明所制备的改性硅橡胶还具备荧光性能，扩大了改性硅橡胶的使用范围。
在本发明中，在现有硅橡胶的基础上引入氧化锌纳米棒，使用的原料易得，反应条件及制备工艺简单，操作方便，使得硅橡胶同时具有荧光和阻燃的性能。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过在硅橡胶中引入氧化锌纳米棒，在不影响硅橡胶自身性能的前提下使其胶同时具有荧光和阻燃性能，大大拓宽了硅橡胶的应用范围。
2、本发明提供的荧光阻燃双功能硅橡胶的制备工艺简单，操作方便，原料易得，有较好的经济效益。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
根据本发明的第一种实施方案，提供一种多功能的改性硅橡胶。
一种多功能的改性硅橡胶，该改性硅橡胶包括基体橡胶和氧化锌纳米棒。
优选的是，所述改性硅橡胶中，氧化锌纳米棒的质量百分比为1.5％～6.8％，优选为2.9％～5.9％。
优选的是，所述基体橡胶包括A组份和B组份，其中：
A组份包括：
乙烯基硅油I 20～80份，优选为25～70份，更优选为30～60份。
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份。
催化剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm。
抑制剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm。
优选的是，B组份包括：
乙烯基硅油II 20～60份，优选为25～50份，更优选为30～45份。
交联剂0.5～30份，优选为1～25份，更优选为2～20份。
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份。
其中，B组份与A组份的混合质量比为0.05-10:1，优选为0.2-3:1，更优选为0.3-1:1。
优选的是，所述补强填料为白炭黑，优选为气相白炭黑。
优选的是，所述交联剂为含氢硅油。所述催化剂为铂催化剂。所述抑制剂为炔环己醇。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种多功能的改性硅橡胶的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)氧化锌纳米棒胶浆的制备：将氧化锌纳米棒与乙烯基硅油I混合，获得氧化锌纳米棒胶浆；
2)A组份的制备：将乙烯基硅油I、补强填料、催化剂以及抑制剂进行混合，获得A组份；
3)B组份的制备：将乙烯基硅油II、交联剂、补强填料进行混合，获得B组份；
4)多功能的改性硅橡胶的制备：先将氧化锌纳米棒胶浆与A组份混合，然后再加入B组份并混合均匀，最后硫化成型即获得所述多功能的改性硅橡胶。
优选的是，所述氧化锌纳米棒与乙烯基硅油I的混合质量比为0.2～0.8:1，优选为0.25～0.5:1。
优选的是，所述补强填料为气相白炭黑；所述交联剂为含氢硅油。所述催化剂为铂催化剂。所述抑制剂为炔环己醇。
作为优选，氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.1～0.5:1，优选为0.15～0.4:1。所述B组份的加入量与A组份的加入量的质量比为0.05-10:1，优选为0.2-3:1，更优选为0.3-1:1。
优选的是，在步骤2)中，各原料的用量具体如下：
乙烯基硅油I 20～80份，优选为25～70份，更优选为30～60份。
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份。
催化剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm。
抑制剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm。
优选的是，在步骤3)中，各原料的用量具体如下：
乙烯基硅油II 20～60份，优选为25～50份，更优选为30～45份。
交联剂0.5～30份，优选为1～25份，更优选为2～20份。
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份。
优选的是，步骤1)具体为：按比例将氧化锌纳米棒与乙烯基硅油I混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨1～8次(优选为2～5次)，得到氧化锌纳米棒胶浆。
优选的是，步骤2)具体为：按比例将乙烯基硅油I、补强填料、催化剂以及抑制剂进行混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨10-60min(优选采用三辊机研磨20-30min)，得到A组份。
优选的是，步骤3)具体为：按比例将乙烯基硅油II、交联剂以及补强填料进行混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨10-60min(优选采用三辊机研磨20-30min)，获得B组份。
优选的是，步骤4)具体为：按比例先将氧化锌纳米棒胶浆与A组份混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨10-60min(优选采用三辊机研磨20-30min)。再然后再加入B组份继续混合(例如搅拌混合5-20min)，除真空并硫化成型即获得所述多功能的改性硅橡胶。
优选的是，该方法还包括前置步骤A)：
A)氧化锌纳米棒的制备：将可溶性锌盐分散在有机溶剂中，然后加入模板剂和碱进行水热反应获得氧化锌纳米棒；
作为优选，步骤A)中各原料的用量具体如下：
可溶性锌盐0.1～50份，优选为0.5～30份，更优选为1～10份。
模板剂0.5～50份，优选为1～30份，更优选为2～10份。
碱1～70份，优选为3～40份，更优选为5～30份。
有机溶剂1～1200份，优选为5～1000份，更优选为10～800份。
作为优选，所述可溶性锌盐选自硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、氟硼酸锌、乙酸锌中的一种或多种，优选为硝酸锌。
所述模板剂选自十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠中的一种或多种，优选为十二烷基苯磺酸钠。
所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水中的一种或多种，优选为氢氧化钠。
所述有机溶剂选自乙醇、丙醇、丁醇中的一种或几种，优选为乙醇。
优选的是，步骤A)具体为：按比例先将可溶性锌盐、模板剂以及碱分散于有机溶剂中，然后搅拌混合10～80min(优选为20～40min)，得到混合溶液。再将混合溶液转移至高压反应釜中，并在80～150℃(优选为90～120℃)的条件下反应1～24h(优选为3～12h)，待反应完成后，依次经离心、洗涤、干燥后即可得到氧化锌纳米棒。
制备实施例1
A)取3份硝酸锌(阿拉丁，上海)，3份十二烷基苯磺酸钠(阿拉丁，上海)和10份氢氧化钠(麦克林，上海)分散于100份乙醇溶液中，搅拌30min。然后，将混合溶液转移至高压反应釜，100℃反应10h，离心，洗涤，干燥。制得氧化锌纳米棒I。
制备实施例2
A)取3份氯化锌(麦克林，上海)，3份十二烷基苯磺酸钠和10份氢氧化钠分散于100份乙醇溶液中，搅拌30min。然后，将混合溶液转移至高压反应釜，100℃反应10h，离心，洗涤，干燥。制得氧化锌纳米棒II。
制备实施例3
A)取3份乙酸锌(麦克林，上海)，3份十二烷基苯磺酸钠和10份氢氧化钠分散于100份乙醇溶液中，搅拌30min。然后，将混合溶液转移至高压反应釜，100℃反应10h，离心，洗涤，干燥。制得氧化锌纳米棒III。
实施例1
1)将制备的氧化锌纳米棒I与乙烯基硅油I(粘度为5000cps)混合(重量比为5:20)，搅拌15min后放入三辊机研磨5次，制得氧化锌纳米棒胶浆。
2)A组份：将乙烯基硅油I(粘度为5000cps)50份，催化剂20ppm，抑制剂15ppm，气相白炭黑20份，搅拌混合15min，三辊机研磨30min。
3)B组份：将乙烯基硅油II(粘度为3000cps)40份，含氢硅油8份，气相白炭黑15份混合，三辊机研磨30min。
4)将氧化锌纳米棒胶浆与A组份按质量比0.11:1混合，再加入B组份，B组份与A组份的质量比1:3混合均匀，除真空，浇铸于模具，硫化成型，制得荧光/阻燃双功能硅橡胶。
实施例2
重复实施例1，只是氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.17:1。
实施例3
重复实施例1，只是氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.23:1。
实施例4
重复实施例1，只是氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.25:1。
实施例5
重复实施例1，只是氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.34:1。
实施例6
重复实施例1，只是氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.47:1。
实施例7
重复实施例1，只是氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.56:1。
实施例8
重复实施例1，只是氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.69:1。
实施例9
重复实施例1，只是B组份与A组份的混合质量比为1:2。
实施例10
重复实施例1，只是B组份与A组份的混合质量比为1:8。
对比例1
1)A组份：将乙烯基硅油I(粘度为5000cps)50份，催化剂20ppm，抑制剂15ppm，气相白炭黑20份，搅拌混合15min，三辊机研磨30min。
2)B组份：将乙烯基硅油II(粘度为3000cps)40份，含氢硅油8份，气相白炭黑15份混合，三辊机研磨30min。
3)将B组份与A组份的质量比1:3混合均匀，除真空，浇铸于模具，硫化成型，制得硅橡胶。
对比例2
1)将制备的氧化锌纳米棒I与乙烯基硅油I(粘度为5000cps)混合(重量比为5:20)，搅拌15min后放入三辊机研磨5次，制得氧化锌纳米棒胶浆。
2)A组份：将乙烯基硅油I(粘度为5000cps)50份，催化剂20ppm，抑制剂15ppm，气相白炭黑20份，搅拌混合15min，三辊机研磨30min。
3)B组份：将乙烯基硅油II(粘度为3000cps)40份，含氢硅油8份，气相白炭黑15份混合，三辊机研磨30min。
4)将氧化锌纳米棒胶浆与A组份按质量比0.75:1混合，再加入B组份，B组份与A组份的质量比1:3混合均匀，除真空，浇铸于模具，硫化成型，制得荧光/阻燃双功能硅橡胶。
对比例3
重复对比例2，只是氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.08:1。
对比例4
重复对比例2，只是氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.06:1。
对比例5
重复对比例2，只是氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.90:1。
对比例6
1)A组份：将乙烯基硅油I(粘度为5000cps)50份，催化剂20ppm，抑制剂15ppm，气相白炭黑20份，搅拌混合15min，三辊机研磨30min。
2)B组份：将乙烯基硅油II(粘度为3000cps)40份，含氢硅油8份，气相白炭黑15份混合，三辊机研磨30min。
3)将铂络合剂与A组份按质量比0.25:1混合，再加入B组份，B组份与A组份的质量比1:3混合均匀，除真空，浇铸于模具，硫化成型，制得阻燃功能硅橡胶。
实施例1-11、对比例1-6的组分配比对照结果如下：其中表1为物质组份比例表。表2为性能测试结果表。
表1：物质组份比例表
Figure BDA0003450874580000101
Figure BDA0003450874580000111
表2：性能测试结果表
Figure BDA0003450874580000112
Figure BDA0003450874580000121
通过表2的试验数据可知，在添加氧化锌纳米棒后，所获得的硅橡胶与未添加氧化锌纳米棒的硅橡胶相比，明显增加了荧光性能并提高了阻燃等级，且拉伸强度、硬度、断裂伸长率没有太大变化。说明氧化锌纳米棒能很好地分散在硅橡胶中，并起到荧光和阻燃的双重作用。通过实施例1～10、对比例1～6可知，当氧化锌纳米棒的添加量增大，所得硅橡胶的荧光强度增大，且阻燃等级提高，但会对其他性能略有影响，若氧化锌纳米棒加入过多，则会导致硅橡胶拉伸强度、硬度、断裂伸长率等性能急剧下降。控制氧化锌纳米棒的添加量，可以得到性能优异的多功能的改性硅橡胶。

Claims (10)

1.一种多功能的改性硅橡胶，其特征在于：该改性硅橡胶包括基体橡胶和氧化锌纳米棒。
2.根据权利要求1所述的改性硅橡胶，其特征在于：所述改性硅橡胶中，氧化锌纳米棒的质量百分比为1.5％～6.8％，优选为2.9％～5.9％。
3.根据权利要求1或2所述的改性硅橡胶，其特征在于：所述基体橡胶包括A组份和B组份，其中：
A组份包括：
乙烯基硅油I 20～80份，优选为25～70份，更优选为30～60份；
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份；
催化剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm；
抑制剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm；
B组份包括：
乙烯基硅油II 20～60份，优选为25～50份，更优选为30～45份；
交联剂0.5～30份，优选为1～25份，更优选为2～20份；
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份；
其中，B组份与A组份的混合质量比为0.05-10:1，优选为0.2-3:1，更优选为0.3-1:1。
4.根据权利要求3所述的改性硅橡胶，其特征在于：所述补强填料为白炭黑，优选为气相白炭黑；
所述交联剂为含氢硅油；所述催化剂为铂催化剂；所述抑制剂为炔环己醇。
5.一种制备多功能的改性硅橡胶的方法或制备如权利要求1-4中任一项所述多功能的改性硅橡胶的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)氧化锌纳米棒胶浆的制备：将氧化锌纳米棒与乙烯基硅油I混合，获得氧化锌纳米棒胶浆；
2)A组份的制备：将乙烯基硅油I、补强填料、催化剂以及抑制剂进行混合，获得A组份；
3)B组份的制备：将乙烯基硅油II、交联剂、补强填料进行混合，获得B组份；
4)多功能的改性硅橡胶的制备：先将氧化锌纳米棒胶浆、A组份以及B组份进行混合，再经硫化成型后获得所述多功能的改性硅橡胶。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述氧化锌纳米棒与乙烯基硅油I的混合质量比为0.2～0.8:1，优选为0.25～0.5:1；和/或
所述补强填料为气相白炭黑；所述交联剂为含氢硅油；所述催化剂为铂催化剂；所述抑制剂为炔环己醇；
作为优选，氧化锌纳米棒胶浆与A组份的混合质量比为0.1～0.5:1，优选为0.15～0.4:1；所述B组份的加入量与A组份的加入量的质量比为0.05-10:1，优选为0.2-3:1，更优选为0.3-1:1。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，各原料的用量具体如下：
乙烯基硅油I 20～80份，优选为25～70份，更优选为30～60份；
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份；
催化剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm；
抑制剂0.5～100ppm，优选为1～60ppm，更优选为2～25ppm；和/或
在步骤3)中，各原料的用量具体如下：
乙烯基硅油II 20～60份，优选为25～50份，更优选为30～45份；
交联剂0.5～30份，优选为1～25份，更优选为2～20份；
补强填料10～50份，优选为12～40份，更优选为15～30份。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤1)具体为：按比例将氧化锌纳米棒与乙烯基硅油I混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨1～8次(优选为2～5次)，得到氧化锌纳米棒胶浆；和/或
步骤2)具体为：按比例将乙烯基硅油I、补强填料、催化剂以及抑制剂进行混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨10-60min(优选采用三辊机研磨20-30min)，得到A组份；和/或
步骤3)具体为：按比例将乙烯基硅油II、交联剂以及补强填料进行混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨10-60min(优选采用三辊机研磨20-30min)，获得B组份；和/或
步骤4)具体为：按比例先将氧化锌纳米棒胶浆与A组份混合(例如搅拌混合5-20min)，然后再研磨10-60min(优选采用三辊机研磨20-30min)；再然后再加入B组份继续混合(例如搅拌混合5-20min)，除真空并硫化成型即获得所述多功能的改性硅橡胶。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其特征在于：该方法还包括前置步骤A)：
A)氧化锌纳米棒的制备：将可溶性锌盐分散在有机溶剂中，然后加入模板剂和碱进行水热反应获得氧化锌纳米棒；
作为优选，步骤A)中各原料的用量具体如下：
可溶性锌盐0.1～50份，优选为0.5～30份，更优选为1～10份；
模板剂0.5～50份，优选为1～30份，更优选为2～10份；
碱1～70份，优选为3～40份，更优选为5～30份；
有机溶剂1～1200份，优选为5～1000份，更优选为10～800份；
作为优选，所述可溶性锌盐选自硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、氟硼酸锌、乙酸锌中的一种或多种，优选为硝酸锌；和/或
所述模板剂选自十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠中的一种或多种，优选为十二烷基苯磺酸钠；和/或
所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水中的一种或多种，优选为氢氧化钠；和/或
所述有机溶剂选自乙醇、丙醇、丁醇中的一种或几种，优选为乙醇。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤A)具体为：按比例先将可溶性锌盐、模板剂以及碱分散于有机溶剂(例如乙醇)中，然后搅拌混合10～80min(优选为20～40min)，得到混合溶液；再将混合溶液转移至高压反应釜中，并在80～150℃(优选为90～120℃)的条件下反应1～24h(优选为3～12h)，待反应完成后，依次经离心、洗涤、干燥后即可得到氧化锌纳米棒；
作为优选，氧化锌纳米棒的粒径为10-400nm,长度为20-1000nm。
CN202111675041.7A 2021-12-31 2021-12-31 一种多功能的改性硅橡胶及其制备方法 Active CN114196213B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111675041.7A CN114196213B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 一种多功能的改性硅橡胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111675041.7A CN114196213B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 一种多功能的改性硅橡胶及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114196213A true CN114196213A (zh) 2022-03-18
CN114196213B CN114196213B (zh) 2023-04-07

Family

ID=80657857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111675041.7A Active CN114196213B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 一种多功能的改性硅橡胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114196213B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101407333A (zh) * 2007-10-12 2009-04-15 新疆大学 氧化锌纳米棒组成的花状纳米结构的合成方法
CN103305010A (zh) * 2013-07-11 2013-09-18 江苏天辰硅材料有限公司 一种双组份加成型绝缘硅橡胶及其制备方法
CN107841241A (zh) * 2017-11-28 2018-03-27 河北晨阳工贸集团有限公司 一种多功能纤维纺织用水漆及其制备方法
CN112679959A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 浙江中特化工有限公司 一种透明双组分阻燃液体硅橡胶灌注料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101407333A (zh) * 2007-10-12 2009-04-15 新疆大学 氧化锌纳米棒组成的花状纳米结构的合成方法
CN103305010A (zh) * 2013-07-11 2013-09-18 江苏天辰硅材料有限公司 一种双组份加成型绝缘硅橡胶及其制备方法
CN107841241A (zh) * 2017-11-28 2018-03-27 河北晨阳工贸集团有限公司 一种多功能纤维纺织用水漆及其制备方法
CN112679959A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 浙江中特化工有限公司 一种透明双组分阻燃液体硅橡胶灌注料及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
熊婷等: "含氢硅油对加成型液体硅橡胶粘接性能的影响", 《化学研究与应用》 *
王文广 主编: "《塑料配方设计》", 30 September 2001, 化学工业出版社 *
许永现等: "医用高透明高强度液体注射成型硅橡胶(LIMS)的制备与研究", 《广东化工》 *
顾大明，等: "《功能材料制备实验》", 30 June 2011, 哈尔滨工业大学出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114196213B (zh) 2023-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108587186B (zh) 氟硅橡胶补强用的改性白炭黑及其制备方法、氟硅橡胶
CN112980372A (zh) 一种粘结剂及其制备方法
CN115093608B (zh) 一种核壳结构氮化硼材料的制备方法及其应用
US20220289934A1 (en) Method for preparing graphene masterbatch by aqueous phase synergistic aggregating precipitating process and method for molding long-lifespan tire for loading wheel of heavy-duty vehicle
CN117082718A (zh) 一种防静电多层线路板及其制备方法
CN114196213B (zh) 一种多功能的改性硅橡胶及其制备方法
CN113861645A (zh) 一种可快速降解的抗菌塑料薄膜及其制备方法
CN113637229A (zh) 一种改性mca阻燃剂及其制备方法
CN107286547B (zh) 一种甲壳素液化产物/聚乙烯醇共混膜的制备方法
CN111057270B (zh) 改性炭黑及其制备方法、树脂组合物、覆铜板
CN104650293A (zh) 一种高分散性石墨烯原位改性石油树脂的制备方法
CN113119557B (zh) 一种改性tpu车用包覆件及其制备方法
CN108690243B (zh) 一种导电橡胶的制备方法
CN109306094B (zh) 石墨烯橡胶母料的制备方法
CN108467525B (zh) 专用于羧基丁腈橡胶的硫化体系组合物及其制备方法
CN112538264A (zh) 一种电磁屏蔽塑料及其制备方法
CN112111157A (zh) 一种新型胍盐抗菌防霉硅橡胶及其制备方法
CN113278321A (zh) 一种不锈钢纤维防静电地坪漆涂层及其制备方法
CN116102825B (zh) 一种无卤阻燃型橡胶输送带及其生产方法
CN114644853B (zh) 一种混溶性好的碳酸钙冲淡墨及制备方法
CN110527154B (zh) 防锈铁胶布
CN116751411B (zh) 一种改性海泡石在橡胶中的应用
CN115504479B (zh) 一种SiO2微米球及前驱物的制备方法
CN111363232B (zh) 一种低烟无卤阻燃母粒及其制备方法和应用
CN113930066A (zh) 一种聚氨酯材料及聚氨酯材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant