CN114989620B - 一种硅橡胶泡棉材料及制备方法 - Google Patents

一种硅橡胶泡棉材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114989620B
CN114989620B CN202210568545.7A CN202210568545A CN114989620B CN 114989620 B CN114989620 B CN 114989620B CN 202210568545 A CN202210568545 A CN 202210568545A CN 114989620 B CN114989620 B CN 114989620B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
weight
rubber foam
silicone rubber
omega
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.)
Active
Application number
CN202210568545.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114989620A (zh
Inventor
张文
陈通淼
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.)
Shenzhen Jintian Electron Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Jintian Electron 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 Shenzhen Jintian Electron Co ltd filed Critical Shenzhen Jintian Electron Co ltd
Priority to CN202210568545.7A priority Critical patent/CN114989620B/zh
Publication of CN114989620A publication Critical patent/CN114989620A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114989620B publication Critical patent/CN114989620B/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
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/02—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by the reacting monomers or modifying agents during the preparation or modification of macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • C08J9/0071—Nanosized fillers, i.e. having at least one dimension below 100 nanometers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00—Characterised by the use 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; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/04—Polysiloxanes
    • C08J2383/07—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00—Characterised by the use 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; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/10—Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2403/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08J2403/12—Amylose; Amylopectin; Degradation products thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use 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; Derivatives of such polymers
    • C08J2483/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use 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; Derivatives of such polymers
    • C08J2483/04—Polysiloxanes
    • C08J2483/05—Polysiloxanes containing silicon bound to hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2487/00—Characterised by the use of unspecified macromolecular compounds, obtained otherwise than by polymerisation reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本申请涉及硅橡胶泡棉领域，具体公开了一种硅橡胶泡棉材料及其制备方法。一种硅橡胶泡棉材料包括以下重量份的原料：35~120份α,ω‑二乙烯基聚二甲基硅氧烷；25~90份α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷；7~21份含氢硅油；4~18份铂金催化剂；7~15份空心玻璃微珠；6~12份四针状氧化锌晶须；7~12份碳纳米管。其制备方法为：S1、制备A组分；S2、制备B组分；S3、将A、B组分按质量比1:1混合搅拌，静置3~5h，70~150℃处理1.5~3h。本申请的硅橡胶泡棉材料具有缓冲性能良好的优点。

Description

一种硅橡胶泡棉材料及制备方法
技术领域
本申请涉及高分子材料技术领域，更具体地说，它涉及一种硅橡胶泡棉材料及制备方法。
背景技术
硅橡胶泡棉，是一种具有多孔结构的硅橡胶制品，被广泛的应用于电子电器、环保污染处理、汽车、医学、航空航天等领域。
目前硅橡胶泡棉的制备方法包括化学发泡和物理发泡。其中，化学发泡是指将含有-OH的成分与含有Si-H的含氢硅油反应生成氢气，并同时与含有Si-CH＝CH的乙烯基硅油发生交联反应，最终形成一种带孔的发泡弹性体。
相关技术中在电子产品的内部基础配件的实际应用中，硅橡胶泡棉常用于精密部件之间的定位、减震等，因此需要它具有良好的缓冲性能。
然而，硅橡胶泡棉在制备时，氢气生成后形成的泡孔结构易出现不均匀的情况，导致硅橡胶泡棉在受压之后泡孔产生破裂，不利于恢复形变，从而降低了硅橡胶泡棉的缓冲性能。
发明内容
为了提升硅橡胶泡棉的缓冲性能，本申请提供一种硅橡胶泡棉材料及制备方法。
第一方面，本申请提供一种硅橡胶泡棉材料，采用如下的技术方案：
一种硅橡胶泡棉材料，包括以下重量份的原料：
35～120份α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷；
25～90份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷；
7～21份含氢硅油；
4～18份铂金催化剂
7～15份空心玻璃微珠；
6～12份四针状氧化锌晶须；
7～12份碳纳米管。
通过采用上述技术方案，由于采用聚二甲基硅氧烷、含氢硅油、空心玻璃微珠、四针状氧化锌晶须和碳纳米管，空心玻璃微珠、四针状氧化锌晶须和碳纳米管与聚二甲基硅氧烷混合搅拌均匀后再与含氢硅油混合，制得硅橡胶泡棉，空心玻璃微珠作可以作为晶核为聚二甲基硅氧烷和含氢硅油提供反应据点，更有利于底物充分反应产生氢气，利于硅橡胶泡棉泡孔的丰富。空心玻璃微珠表面具有较强的应力，在反应过程中的分散程度以及对反应物的反应程度都有很大影响，四针状氧化锌晶须能够分散空心玻璃微珠表面的应力，减少应力集中在空心玻璃微珠处的情况，同时空心玻璃微珠还可以提高四针状氧化锌晶须的分散性，碳纳米管可以承受四针状氧化锌晶须分散的应力，并通过自身的中空管状结构，在硅橡胶泡棉受到外部挤压时，能够将孔状结构内的气体输送到自身的孔状结构中，当外力撤去时，被挤压出去的气体又可以重新回到泡棉的孔状结构中，以达到泡孔受压后快速恢复的目的，三者协同作用，提高了硅橡胶泡棉的缓冲性能
可选的，硅橡胶泡棉材料包括以下重量份的原料：
40～110份α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷；
30～80份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷；
10～15份含氢硅油；
7～15份铂金催化剂
9～12份空心玻璃微珠；
8～10份四针状氧化锌晶须；
8～11份碳纳米管。
通过采用上述技术方案，在各原料采用上述组合配比时，制得的硅橡胶泡棉组合物具有优异的缓冲性能。
可选的，所述α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷的黏度为5000～8000mPa·s，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的黏度为10000～12000mPa·s。
通过采用上述技术方案，在采用上述的黏度范围的聚二甲基硅氧烷参与反应时，能够使底物间的反应更加充分，产生更多的氢气，使泡棉具有更丰富的泡孔，从而增强硅橡胶泡棉的缓冲性能。
可选的，含氢硅油为甲基封端含氢硅油。
通过采用上述技术方案，在采用甲基封端含氢硅油时，制得的硅橡胶泡棉具有良好泡孔密度。
可选的，所述空心玻璃微珠的粒径为50～70μm。
通过采用上述技术方案，采用上述粒径的空心玻璃微珠时，反应能够充分进行，制得的硅橡胶泡棉具有良好的泡孔分布。
可选的，硅橡胶泡棉还包括3～20份的MOF-74-Zn微孔晶体材料和3～20份支链淀粉。
通过采用上述技术方案，在硅橡胶泡棉受到外界的压力时，虽然碳纳米管能够缓冲被压缩的气体，但是四针状氧化锌晶须会刺破硅橡胶泡棉的泡孔外表面，导致气体容易逸出，硅橡胶泡棉的弹性不易恢复，支链淀粉起到了补强作用，提高泡孔壁的强度，从而能够提升硅橡胶泡棉自身的强度，增强泡棉本身对四针状氧化锌晶须的抵御强度，而MOF-74-Zn微孔晶体具有丰富的多孔，在泡棉受外部压力时，被挤压逸出的气体可以进入MOF-74-Zn微孔晶体的多孔中储存起来，当外力撤去时，被储存的气体可以重新逸回硅橡胶泡棉的泡孔中，促进泡孔的恢复，从而提高硅橡胶泡棉的缓冲能力。
第二方面，本申请提供一种硅橡胶泡棉材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种硅橡胶泡棉材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、A组分的制备：取含氢硅油与α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、1/2重量的铂金催化剂、 1/2重量的空心玻璃微珠、1/2重量的四针状氧化锌晶须和1/2重量的碳纳米管，室温下搅拌均匀，得到A组分；
S2、B组分的制备：取α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与1/2量的铂金催化剂、1/2重量的空心玻璃微珠、1/2重量的四针状氧化锌晶须和1/2重量的碳纳米管，室温下搅拌均匀，得到B 组分；
S3、硅橡胶泡棉材料的制备：将A组分和B组分按照质量比为1:1混合，搅拌均匀后倒入模具，静置3～5h完成固化定型，烘箱中70～150℃处理1.5～3h。
通过采用上述技术方案，按照配比先制取A组分和B组分，在含氢硅油与聚二甲基硅氧烷发生反应时，均匀分散的空心玻璃微珠、四针状氧化锌晶须和碳纳米管中，空心玻璃微珠作为成核剂能促进反应的发生，碳纳米管的中空管状结构能够分散泡棉受到的应力，四针状氧化锌晶须能提高空心玻璃微珠与碳纳米管表面的相容性，分散它们表面的应力，提高泡棉的气孔的丰富度和均匀性。反应均匀后的组分经过烘干处理可以帮助泡棉固形、提高泡棉的泡孔强度。
一种硅橡胶泡棉材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、A组分的制备：取含氢硅油与1/2重量的MOF-74-Zn微孔晶体材料、1/2重量的支链淀粉以及α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷混合并搅拌均匀，再分别加入1/2重量的铂金催化剂、1/2重量的空心玻璃微珠、1/2重量的四针状氧化锌晶须和1/2重量的碳纳米管，室温下搅拌均匀，得到A组分；
S2、B组分的制备：取1/2重量的MOF-74-Zn微孔晶体材料和1/2重量的支链淀粉以及α, ω-二羟基聚二甲基硅氧烷混合并搅拌均匀，再分别加入1/2重量的铂金催化剂、1/2重量的空心玻璃微珠、1/2重量的四针状氧化锌晶须和1/2重量的碳纳米管，室温下搅拌均匀，得到B组分；
S3、硅橡胶泡棉材料的制备：将A组分和B组分按照质量比为1:1混合，搅拌均匀后倒入模具，静置3～5h完成固化定型，烘箱中70～150℃处理1.5～3h。
通过采用上述技术方案，MOF-74-Zn微孔晶体材料可以吸收泡棉受压逸出的气体，支链淀粉增强泡棉中泡孔的强度，减少四角状四针状氧化锌晶须对泡孔的刺破情况，能进一步增强硅橡胶泡棉的强度和减震缓冲能力。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用了空心玻璃微珠、四针状氧化锌晶须和碳纳米管，四针状氧化锌晶须能够提高作为成核剂的空心玻璃微珠与底物之间的相容性，促进气体生成反应的发生，同时，空心玻璃微珠也能够提高四针状氧化锌晶须的溶解性，碳纳米管可以承受四针状氧化锌晶须分散的应力，连通硅橡胶泡棉的泡孔结构输送硅橡胶泡棉被挤压时的气体，提高泡棉被挤压后的恢复，从而提高了硅橡胶泡棉的缓冲能力和抗压缩性能。
2、本申请中优选采用MOF-74-Zn微孔晶体材料和支链淀粉，利用MOF-74-Zn微孔晶体材料丰富的多孔结构，缓冲硅橡胶泡棉受挤压后逸出的气体，同时，支链淀粉也能够增加泡棉的壁孔强度，相比较未添加MOF-74-Zn微孔晶体材料和支链淀粉的硅橡胶泡棉，能增强硅橡胶泡棉的抗压缓冲能力和减震拉伸能力。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。予以特殊说明的是：以下实施例中未注明具体条件者按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
以下实施例、对比例中采用的原料规格如下：
四针状氧化锌晶须：直径：0.5-5μm，长度：10-50μm；
碳纳米管：直径：2-4nm，长度：5μm；
实施例1
一种硅橡胶泡棉材料，包括以下重量的原料：7g含氢硅油、35gα,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、25gα,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、4g铂金催化剂、7g空心玻璃微珠、6g四针状氧化锌晶须和7g碳纳米管。其中含氢硅油选用甲基乙烯基硅油。
一种硅橡胶泡棉材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、取7g含氢硅油与35g黏度为3000mPa·s的α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、2g铂金催化剂、3.5g粒径为50μm的空心玻璃微珠、3g四针状氧化锌晶须、3.5g碳纳米管，其中含氢硅油为甲基乙烯基硅油，室温下搅拌均匀，制得A组分。
S2、取25g黏度为8000mPa·s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、2g铂金催化剂、3.5g粒径为50μm的空心玻璃微珠、3g四针状氧化锌晶须、3.5g碳纳米管，室温下搅拌均匀，制得B组分。
S3、将A组分、B组分按照质量比为1:1混合，搅拌均匀后倒入模具，静置3h完成固化定型，烘箱中70℃烘干处理1.5h，制得硅橡胶泡棉材料。
实施例2-5
以下实施例与实施例1的区别在于：各原料的用量、黏度及粒径不同，静置时间、烘干温度和烘干时间与也不同，具体见表1。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于：α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的黏度不同，具体见表1。
实施例7
本实施例与实施例5的区别在于：α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的黏度不同，具体见表1。
实施例8
本实施例与实施例3的区别在于：含氢硅油的种类不同，本实施例采用有效含氢量为0.75％、黏度为40mPa·s的甲基含氢硅油，实施例3采用甲基乙烯基硅油，具体见表1。
实施例9
本实施例与实施例3的区别在于：空心玻璃微珠的粒径不同，具体见表1。
实施例10
本实施例与实施例3的区别在于：空心玻璃微珠的粒径不同，具体见表1。
实施例11-13
以下实施例与实施例3的区别在于：添加了MOF-74-Zn微孔晶体材料、支链淀粉，具体用量见表1。
实施例14本实施例与实施例3的区别在于：添加了MOF-74-Zn微孔晶体材料，具体用量见表1。
实施例15
本实施例与实施例3的区别在于：添加了支链淀粉，具体用量见表1。
表1
对比例
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于：本实施例中无空心玻璃微珠、四针状氧化锌晶须和碳纳米管。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于：本实施例有空心玻璃微珠，无四针状氧化锌晶须和碳纳米管，具体见表1。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于：本实施例有四针状氧化锌晶须，无空心玻璃微珠和碳纳米管，具体见表1。
对比例4
本对比例与实施例3的区别在于：本实施例有碳纳米管，无空心玻璃微珠和四针状氧化锌晶须，具体见表1。
对比例5
本对比例与实施例3的区别在于：本实施例有空心玻璃微珠和四针状氧化锌晶须，无碳纳米管，具体见表1。
对比例6
本对比例与实施例3的区别在于：本实施例有四针状氧化锌晶须和碳纳米管，无空心玻璃微珠，具体见表1。
对比例7
本对比例与实施例3的区别在于：本实施例有空心玻璃微珠和碳纳米管，无四针状氧化锌晶须，具体见表1。
性能检测试验
试验方法
1、采用电子万能试验机，按照GB/T8168-2008包装用缓冲材料静态压缩试验方法中“7.3.2 法B”，对各实施例、对比例制得的硅橡胶泡棉材料的缓冲性能进行试验，测试式样尺寸为 100mm×100mm×50mm，压板以12mm/min的速度沿其厚度方向逐步增加载荷，当载荷急剧增加时停止实验。实验结果详见表2。
2、制备各实施例、对比例制得的硅橡胶泡棉材料的试样，尺寸为100mm×100mm×50mm，沿纵向切片，对各试样的断面进行扫描电子显微镜观察，放大倍数40倍，并对泡孔微观形态进行统计，统计结果详见表2。
表2性能检测结果
结合实施例3和对比例1～7，并结合表1和表2可以看出，实施例3制得的硅橡胶泡棉与对比例1～7制得的硅橡胶泡棉相比，同时添加了空心玻璃微珠、四针状氧化锌晶须、碳纳米管，由试验结果来看，在外界应力大小相同的情况下，对比例1～7制得的硅橡胶泡棉的缓冲系数是实施例3的1.15～1.4倍，体现出实施例3制得的硅橡胶泡棉具有更好的缓冲性能。
当实施例3同时添加空心玻璃微珠、四针状氧化锌和碳纳米管时，制得的硅橡胶泡棉的泡孔更为均匀，大泡孔占比较少，能在一定程度上提升硅橡胶泡棉的缓冲性能。如实施例3中制得的硅橡胶泡棉95％的孔径分布范围为0.07-0.2mm，相较于对比例1～7中没添加空心玻璃微珠、四针状氧化锌和碳纳米管，或只添加可其中一种或两种而言，如对比例2只添加空心玻璃微珠制得的硅橡胶泡棉95％的孔径分布范围为0.07-0.25mm，如对比例6同时添加四针状氧化锌和碳纳米管制得的硅橡胶泡棉95％的孔径分布范围为0.05-0.45mm，实施例3的孔径分布更为均匀以及更为集中，大孔占比较少，对硅橡胶泡棉的缓冲性能提升更为明显。
分析原因在于：空心玻璃微珠分散性好，在反应过程可以作为成核剂，使反应物附着在表面，有助于制得的硅橡胶泡棉的泡孔细密均匀，添加的碳纳米管具有中空管状结构，硅橡胶泡棉受到外界的压力时，泡孔中被挤压的空气可以进入碳纳米管的中空管中，减少了硅橡胶泡棉被压破的情况发生，外界压力撤去后，储存在碳纳米管中的空气可以重新进入硅橡胶泡棉中，增强了硅橡胶泡棉的缓冲性能。但碳纳米管表面的应力较强，添加的四针状氧化锌晶须可以分散碳纳米管表面的应力，并且可以提高空心玻璃微珠和碳纳米管与反应物之间的相容性，同时，空心玻璃微珠也可以提高四针状氧化锌的晶须的分散性，二者相互协同促进，促使反应充分进行以及制得的硅橡胶泡棉泡孔的缓冲性能的提高。
反应物中没有添加空心玻璃微珠、四针状氧化锌和碳纳米管时，反应物之间缺少了可以附着的成核剂，制得的硅橡胶泡棉泡孔的孔径分布范围较为不集中，且大泡孔的占比有一定的增加，如对比例1。只添加空心玻璃微珠时，没有四针状氧化锌晶须缓冲空心玻璃微珠表面较强的应力，由于空心玻璃微珠表面较强的应力导致反应物之间反应不够充分，制得的硅橡胶泡棉的泡孔分布也不够均匀，如对比例2。只添加四针状氧化锌晶须或者碳纳米管时，对反应物均无成核作用，而且会增加反应底物的浓度，不利于反应的充分进行，如对比例3、4、6。同时添加空心玻璃微珠和四针状氧化锌时，二者的相互促进作用使反应较为充分进行，制得的硅橡胶泡棉的孔径分布较为均匀，如对比例5。同时添加空心玻璃微珠和碳纳米管时，空心玻璃微珠对硅橡胶泡棉的泡孔均匀有一定的促进作用，碳纳米管增大了反应物的底物粘稠度，降低了反应的均匀性，所以在泡孔均匀性上，对比例7制得的硅橡胶泡棉相对于实施例3有一定程度的降低。
结合实施例3及实施例1、2、4、5并结合表2可以看出，相比于实施例1、2、4、5，实施例3制得的硅橡胶泡棉具有最小的缓冲系数，以及最均匀的孔径分布0.07-0.2mm，体现出实施例3制得的硅橡胶泡棉具有最好的缓冲性能。
分析原因在于：反应物的用量、黏度，催化剂的用量以及添加剂的用量和粒径对制得的硅橡胶泡棉的质量都有影响。反应物的用量及黏度低时，反应物反应后生成的气体较少，制得的硅橡胶泡棉的泡孔数量较少，硅橡胶泡棉的泡孔孔径主要集中在低孔径区间，从而导致硅橡胶泡棉的缓冲性能较差，如实施例1和2。反应物的用量及黏度高时，反应物之间反应不充分，生成的气体不能及时逸出，造成临近的气泡合并形成大泡孔，同时，铂金催化剂的量少时，对反应的催化作用较弱；当铂金催化剂的量较多时，导致反应的速度过快，生成的气泡快速逸出时容易合并形成大泡孔，硅橡胶泡棉的泡孔孔径均匀性降低，大泡孔数量增多，导致硅橡胶泡棉较差的缓冲性能，如实施例4和5。空心玻璃微珠、四针状氧化锌晶须、碳纳米管对硅橡胶泡棉的制取有明显的正向促进作用，而且三者在反应中相互协同促进。作为反应的成核剂，空心玻璃微珠的粒径对硅橡胶泡棉的质量有较大的影响，反应过程中，反应物附着在空心玻璃微珠表面进行反应并释放氢气。在一定的粒径范围内，随着空心玻璃微珠粒径的增大，可以有较多的反应物附着在空心玻璃微珠表面，在单位空间内反应物增多，生成的气体也增多，制得的硅橡胶泡棉的泡孔分布较为均匀，缓冲性能较好，如实施例2和 3。超过最佳空心玻璃微珠的粒径大小时，随着粒径的增大，空心玻璃微珠的表面单位面积内附着的反应物增多，生成的较多的气体容易合并成大的气泡，从而使硅橡胶泡棉具有较多大的泡孔，硅橡胶泡棉在外力挤压后大泡孔易破裂，导致硅橡胶泡棉较差的缓冲性能，如实施例4和5。
结合实施例6与实施例1、实施例7与实施例5并结合表2可以看出，反应物α,ω- 二乙烯基聚二甲基硅氧烷与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的黏度对制得的硅橡胶泡棉缓冲性能的影响。在一定黏度范围内，随反应物黏度的增加，反应生成的气体增多，硅橡胶泡棉的孔径分布有明显的优化，硅橡胶泡棉的缓冲性能也增加，当超过一定的黏度时，随反应物黏度的增加，硅橡胶泡棉的孔径稍向大泡孔方向移动，硅橡胶泡棉的缓冲性能降低。
分析原因在于：当反应物α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的黏度较低时，即反应物浓度较低，反应的速率和反应生成的气体量都有一定的限制，制得的硅橡胶泡棉的泡孔量不足，泡孔主要分布在低孔径范围内，硅橡胶泡棉的缓冲性能较差，如实施例1和6。当反应物的黏度较高时，反应底物较为粘稠，不利于反应的充分进行，而且反应生成的气体不易逸出导致制得的硅橡胶泡棉的缓冲性能较差，同时，由于反应物黏度较高生成的气体不易逸出，生成的气体在反应过程中容易发生泡孔合并的情况，导致硅橡胶泡棉中大泡孔的形成，硅橡胶泡棉的孔径分布不均匀，大泡孔的比例增多，硅橡胶泡棉的缓冲性能降低，如实施例5和7。
结合实施例3及实施例8并结合表2可以看出，含氢硅油的种类对桂橡胶泡棉缓冲性能的影响。实施例3的含氢硅油为甲基乙烯基硅油，实施例8为甲基含氢硅油。相较于甲基含氢硅油制得的硅橡胶泡棉，甲基乙烯基硅油制得的硅橡胶泡棉的缓冲性能更为优越。
分析原因在于：虽然同样发生加成和缩合反应，相较于甲基含氢硅油，甲基乙烯基硅油与α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷之间，由于甲基乙烯基硅油中乙烯基的存在，可以与反应物反应的更为彻底，生成的硅橡胶泡棉的孔径分布更为均匀，从而使制得的硅橡胶泡棉的缓冲性能更为优越。
结合实施例3及实施例11～15并结合表2可以看出，MOF-74-Zn微孔晶体材料与支链淀粉的添加与否以及添加量对于硅橡胶泡棉的缓冲性能有较大的影响。实施例3没有添加 MOF-74-Zn微孔晶体材料与支链淀粉，缓冲系数为3.9，同时添加MOF-74-Zn微孔晶体材料与支链淀粉时，随着添加量的增加，缓冲系数从实施例11的3.85增加到实施例13的4.1，硅橡胶泡棉的缓冲性能降低，而只添加MOF-74-Zn微孔晶体材料或者支链淀粉时，如实施例14和15，缓冲系数分别为4.05和4.11，相比于没添加MOF-74-Zn微孔晶体材料与支链淀粉的实施例3，制得的硅橡胶泡棉的缓冲性能有所降低。由此，只有同时添加MOF-74-Zn 微孔晶体材料与支链淀粉，且添加到合适比例时，才能提高硅橡胶泡棉的缓冲性能。
分析原因在于：MOF-74-Zn微孔晶体材料具有丰富的微孔，当硅橡胶泡棉受外界的挤压时，可以将被挤压的空气储存到晶体材料丰富的微孔中，当外界压力撤去时，储存在微孔中的空气可以重新回到硅橡胶泡棉的泡孔中，从而硅橡胶泡棉恢复形变，体现出良好的缓冲性能。支链淀粉作为补强剂，能够增强硅橡胶泡棉泡孔壁强度，使硅橡胶泡棉在外力的挤压状态下不易破损，更易于恢复形变。同时，也能够减少四针状氧化锌晶须将硅橡胶泡棉的泡孔壁刺破的情况发生。当只添加MOF-74-Zn微孔晶体材料时，硅橡胶泡棉的泡孔壁强度较弱，容易被四针状氧化锌晶须刺破；当只添加支链淀粉时，硅橡胶泡棉的泡孔壁厚度在一定程度下得以增强，但在较大外力挤压下，硅橡胶泡棉泡孔内被挤压的气体没有更好的缓冲空间，也容易导致硅橡胶泡棉的泡孔壁破裂，降低硅橡胶泡棉的缓冲性能。同时添加MOF-74-Zn微孔晶体材料与支链淀粉时，当二者添加量过多时，会导致反应底物较为浓稠，不利于反应的充分进行，从而降低了硅橡胶泡棉的缓冲性能。但添加的MOF-74-Zn微孔晶体材料与支链淀粉使反应的底物浓度增加，对反应的彻底进行以及硅橡胶泡棉的孔径分布的均匀性有一定的降低作用。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种硅橡胶泡棉材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
35~120份α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷；
25~90份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷；
7~21份含氢硅油；
4~18份铂金催化剂；
7~15份空心玻璃微珠；
6~12份四针状氧化锌晶须；
7~12份碳纳米管；
3~20份MOF-74-Zn微孔晶体材料；
3~20份支链淀粉；
其中，含氢硅油为甲基封端含氢硅油。
2.根据权利要求1所述的一种硅橡胶泡棉材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
40~110份α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷；
30~80份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷；
10~15份含氢硅油；
7~15份铂金催化剂；
9~12份空心玻璃微珠；
8~10份四针状氧化锌晶须；
8~11份碳纳米管；
3~20份MOF-74-Zn微孔晶体材料；
3~20份支链淀粉；
其中，含氢硅油为甲基封端含氢硅油。
3.根据权利要求1所述的一种硅橡胶泡棉材料，其特征在于，所述α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷的黏度为5000~8000mPa·s，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的黏度为10000~12000mPa·s。
4.根据权利要求1所述的一种硅橡胶泡棉材料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒径为50~70μm。
5.权利要求1-4任意一项所述的一种硅橡胶泡棉材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、A组分的制备：取含氢硅油与α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、1/2重量的铂金催化剂、1/2重量的空心玻璃微珠、1/2重量的四针状氧化锌晶须和1/2重量的碳纳米管，室温下搅拌均匀，得到A组分；
S2、B组分的制备：取α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与1/2重量的铂金催化剂、1/2重量的空心玻璃微珠、1/2重量的四针状氧化锌晶须和1/2重量的碳纳米管，室温下搅拌均匀，得到B组分；
S3、硅橡胶泡棉材料的制备：将A组分和B组分按照重量比为1:1混合，搅拌均匀后，静置3~5h固化成型，70~150℃烘干处理1.5~3h。
6.权利要求5所述的一种硅橡胶泡棉材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、A组分的制备：取含氢硅油与1/2量的MOF-74-Zn微孔晶体材料、1/2重量的支链淀粉与α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷混合并搅拌均匀，再分别加入1/2重量的铂金催化剂、1/2重量的空心玻璃微珠、1/2重量的四针状氧化锌晶须和1/2重量的碳纳米管，室温下搅拌均匀，得到A组分；
S2、B组分的制备：取1/2重量的MOF-74-Zn微孔晶体材料和1/2重量的支链淀粉与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷混合并搅拌均匀，再分别加入1/2重量的铂金催化剂、1/2重量的空心玻璃微珠、1/2重量的四针状氧化锌晶须和1/2重量的碳纳米管，室温下搅拌均匀，得到B组分；
S3、硅橡胶泡棉材料的制备：将A组分和B组分按照质量比为1:1混合，搅拌均匀后导入模具，静置3~5h完成固化型，烘箱中70~150℃处理1.5~3h。
CN202210568545.7A 2022-05-24 2022-05-24 一种硅橡胶泡棉材料及制备方法 Active CN114989620B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210568545.7A CN114989620B (zh) 2022-05-24 2022-05-24 一种硅橡胶泡棉材料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210568545.7A CN114989620B (zh) 2022-05-24 2022-05-24 一种硅橡胶泡棉材料及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114989620A CN114989620A (zh) 2022-09-02
CN114989620B true CN114989620B (zh) 2023-11-03

Family

ID=83028133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210568545.7A Active CN114989620B (zh) 2022-05-24 2022-05-24 一种硅橡胶泡棉材料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114989620B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115926465A (zh) * 2022-12-07 2023-04-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 三维微孔可控调节柔性复合材料、柔性应力传感器及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103804977A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 王全国 薄层中空陶珠防水保温一体化液态膜
CN109384977A (zh) * 2018-09-06 2019-02-26 白玉梅 一种具有吸音功能的橡胶及其制备方法
JP2019099660A (ja) * 2017-11-30 2019-06-24 旭化成ワッカーシリコーン株式会社 シリコーンゴムスポンジの製造方法
CN113801361A (zh) * 2021-09-28 2021-12-17 华南理工大学 一种硅橡胶泡沫材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103804977A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 王全国 薄层中空陶珠防水保温一体化液态膜
JP2019099660A (ja) * 2017-11-30 2019-06-24 旭化成ワッカーシリコーン株式会社 シリコーンゴムスポンジの製造方法
CN109384977A (zh) * 2018-09-06 2019-02-26 白玉梅 一种具有吸音功能的橡胶及其制备方法
CN113801361A (zh) * 2021-09-28 2021-12-17 华南理工大学 一种硅橡胶泡沫材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁国芳等."四针状氧化晶须对硅橡胶泡沫材料性能的影响".《机械工程材料》.2010,第34卷(第7期),第27-29页. *
谭宇."室温硫化硅橡胶泡沫包装材料的制备与性能研究".《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》.2021,(第5期),第13、24-28页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114989620A (zh) 2022-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. 3D printed multifunctional, hyperelastic silicone rubber foam
CN114989620B (zh) 一种硅橡胶泡棉材料及制备方法
Bledzki et al. Microcellular injection molded wood fiber-PP composites: Part I-Effect of chemical foaming agent content on cell morphology and physico-mechanical properties
CN111730794B (zh) 热塑性弹性体的超临界流体发泡方法及其产品、应用
Colombo et al. Silicon oxycarbide foams from a silicone preceramic polymer and polyurethane
Farsheh et al. Investigation on the mechanical and morphological properties of foamed nanocomposites based on wood flour/PVC/multi-walled carbon nanotube
CN109337191A (zh) 一种改性纳米纤维素增强聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法
CN110511421B (zh) 一种聚烯烃微孔发泡材料的制备方法
CN113061284B (zh) 一种轻质有机复合材料及其制备方法
CN114525025B (zh) 一种共聚物发泡材料及其制备方法和应用
CN107674406A (zh) 一种超临界co2发泡材料用生物基多孔碳材料
Mohammadi et al. Evaluation of the acoustic performance of polyurethane foams embedded with rock wool fibers at low-frequency range; design and construction
CN109320964A (zh) 一种苯基硅橡胶海绵阻尼材料及其制备方法
CN112538272A (zh) 一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜及制法
CN114621495A (zh) 硅橡胶发泡材料及其制备方法
CN113831738A (zh) 一种加成型液体硅橡胶泡沫材料及其制备方法
CN112574378A (zh) 作为吸音材料的低密度聚氨酯泡沫组合物，制造聚氨酯泡沫的方法和由其制造的聚氨酯泡沫
CN112795091B (zh) 一种发泡材料及其制得的发泡产品
CN113072734B (zh) 一种热致液晶聚合物微孔泡沫材料及其制备方法
CN114773755A (zh) 一种亚克力泡棉及其制备方法
CN115179636B (zh) 一种汽车用电池隔热罩及其加工工艺
CN106554479A (zh) 一种聚氨酯泡沫和一种改性石墨稀及其它们的制备方法
CN112940334B (zh) 一种高隔热高抗压低密度耐热型复合环氧泡沫的制备方法
US20080281011A1 (en) High temperature resistant, structural polymer foam
KAZEMI et al. An experimental study on mechanical and microstructural properties of microcellular foams of ABS composites

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