CN116120749A - 一种用于表带氟硅胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及高分子材料的技术领域，具体公开了一种用于表带氟硅胶材料及其制备方法。一种用于表带氟硅胶材料，所述氟硅胶材料的原料包括如下重量份的组分：硅胶40~60份、氟胶40~50份、白炭黑45~60份、填料10~20份、油15~30份、硫化剂1.5~2.5份、交联助剂0.5~1.5份。一种用于表带氟硅胶材料的制备方法，包括以下步骤：混炼：将硅胶、白炭黑、填料、油、交联助剂混炼均匀，得到混料；出片：先将氟胶进行塑炼，然后加入混料进行混炼，出片，得到胶料；硫化：将胶料薄通翻炼，加入硫化剂、三烯丙基异氰脲酸酯，混炼硫化，出片，得到氟硅胶材料。
Description
技术领域
本申请涉及高分子材料的技术领域，尤其是涉及一种用于表带氟硅胶材料及其制备方法。
背景技术
智能穿戴类制品所用的橡胶材料一般包括：硅胶、氟胶、氢化丁腈橡胶，聚氨酯。针对智能穿戴类产品要求的舒适性、亲肤性、手感、耐低温等，选择合适的橡胶材料尤为重要，硅胶材料密度小，手感不是最佳，而氟胶材料密度大，手感好，但柔顺性不好，耐低温效果不佳，因此亟需开发出一种手感好且耐低温效果好的表带材料。
发明内容
为了开发出一种手感好且耐低温效果好的表带材料，本申请提供一种用于表带氟硅胶材料及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种用于表带氟硅胶材料，采用如下的技术方案：
一种用于表带氟硅胶材料，所述氟硅胶材料的原料包括如下重量份的组分：硅胶40～60份、氟胶40～50份、白炭黑45～60份、填料10～20份、油15～30份、硫化剂1.5～2.5份、交联助剂0.5～1.5份。
通过采用上述技术方案，交联助剂使得硅胶和氟胶交联，使得氟硅胶材料既具有硅胶的柔顺性，又具有氟胶的手感，白炭黑的加入，提高了氟硅胶材料的耐低温性能；硫化剂的加入，使得氟硅胶材料硫化，提高氟硅胶材料的比重，因此可以提高氟硅胶材料的手感，从而使得氟硅胶材料具有较高的手感和耐低温性能。
在一个具体的可实施方案中，所述填料的原料包括酚醛树脂、有机溶剂、氧化锑，且所述酚醛树脂、所述有机溶剂、所述氧化锑的重量比为1：(2～3)：(3～4)。
通过采用上述技术方案，当酚醛树脂、有机溶剂、氧化锑的重量比为1：(2～3)：(3～4)时，有机溶剂使得酚醛树脂均匀负载在氧化锑上，酚醛树脂与硅胶、氟胶具有较好的相容性，使得氧化锑均匀分散在氟硅胶材料中，氧化锑具有较高的耐高低温性能，因此进一步提高了氟硅胶材料的耐高低温性能。
在一个具体的可实施方案中，所述有机溶剂为乙醇。
通过采用上述技术方案，乙醇对酚醛树脂进行稀释，使得氧化锑均匀分散在酚醛树脂中，且乙醇还具有一定的消泡作用，有利于酚醛树脂均匀负载在氧化锑上。此外，乙醇易挥发，便于将其去除，且不留杂质，提高了制得氟硅胶材料的纯度。
在一个具体的可实施方案中，所述填料的制备方法包括以下步骤：向有机溶剂中依次加入酚醛树脂、氧化锑，搅拌均匀，得到混合料，对混合料进行负压抽吸，烘干，得到填料。
通过采用上述技术方案，先将酚醛树脂加入到有机溶剂中，搅拌均匀，使得酚醛树脂溶解在有机溶剂中，再加入氧化锑，搅拌均匀，使得氧化锑均匀分散在酚醛树脂中，得到混合料，然后对混合料进行负压抽吸，烘干，使得酚醛树脂均匀负载在氧化锑上，得到填料。
在一个具体的可实施方案中，所述油包括羟基硅油、甲基含氢硅油中的一种或两种组成的混合物。
在一个具体的可实施方案中，所述交联助剂包括十六烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷中的一种或多种。
在一个具体的可实施方案中，所述氟硅胶材料的原料还包括1-3重量份的三烯丙基异氰脲酸酯。
通过采用上述技术方案，三烯丙基异氰脲酸酯的加入，有利于氟硅胶材料的硫化，从而进一步提高了氟硅胶材料的手感。
第二方面，本申请提供的一种用于表带氟硅胶材料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种用于表带氟硅胶材料的制备方法，包括以下步骤：
混炼：将硅胶、白炭黑、填料、油、交联助剂混炼均匀，得到混料；
出片：先将氟胶进行塑炼，然后加入混料进行混炼，出片，得到胶料；
硫化：将胶料薄通翻炼，加入硫化剂、三烯丙基异氰脲酸酯，混炼硫化，出片，得到氟硅胶材料。
通过采用上述技术方案，先将硅胶、白炭黑、填料、油、交联助剂混炼均匀，得到混料，然后将氟胶与混料进行混炼，出片，得到胶料，最后加入硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯，混炼硫化，出片，得到手感较好且耐低温性能较佳的氟硅胶材料。
在一个具体的可实施方案中，所述硫化步骤中，将胶料薄通翻炼，加入硫化剂、三烯丙基异氰脲酸酯，在170-180℃下混炼硫化230-250s，出片，得到氟硅胶材料。
通过采用上述技术方案，进一步限定了硫化的温度和时间，可进一步提高氟硅胶材料的性能。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请中交联助剂使得硅胶和氟胶交联，使得氟硅胶材料既具有硅胶的柔顺性，又具有氟胶的手感，白炭黑的加入，提高了氟硅胶材料的耐低温性能；硫化剂的加入，使得氟硅胶材料硫化，提高氟硅胶材料的比重，因此可以提高氟硅胶材料的手感，从而使得氟硅胶材料具有较高的手感和耐低温性能；
2.本申请中当酚醛树脂、有机溶剂、氧化锑的重量比为1：(2～3)：(3～4)时，有机溶剂使得酚醛树脂均匀负载在氧化锑上，酚醛树脂与硅胶、氟胶具有较好的相容性，使得氧化锑均匀分散在氟硅胶材料中，氧化锑具有较高的耐高低温性能，因此进一步提高了氟硅胶材料的耐高低温性能；
3.本申请中三烯丙基异氰脲酸酯的加入，有利于氟硅胶材料的硫化，从而进一步提高了氟硅胶材料的手感。
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。
实施例中所有原料均可通过市售获得。其中白炭黑CAS号：10279-57-9；酚醛树脂CAS号：9003-35-4；氧化锑CAS号：1332-81-6；羟基硅油CAS号：58130-04-4；甲基含氢硅油CAS号：63148-57-2；硫化剂为双二五硫化剂，CAS号：78-63-7；交联助剂包括并不局限于十六烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷中的一种或多种，本实施例中优选十六烷基三甲氧基硅烷。
制备例
制备例1
制备例1提供了一种填料的制备方法，包括以下步骤：
向有机溶剂中先加入酚醛树脂搅拌均匀，再加入氧化锑，搅拌均匀，得到混合料，利用负压抽吸机对混合料进行负压抽吸，再加入到烘干箱中烘干，烘干温度为60℃，得到填料；其中有机溶剂为乙醇；酚醛树脂、有机溶剂、氧化锑的重量比为1：1.5：2.5。
制备例2
制备例2与制备例1的区别在于，酚醛树脂、有机溶剂、氧化锑的重量比为1：2：3，其余步骤与制备例1相一致。
制备例3
制备例3与制备例1的区别在于，酚醛树脂、有机溶剂、氧化锑的重量比为1：2.5：3.5，其余步骤与制备例1相一致。
制备例4
制备例4与制备例1的区别在于，酚醛树脂、有机溶剂、氧化锑的重量比为1：3：4，其余步骤与制备例1相一致。
制备例5
制备例5与制备例1的区别在于，酚醛树脂、有机溶剂、氧化锑的重量比为1：3.5：4.5，其余步骤与制备例1相一致。
实施例
实施例1
实施例1提供了一种用于表带氟硅胶材料的制备方法，包括以下步骤：
混炼：将40kg硅胶、45kg白炭黑、10kg制备例1中的填料、15kg油、0.5kg交联助剂加入开炼机中混炼均匀，得到混料；其中油包括羟基硅油和甲基含氢硅油组成的混合物，其中羟基硅油与甲基含氢硅油的重量比为2：1。
出片：先将40kg氟胶加入密炼机中塑炼5min，然后加入混料进行混炼，出片，得到胶料，停放24h，待用；
硫化：将胶料加入开炼机上薄通翻炼，加入1.5kg硫化剂，在175℃的温度下混炼硫化240s，出片，得到氟硅胶材料。
实施例2-5
如表1所示，实施例2-5与实施例1的主要区别在于填料的选用不同。
表1实施例1-5中填料的选用
| 样品 | 填料的选用 |
| 实施例1 | 制备例1 |
| 实施例2 | 制备例2 |
| 实施例3 | 制备例3 |
| 实施例4 | 制备例4 |
| 实施例5 | 制备例5 |
实施例6
实施例6提供了一种用于表带氟硅胶材料的制备方法，包括以下步骤：
混炼：将50kg硅胶、52kg白炭黑、15kg制备例3中的填料、22kg油、1kg交联助剂加入开炼机中混炼均匀，得到混料；其中油包括羟基硅油和甲基含氢硅油组成的混合物，其中羟基硅油与甲基含氢硅油的重量比为2：1。
出片：先将45kg氟胶加入密炼机中塑炼5min，然后加入混料进行混炼，出片，得到胶料，停放24h，待用；
硫化：将胶料加入开炼机上薄通翻炼，加入2kg硫化剂，在175℃的温度下混炼硫化240s，出片，得到氟硅胶材料。
实施例7
实施例7提供了一种用于表带氟硅胶材料的制备方法，包括以下步骤：
混炼：将60kg硅胶、60kg白炭黑、20kg制备例3中的填料、30kg油、1.5kg交联助剂加入开炼机中混炼均匀，得到混料；其中油包括羟基硅油和甲基含氢硅油组成的混合物，其中羟基硅油与甲基含氢硅油的重量比为2：1。
出片：先将50kg氟胶加入密炼机中塑炼5min，然后加入混料进行混炼，出片，得到胶料，停放24h，待用；
硫化：将胶料加入开炼机上薄通翻炼，加入2.5kg硫化剂，在175℃的温度下混炼硫化240s，出片，得到氟硅胶材料。
实施例8
实施例8与实施例6的区别在于，混炼步骤中，油仅包括羟基硅油，其余步骤与实施例6相一致。
实施例9
实施例9与实施例6的区别在于，混炼步骤中，油仅包括甲基含氢硅油，其余步骤与实施例6相一致。
实施例10
实施例10与实施例6的区别在于，硫化步骤中，将胶料加入开炼机上薄通翻炼，加入2kg硫化剂、2kg三烯丙基异氰脲酸酯，在175℃的温度下混炼硫化240s，出片，得到氟硅胶材料，其余步骤与实施例6相一致。
实施例11
实施例11与实施例10的区别在于，硫化步骤中，将胶料加入开炼机上薄通翻炼，加入2kg硫化剂、2kg三烯丙基异氰脲酸酯，在170℃的温度下混炼硫化250s，出片，得到氟硅胶材料，其余步骤与实施例10相一致。
实施例12
实施例12与实施例10的区别在于，硫化步骤中，将胶料加入开炼机上薄通翻炼，加入2kg硫化剂、2kg三烯丙基异氰脲酸酯，在180℃的温度下混炼硫化230s，出片，得到氟硅胶材料，其余步骤与实施例10相一致。
对比例
对比例1
对比例1为氟胶材料。
对比例2
对比例2为硅胶材料。
对比例3
对比例3提供了一种用于表带氟硅胶材料的制备方法，包括以下步骤：
混炼：将40kg硅胶、45kg白炭黑、10kg制备例1中的填料、15kg油、0.5kg交联助剂加入开炼机中混炼均匀，得到混料；其中油包括羟基硅油和甲基含氢硅油组成的混合物，其中羟基硅油与甲基含氢硅油的重量比为2：1。
出片：先将40kg氟胶加入密炼机中塑炼5min，然后加入混料进行混炼，出片，得到氟硅胶材料。
性能检测试验
摩擦力检测：利用摩擦力检测仪对各实施例中的氟硅胶材料进行检测，得出静摩擦系数和动摩擦系数，静摩擦系数和动摩擦系数越低，手感越好。
耐高低温性能检测：通过第三方检测机构测试氟硅胶材料在多少温度范围下可以保持弹性。
比重检测：按照HG/T2728测定各实施例中氟硅胶材料的比重。
表2氟硅胶材料的性能检测结果
结合实施例1和对比例1-2，实施例1中氟硅胶材料的静摩擦系数和动摩擦系数均低于对比例1中的氟胶材料，且低于对比例2中的硅胶材料，因此本申请中的氟硅胶材料具有较好的手感。
结合实施例1和对比例3，实施例1中氟硅胶材料的比重高于对比例3中的氟硅胶材料，可见在制备氟硅胶材料时，在原料中加入硫化剂进行硫化，可提高制得氟硅胶材料的比重。
结合实施例1-5，实施例2-4中氟硅胶材料的耐高低温性能较高，可见在制备填料时，酚醛树脂、有机溶剂、氧化锑的配比优选1：(2～3)：(3～4)，使得酚醛树脂均匀负载在氧化锑上，从而提高了制得氟硅胶材料的耐高低温性能。
结合实施例3、实施例6和实施例7，实施例6中氟硅胶材料的耐高低温性能最佳，可见在制备氟硅胶材料时，提高原料的使用量，制得氟硅胶材料的耐高低温性能呈现先上升后下降的趋势。
结合实施例6、实施例8和实施例9，施例6中氟硅胶材料的静摩擦系数和动摩擦系数均最低，从而实施例6中氟硅胶材料的手感最佳，可见在制备氟硅胶材料时，利用羟基硅油和甲基含氢硅油组成的混合油，制得氟硅胶材料的手感较佳。
结合实施例6和实施例10，实施例10中氟硅胶材料的比重高于实施例6，可见在硫化时，加入硫化助剂三烯丙基异氰脲酸酯，可提高硫化效果，因此提高了制得氟硅胶材料的比重。
结合实施例10-12，实施例10中氟硅胶材料的比重最高，可见利用硫化剂进行硫化时，实施例10中硫化的条件最佳。
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 (9)
1.一种用于表带氟硅胶材料，其特征在于：所述氟硅胶材料的原料包括如下重量份的组分：硅胶40~60份、氟胶40~50份、白炭黑45~60份、填料10~20份、油15~30份、硫化剂1.5~2.5份、交联助剂0.5~1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于表带氟硅胶材料，其特征在于：所述填料的原料包括酚醛树脂、有机溶剂、氧化锑，且所述酚醛树脂、所述有机溶剂、所述氧化锑的重量比为1：（2~3）：（3~4）。
3.根据权利要求2所述的一种用于表带氟硅胶材料，其特征在于：所述有机溶剂为乙醇。
4.根据权利要求2所述的一种用于表带氟硅胶材料，其特征在于：所述填料的制备方法包括以下步骤：向有机溶剂中依次加入酚醛树脂、氧化锑，搅拌均匀，得到混合料，对混合料进行负压抽吸，烘干，得到填料。
5.根据权利要求1所述的一种用于表带氟硅胶材料，其特征在于：所述油包括羟基硅油、甲基含氢硅油中的一种或两种组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种用于表带氟硅胶材料，其特征在于：所述交联助剂包括十六烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种用于表带氟硅胶材料，其特征在于：所述氟硅胶材料的原料还包括1-3重量份的三烯丙基异氰脲酸酯。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的一种用于表带氟硅胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
混炼：将硅胶、白炭黑、填料、油、交联助剂混炼均匀，得到混料；
出片：先将氟胶进行塑炼，然后加入混料进行混炼，出片，得到胶料；
硫化：将胶料薄通翻炼，加入硫化剂、三烯丙基异氰脲酸酯，混炼硫化，出片，得到氟硅胶材料。
9.根据权利要求8所述的一种用于表带氟硅胶材料的制备方法，其特征在于：所述硫化步骤中，将胶料薄通翻炼，加入硫化剂、三烯丙基异氰脲酸酯，在170-180℃下混炼硫化230-250s，出片，得到氟硅胶材料。
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