TW201700702A - 用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法 - Google Patents

Abstract

一種用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法；該方法包含步驟為：混合矽膠、數個具有空心結構的玻璃球及耦合劑，調整該矽膠及該數個玻璃球的體積比例，使得該複合矽膠具有不同的密度；其中該耦合劑包含羥基物質，係用於阻礙該矽膠之分子之間的結合，而降低該矽膠的聚合力；然後將該矽膠、該耦合劑、該數個玻璃球攪拌均勻；該耦合劑可使得在攪拌過程中該數個玻璃球與該矽膠均勻混合；該數個玻璃球具有空心結構，因此可以達到輕量化並令該複合矽膠具有彈性及剛性；攪拌均勻後，在該矽膠、該耦合劑、該數個玻璃球所形成的稠狀混合物中加入一熟化劑並置入一混合槽中，並予以加熱；依照加熱溫度調整加熱時間；該熟化劑係用於令該混合物產生固化作用；然後冷卻該混合槽，令該混合物成型，而形成該複合矽膠。

Description

用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法

本發明係有關於複合矽膠，尤其是一種用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法。

矽膠、橡膠及聚氨酯(PU)為緩衝材或密封材的構成材料之一，日常用品如護具、鞋墊或椅墊都會使用緩衝材；或是如封條會使用密封材。

其中以矽膠成分為主的緩衝材或密封材，在製造過程中通常是在矽膠中加入發泡劑，透過發泡劑的化學反應會產生發泡作用，使得矽膠中形成許多氣泡，而讓矽膠內部形成許多空隙，因而讓矽膠具有彈性且達到輕量化的目的。惟在發泡過程中，不易控制其所形成的氣泡大小，因此難以精確控制最後形成的矽膠的密度。而且發泡劑的使用過程中需要加入具毒性的有機溶劑，因此會對環境造成汙染。再者透過此種方式形成的矽膠，其表面無法達到平滑，因此也形成摩擦係數大的缺點。

另外，以橡膠或聚氨酯成分為主的緩衝材或密封材，不易耐高溫，因此在應用的環境也有所限制。

故本案希望提出一種嶄新的用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法，以解決先前技術上的缺陷。

所以本發明的目的係為解決上述習知技術上的問題，本發明中提出一種用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法，係在矽膠中加入具有空心結構的玻璃球，而形成一複合矽膠，其可應用於緩衝材或密封材的製造。該複合矽膠具有平滑且易於裁切的優點；且該複合矽膠具有優良的彈性、支撐力及剛性，在承載物體時可以有效的支撐物體，也可以有效的吸收外部的衝擊力，因此具有優良的緩衝效果。且在製造過程中無須加入具毒性的有機溶劑，因此也不會對環境造成汙染。該複合矽膠並且具有耐高溫的優點。

為達到上述目的本發明中提出一種用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法；該方法包含步驟為：混合矽膠、數個具有空心結構的玻璃球及耦合劑，調整該矽膠及該數個玻璃球的體積比例，使得該複合矽膠具有不同的密度；其中該耦合劑包含羥基物質，係用於阻礙該矽膠之分子之間的結合，而降低該矽膠的聚合力；然後，將該矽膠、該耦合劑、該數個玻璃球攪拌均勻；該耦合劑可使得在攪拌過程中該數個玻璃球與該矽膠均勻混合；該數個玻璃球具有空心結構，因此可以達到輕量化並令該複合矽膠；攪拌均勻後，在該矽膠、該耦合劑、該數個玻璃球所形成的稠狀混合物中加入一熟化劑並置入一混合槽中，並予以加熱；依照加熱溫度調整加熱時間；該熟化劑係用於令該混合物產生固化作用；然後，冷卻該混合槽，令該混合物成型，而形成該複合矽膠。

由下文的說明可更進一步瞭解本發明的特徵及其優點，閱讀時並請參考附圖。

10‧‧‧矽膠

20‧‧‧玻璃球

30‧‧‧耦合劑

圖1顯示本案第一實施例之複合矽膠結構示意圖。

圖2顯示本案第三實施例之複合矽膠結構示意圖。

圖3顯示本案第一實施例之操作步驟。

圖4顯示本案第二實施例之操作步驟。

圖5顯示本案第三實施例之操作步驟。

茲謹就本案的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合圖式，舉本案之一較佳實施例詳細說明如下。

請參考圖1及圖3所示為本案之第一實施例，顯示本發明之用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法，應用數個具有空心結構的玻璃球20加入一矽膠10中，形成本案之複合矽膠。該複合矽膠係作為緩衝材之構成材料(例如做為護具、鞋墊或椅墊之構成材料)；或是做為密封材之構成材料(例如封條之構成材料)。

如圖3所示，該方法包含步驟為：混合該矽膠10、該數個玻璃球20及一耦合劑30，依照需要調整該矽膠10及該數個玻璃球20的體積比例，使得該複合矽膠具有不同的密度。其中該耦合劑30包含羥基物質，係用於阻礙該矽膠10之分子之間的結合，而降低該矽膠10的聚合力(步驟100)。

然後，將該矽膠10、該耦合劑30、該數個玻璃球20攪拌均勻。由於該耦合劑30所包含的羥基物質會阻礙該矽膠10之分子之間的結合，而降低該矽膠10的聚合力，因此在 攪拌過程中該數個玻璃球20即可輕易陷入該矽膠10中，而與該矽膠10均勻混合。由於該數個玻璃球20具有空心結構，因此與該矽膠10混合時，可以達到輕量化的效果。攪拌均勻後，該矽膠10、該耦合劑30、該數個玻璃球20形成一稠狀混合物(步驟110)。

然後，在該稠狀混合物中加入一熟化劑並置入一混合槽中，並予以加熱。依照加熱溫度調整加熱時間，當加熱溫度越低，則加熱時間越長；當加熱溫度越高，則加熱時間越短。其中該熟化劑係用於令該混合物產生固化作用，使得該混合物的分子間交聯成較大的穩定結構，而令該混合物具有一定的機械強度以及穩定性。當加熱溫度與室溫相同時，也可以不加入該熟化劑(步驟120)。

較佳者該步驟120所使用的加熱溫度為180度；加熱時間為1小時。

然後，對該混合物加壓，使得該混合物形成片狀型態。較佳者加壓所需的壓力約為15~20公噸/cm²。當該步驟120中的加熱溫度與室溫相同時，則加壓所需的壓力為0公噸/cm²(步驟130)。

然後，冷卻該混合槽，令該混合物成型，而形成該複合矽膠(步驟140)。

然後，將該複合矽膠從該混合槽取出，依照需要將該複合矽膠裁切成所需的形狀及尺寸(步驟150)。

應用上述步驟所形成的複合矽膠之表面摩擦力小，因此具有平滑之特性；且由於製造過程中沒有加入發泡劑等有機溶劑，因此無毒性，不會對環境造成汙染；再者也可以依照需求選擇不同形狀的鑄模而製作出具有不同外觀型態的複合 矽膠。透過本案的方式形成的複合矽膠具有裁切容易的優點；且可透過選擇不同的該矽膠10及該數個玻璃球20的比例進行混和，而易於控制該複合矽膠的密度。再者本案之複合矽膠的分子間形成強健而穩定的連接結構，因此該複合矽膠具有優良的彈性及支撐力，當承載物體時，物體的重量可以由該物體與該複合矽膠的接觸點分散到周圍，而形成穩定的承載狀態；當物體由該複合矽膠上移除時，該複合矽膠也可以快速的回復到原先的型態。再者由於該複合矽膠所含的該數個玻璃球20為剛性材質構成，因此該複合矽膠具有剛性高的優點，較佳者該複合矽膠可以承受達48MPa的高壓。因此透過本案的方法所形成的該複合矽膠在承載物體或是接收外部衝擊力時具有優良的緩衝效果。再者該複合矽膠也具有耐高溫的優點。

如圖4所示為本案的第二實施例，在本例中與上述實施例相同的元件應用相同的符號表示。該方法包含步驟為： 混合該矽膠10、該數個玻璃球20及一耦合劑30，依照需要調整該矽膠10及該數個玻璃球20的體積比例，使得該複合矽膠具有不同的密度。其中該耦合劑30包含羥基物質，係用於阻礙該矽膠10之分子之間的結合，而降低該矽膠10的聚合力(步驟300)。

然後，將該矽膠10、該耦合劑30、該數個玻璃球20攪拌均勻。由於該耦合劑30所包含的羥基物質會阻礙該矽膠10之分子之間的結合，而降低該矽膠10的聚合力，因此在攪拌過程中該數個玻璃球20即可輕易陷入該矽膠10中，而與該矽膠10均勻混合。由於該數個玻璃球20具有空心結構，因此與該矽膠10混合時，可以達到輕量化的效果。攪拌均勻後，該矽膠10、該耦合劑30、該數個玻璃球20形成一稠狀 混合物(步驟310)。

然後，將該混合物與一熟化劑分開存放於不同之瓶體中(步驟320)。

然後，依照需要選擇一具有特定形狀及尺寸的混合槽，將該混合物與該熟化劑加入該混合槽(步驟330)。

然後，加熱該混合槽。依照加熱溫度調整加熱時間，當加熱溫度越低，則加熱時間越長；當加熱溫度越高，則加熱時間越短。其中該熟化劑係用於令該混合物產生固化作用，使得該混合物的分子間交聯成較大的穩定結構，而令該混合物具有一定的機械強度以及穩定性(步驟340)。

其中當加熱溫度與室溫相同時，該步驟330也可以不加入該熟化劑。

較佳者該步驟340所使用的加熱溫度為180度；加熱時間為1小時。

然後，冷卻該混合槽，令該混合物成型，而形成該複合矽膠(步驟350)。

其中該矽膠10係為液態矽膠。

透過上述的方式，即可令該混合物直接在該混合槽形成具有所需形狀及尺寸之複合矽膠，而無須另外進行裁切。

如圖2及圖5所示為本案的第三實施例，在本例中與上述實施例相同的元件應用相同的符號表示。其中該方法包含步驟為：混合該矽膠10、該數個玻璃球20，依照需要調整該矽膠10及該數個玻璃球20的體積比例，使得該複合矽膠具有不 同的密度(步驟200)。

然後，將該矽膠10、該數個玻璃球20進行快速攪拌，並且攪拌均勻。由於快速攪拌可使得該矽膠10的聚合力降低，因此在攪拌過程中該數個玻璃球20即可輕易陷入該矽膠10中，而與該矽膠10均勻混合。由於該數個玻璃球20具有空心結構，因此與該矽膠10混合時，可以達到輕量化的效果。攪拌均勻後，該矽膠10及該數個玻璃球20形成一稠狀混合物(步驟210)。

然後，在該稠狀混合物中加入一熟化劑並置入一混合槽中，並予以加熱。依照加熱溫度調整加熱時間，當加熱溫度越低，則加熱時間越長；當加熱溫度越高，則加熱時間越短。其中該熟化劑係用於令該混合物產生固化作用，使得該混合物的分子間交聯成較大的穩定結構，而令該混合物具有一定的機械強度以及穩定性。當加熱溫度與室溫相同時，也可以不加入該熟化劑(步驟220)。

較佳者該步驟220所使用的加熱溫度為180度；加熱時間為1小時。

然後，對該混合物加壓，使得該混合物形成片狀型態。較佳者加壓所需的壓力約為15~20公噸/cm²。當該步驟220中的加熱溫度與室溫相同時，則加壓所需的壓力為0公噸/cm²(步驟230)。

然後，冷卻該混合槽，令該混合物成型，而形成該複合矽膠(步驟240)。

然後，將該複合矽膠從該混合槽取出，依照需要將該複合矽膠裁切成所需的形狀及尺寸(步驟250)。

在本例中的該稠狀混合物與該熟化劑在置入該混合槽以前，也可以應用與上述第二實施例相同的方式進行分開存放；其中該矽膠10係為液態矽膠；然後將該混合槽依照需要配置特定形狀及尺寸，再將該稠狀混合物與該熟化劑置入該混合槽進行加熱固化及冷卻成型，而形成該複合矽膠。

較佳者，上述第一實施例及第三實施例中該矽膠10係選自高溫成型矽膠(HTV)或液態矽膠(LSR)兩者中至少一種。較佳者，該矽膠10由鹼石灰硼矽酸鹽酸鈣或氧化矽鉛陶瓷或鹼性氧化矽鉛陶瓷三者之至少一種所構成。

較佳者，在本案中該玻璃球20的直徑為0.1μm~0.3μm。該玻璃球20為SiO₂或AlO₂所構成。該玻璃球20的空心空間係以氮氣填充。

較佳者，在本案中該矽膠10及該玻璃球20的體積比例為9：1至6：4之間。

較佳者，在本案中該耦合劑30為氨基材料所構成。較佳者該耦合劑30為氨基矽烷。

本案的優點為在矽膠中加入具有空心結構的玻璃球，而形成一複合矽膠，其可應用於緩衝材或密封材的製造。該複合矽膠具有平滑且易於裁切的優點；且該複合矽膠具有優良的彈性、支撐力及剛性，在承載物體時可以有效的支撐物體，也可以有效的吸收外部的衝擊力，因此具有優良的緩衝效果。且在製造過程中無須加入具毒性的有機溶劑，因此也不會對環境造成汙染。該複合矽膠並且具有耐高溫的優點。

綜上所述，本案人性化之體貼設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較於習知技術明顯具有突破性之進步優點，確實具有功效之增進，且非易於達成。本案未曾公 開或揭露於國內與國外之文獻與市場上，已符合專利法規定。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

10‧‧‧矽膠

20‧‧‧玻璃球

30‧‧‧耦合劑

Claims (14)

1. 一種用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法；該方法包含步驟為：混合矽膠、數個具有空心結構的玻璃球及耦合劑，依照需要調整該矽膠及該數個玻璃球的體積比例，使得該複合矽膠具有不同的密度；其中該耦合劑包含羥基物質，係用於阻礙該矽膠之分子之間的結合，而降低該矽膠的聚合力；然後，將該矽膠、該耦合劑、該數個玻璃球攪拌均勻；由於該耦合劑所包含的羥基物質會阻礙該矽膠之分子之間的結合，而降低該矽膠的聚合力，因此在攪拌過程中該數個玻璃球即可輕易陷入該矽膠中，而與該矽膠均勻混合；由於該數個玻璃球具有空心結構，因此與該矽膠混合時，可以達到輕量化的效果；攪拌均勻後，該矽膠、該耦合劑、該數個玻璃球形成一稠狀混合物；然後，在該稠狀混合物中加入一熟化劑並置入一混合槽中，並予以加熱；依照加熱溫度調整加熱時間，當加熱溫度越低，則加熱時間越長；當加熱溫度越高，則加熱時間越短；其中該熟化劑係用於令該混合物產生固化作用；其中該熟化劑所需加入的量與加熱溫度有關，當加熱溫度與室溫相同時，該熟化劑所需加入的量為0；然後，冷卻該混合槽，令該混合物成型，而形成該複合矽膠。
2. 如申請專利範圍第1項之用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法，其中在加熱及固化之後，對該混合物加壓，使得該混合物形成片狀型態； 其中在冷卻該混合槽之後，將該複合矽膠從該混合槽取出，依照需要將該複合矽膠裁切成所需的形狀及尺寸。
3. 如申請專利範圍第1項之用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法，其中該矽膠係選自高溫成型矽膠及液態矽膠中至少一種。
4. 如申請專利範圍第1項之用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法，其中該稠狀混合物及該熟化劑在置入該混合槽之前，係分裝在不同的瓶體中；且該矽膠為液態矽膠；其中該混合槽的形狀係依照最終該複合矽膠所需的形體來配置。
5. 一種用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法；該方法包含步驟為：混合矽膠及數個具有空心結構的玻璃球，依照需要調整該矽膠及該數個玻璃球的體積比例，使得該複合矽膠具有不同的密度；然後，將該矽膠、該數個玻璃球進行快速攪拌，並且攪拌均勻；由於快速攪拌可使得該矽膠的聚合力降低，因此在攪拌過程中該數個玻璃球即可輕易陷入該矽膠中，而與該矽膠均勻混合；由於該數個玻璃球具有空心結構，因此與該矽膠混合時，可以達到輕量化的效果；攪拌均勻後，該矽膠及該數個玻璃球形成一稠狀混合物；然後，在該稠狀混合物中加入一熟化劑並置入一混合槽中，並予以加熱；依照加熱溫度調整加熱時間，當加熱溫度越低，則加熱時間越長；當加熱溫度越高，則加熱時間越短；其中該熟化劑係用於令該混合物產生固化作用；其中該熟化 劑所需加入的量與加熱溫度有關，當加熱溫度與室溫相同時，該熟化劑所需加入的量為0；然後，冷卻該混合槽，令該混合物成型，而形成該複合矽膠。
6. 如申請專利範圍第5項之用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法，其中在加熱及固化之後，對該混合物加壓，使得該混合物形成片狀型態；其中在冷卻該混合槽之後，將該複合矽膠從該混合槽取出，依照需要將該複合矽膠裁切成所需的形狀及尺寸。
7. 如申請專利範圍第5項之用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法，其中該矽膠係選自高溫成型矽膠及液態矽膠中至少一種。
8. 如申請專利範圍第5項之用於緩衝材或密封材之複合矽膠的製造方法，其中該稠狀混合物及該熟化劑在置入該混合槽之前，係分裝在不同的瓶體中，且該矽膠為液態矽膠；其中該混合槽的形狀係依照最終該複合矽膠所需的形體來配置。
9. 一種具有空心玻璃球的複合矽膠，包含：一矽膠；數個玻璃球具有空心結構；其中該矽膠及該數個玻璃球的體積比例為9：1至4：6之間；一耦合劑為氨基材料所構成；其中該耦合劑包含羥基物質，係用於阻礙該矽膠之分子之間的結合，而降低該矽膠的 聚合力，使得該數個玻璃球可混入該矽膠中。
10. 如申請專利範圍第9項之具有空心玻璃球的複合矽膠，其中該矽膠係選自高溫成型矽膠及液態矽膠中至少一種。
11. 如申請專利範圍第10項之具有空心玻璃球的複合矽膠，其中該矽膠由鹼石灰硼矽酸鹽酸鈣或氧化矽鉛陶瓷或鹼性氧化矽鉛陶瓷三者之至少一種所構成。
12. 如申請專利範圍第9項之具有空心玻璃球的複合矽膠，其中該玻璃球的直徑為0.1μm~0.3μm；該玻璃球為SiO₂或AlO₂所構成；該玻璃球的空心空間係以氮氣填充。
13. 一種具有空心玻璃球的複合矽膠，包含：一矽膠，該矽膠由鹼石灰硼矽酸鹽酸鈣或氧化矽鉛陶瓷或鹼性氧化矽鉛陶瓷三者之至少一種所構成；數個玻璃球具有空心結構；其中該矽膠及該數個玻璃球的體積比例為9：1至4：6之間。
14. 如申請專利範圍第13項之具有空心玻璃球的複合矽膠，其中該玻璃球的直徑為0.1μm~0.3μm；該玻璃球為SiO₂或AlO₂所構成；該玻璃球的空心空間係以氮氣填充。