硅橡膠及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種硅橡膠及其制備方法，該硅橡膠含有：50～90重量份的乙烯基封端的聚硅氧烷；10～45重量份的白炭黑；1～10重量份的羥基封端的聚硅氧烷；0.01～0.5重量份的硬脂酸鋅；以及1～10重量份的乙烯基硅樹脂。根據本發明實施例的硅橡膠具有較高的抗撕裂強度、良好的回彈性和較低的永久變形性能。
【專利說明】硅橡膠及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及有機合成領域，具體而言，本發明涉及一種硅橡膠及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在硅橡膠的應用中，不少領域對硅橡膠的撕裂強度有較高的要求。普通的硅橡膠其撕裂強度較難達到40KN/M以上。而要使硅橡膠的撕裂強度達到40KN/M以上，通常采取添加聞乙烯基含量的有機娃化合物的方法。常用的聞乙烯基含量的有機娃化合物包括聞乙烯基含量的甲基乙烯基生股、甲基乙烯基硅油、乙烯基環體等。
[0003]使用高乙烯基含量的甲基乙烯基生膠或者甲基乙烯基硅油是目前最常用的提高硅橡膠撕裂強度的方法，通過搭配不同乙烯基含量的生膠，添加高比表面積的氣象法二氧化硅作為增強填料，可以得到撕裂強度40KN/M以上的硅橡膠。但添加高乙烯基含量生膠或者硅油，會使膠料的硫化速度變慢，同時硅橡膠制品較易變形，回彈性不是很好。
[0004]也有直接使用乙烯基環體作為高乙烯基含量有機硅化合物，但其制備的膠料同樣存在硫化速度慢的問題，而且在一次硫化時硫化不充分，二次硫化后硬度與一次硫化時差別較大，導致其應用受到限制。
[0005]因此，現有的硅橡膠有待進一步改進。
【發明內容】
[0006]本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種硅橡膠及其制備方法，該硅橡膠具有較高的抗撕裂強度、良好的回彈性和較低的永久變形性能。`
[0007]在本發明的一個方面，本發明提出了一種娃橡膠，該娃橡膠含有:50~90重量份的乙烯基封端的聚硅氧烷；10~45重量份的白炭黑；1~10重量份的羥基封端的聚硅氧燒；0.01~0.5重量份的硬脂酸鋅；以及I~10重量份的乙烯基娃樹脂。
[0008]根據本發明實施例的硅橡膠采用含有較低含量乙烯基的原料，從而提高膠料的硫化速度，并且原料中的乙烯基硅樹脂通過加熱交聯固化后與乙烯基封端的聚硅氧烷生膠形成特殊的網狀結構，從而使得硫化后的硅橡膠具有高撕裂強度的同時，還保持了良好的回彈性，另外，所得硅橡膠具有較低的永久變形性能。
[0009]另外，根據本發明上述實施例的硅橡膠還可以具有如下附加的技術特征:
[0010]在本發明的一些實施例中，所述乙烯基封端的聚硅氧烷為乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠。由此，可以提高硅橡膠的抗撕裂強度和回彈性。
[0011]在本發明的一些實施例中，所述乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠的數均分子量為30~60萬，所述乙烯基封端的甲基乙烯基娃橡13父的乙烯基含量為0.02~3.0摩爾％。由此，可以顯著降低硅橡膠的乙烯基含量，從而提高膠料的硫化速度，同時進一步提高硅橡膠的抗撕裂強度和回彈性。
[0012]在本發明的一些實施例中，所述白炭黑被六甲基二硅氮烷改性。由此，可以進一步提高硅橡膠的抗撕裂強度和回彈性。
[0013]在本發明的一些實施例中，所述白炭黑的BET為150~400m2/g。由此，可以進一步提高硅橡膠的抗撕裂強度和回彈性。
[0014]在本發明的一些實施例中，所述乙烯基硅樹脂中乙烯基含量為4.5~6摩爾％。由此，可以進一步提高硅橡膠的抗撕裂強度和回彈性。
[0015]在本發明的一些實施例中，所述乙烯基硅樹脂的粘度為5000~50000mPa.S。由此，可以進一步提高硅橡膠的抗撕裂強度和回彈性。
[0016]在本發明的一些實施例中，所述羥基封端的聚硅氧烷中羥基含量為8~10質量％。由此，可以進一步提高硅橡膠的抗撕裂強度和回彈性。
[0017]在本發明的另一個方面，本發明提出了一種硅橡膠的制備方法，該方法包括:將乙烯基封端的聚硅氧烷、羥基封端的聚硅氧烷、硬脂酸鋅、烯基硅樹脂和白炭黑進行混合；以及將所得到的混合物進行煉膠，以便獲得所述硅橡膠，其中，所述乙烯基封端的聚硅氧烷、所述羥基封端的聚硅氧烷、所述硬脂酸鋅、所述烯基硅樹脂和所述白炭黑的用量為:50~90重量份的所述乙烯基封端的聚硅氧烷；10~45重量份的所述白炭黑；1~10重量份的所述羥基封端的聚硅氧烷；0.01~0.5重量份的所述硬脂酸鋅；以及I~10重量份的所述乙烯基娃樹脂。
[0018]根據本發明實施例的硅橡膠的制備方法，通過采用含有較低含量乙烯基的原料，可以提高膠料的硫化速度，并且原料中的乙烯基硅樹脂通過加熱交聯固化后與乙烯基封端的聚硅氧烷生膠形成特殊的網狀結構，從而使得硫化后的硅橡膠具有高撕裂強度的同時，還保持了良好的回彈性，另外，所得硅橡膠具有較低的永久變形性能。
[0019]另外，根據本發明上述實施例的硅橡膠的制備方法還可以具有如下附加的技術特征:`
[0020]在本發明的一些實施例中，所述硅橡膠的制備方法包括:(I)將所述乙烯基封端的聚硅氧烷、所述羥基封端的聚硅氧烷、所述硬脂酸鋅和所述烯基硅樹脂加入到所述密閉式煉膠機中；(2)向所述密閉式煉膠機中添加白炭黑并攪拌，以便得到成團混合物；(3)將所述成團混合物加熱到150~170攝氏度的溫度，并保溫I~3小時；(4)將所述成團混合物的溫度降低至120攝氏度；以及(5)將步驟(4)中經過降溫的所述成團混合物在開放式煉膠機中進行煉膠，以便獲得所述硅橡膠。由此，可以制備得到較高的抗撕裂強度、良好的回彈性和較低的永久變形性能的硅橡膠，另外，所得硅橡膠具有較低的永久變形性能。
[0021]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【具體實施方式】
[0022]下面詳細描述本發明的實施例。下面描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0023]現有技術中，普通的硅橡膠的撕裂強度很難達到40KN/M以上，然而不少領域對硅橡膠的撕裂強度有較高的要求。目前，通常采用添加高乙烯基含量的有機硅的方法來提高硅橡膠的撕裂強度，通過搭配不同乙烯基含量的生膠，添加高比面積的氣相白炭黑作為填料來制備得到撕裂強度40KN/M以上的硅橡膠。然而，添加高乙烯基含量的生膠或硅油，會顯著降低膠料的硫化速度，同時得到的硅橡膠制品較易變形且回彈性較低。本發明的發明人通過對現有的合成硅橡膠原料進行探索，旨在提高硅橡膠的撕裂強度和回彈性，并降低娃橡膠的永久變形性能。
[0024]為此，在本發明的一個方面，本發明提出了一種硅橡膠，根據本發明的實施例，該硅橡膠含有:50~90重量份的乙烯基封端的聚硅氧烷；10~45重量份的白炭黑；1~10重量份的羥基封端的聚硅氧烷；0.01~0.5重量份的硬脂酸鋅；以及I~10重量份的乙烯基娃樹脂。
[0025]根據本發明實施例的硅橡膠以乙烯基封端的聚硅氧烷(生膠)作為基體材料、白炭黑作為填充劑，羥基封端的聚硅氧烷作為結構控制劑、硬脂酸鋅作為活性劑、乙烯基硅樹脂作為增粘劑得到的硅橡膠由于采用含有較低含量乙烯基的原料，從而可以顯著提高膠料的硫化速度，并且原料中的乙烯基硅樹脂通過加熱交聯固化后與乙烯基封端的聚硅氧烷生膠形成特殊的網狀結構，從而使得硫化后的硅橡膠具有高撕裂強度的同時，還保持了良好的回彈性，另外，所得硅橡膠具有較低的永久變形性能。
[0026]根據本發明的實施例，乙烯基封端的聚硅氧烷具體類型并不受特別限制，根據本發明的具體實施例，乙烯基封端的聚硅氧烷可以為乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠(如式I所示)。
[0027]
【權利要求】
1.一種硅橡膠，其特征在于，含有: 50~90重量份的乙烯基封端的聚硅氧烷； 10~45重量份的白炭黑； 1~10重量份的羥基封端的聚硅氧烷； 0.01~0.5重量份的硬脂酸鋅；以及 1~10重量份的乙烯基硅樹脂。
2.根據權利要求1所述的硅橡膠，其特征在于，所述乙烯基封端的聚硅氧烷為乙烯基封端的甲基乙烯基娃橡膠。
3.根據權利要求2所述的硅橡膠，其特征在于，所述乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠的數均分子量為30~60萬，所述乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠的乙烯基含量為0.02~3.0摩爾％。
4.根據權利要求1所述的硅橡膠，其特征在于，所述白炭黑被六甲基二硅氮烷改性。
5.根據權利要求1所述的硅橡膠，其特征在于，所述白炭黑的BET為200~300m2/g。
6.根據權利要求1所述的硅橡膠，其特征在于，所述乙烯基硅樹脂中乙烯基含量為4.5~6摩爾％。
7.根據權利要求1所述的硅橡膠，其特征在于，所述乙烯基硅樹脂的粘度為5000~50000mPa.S。
8.根據權利要求1所述的硅橡膠，其特征在于，所述羥基封端的聚硅氧烷中羥基含量為8~10質量％。
9.一種權利要求1-8中任一項所述娃橡膠的制備方法,其特征在于,包括: 將乙烯基封端的聚硅氧烷、羥基封端的聚硅氧烷、硬脂酸鋅、乙烯基硅樹脂和白炭黑進行混合；以及 將所得到的混合物進行煉膠，以便獲得所述硅橡膠， 其中，所述乙烯基封端的聚硅氧烷、所述羥基封端的聚硅氧烷、所述硬脂酸鋅、所述乙烯基硅樹脂和所述白炭黑的用量為: 50~90重量份的所述乙烯基封端的聚硅氧烷； 10~45重量份的所述白炭黑； 1~10重量份的所述羥基封端的聚硅氧烷； 0.01~0.5重量份的所述硬脂酸鋅；以及 1~10重量份的所述乙烯基硅樹脂。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，包括: (1)將所述乙烯基封端的聚硅氧烷、所述羥基封端的聚硅氧烷、所述硬脂酸鋅和所述烯基硅樹脂加入到所述密閉式煉膠機中； (2)向所述密閉式煉膠機中添加白炭黑并攪拌，以便得到成團混合物； (3)將所述成團混合物加熱到150~170攝氏度的溫度，并保溫1~3小時； (4)將所述成團混合物的溫度降低至120攝氏度；以及 (5)將步驟(4)中經過降溫的所述成團混合物在開放式煉膠機中進行煉膠，以便獲得所述硅橡膠。
【文檔編號】C08K5/098GK103834174SQ201310754204
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】李楊, 蒙江, 林遠 申請人:邁高精細高新材料（深圳）有限公司