一種新型環保雙組份絕熱保溫硅橡膠及其制備方法與流程

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本發明涉及硅橡膠領域，特別涉及一種雙組份絕熱保溫硅橡膠及其制備方法。

背景技術：

根據設備及管道保溫技術通則，絕熱材料是指在平均溫度等于或小于623K(350℃)時熱導率小于0.14W/(m·K)的材料。一般用來防止熱力設備及管道熱量散失，或者在冷凍和低溫下使用，因而又稱為保溫或保冷材料。絕熱材料種類繁多，按照材質可分為無機材料、有機高分子材料和金屬材料。廣泛用于建筑、冶金、化工、石油、建材、機械等領域，在國民經濟中占有非常重要的地位。

鄭州大學楊久俊教授以自粉煤灰中分離提取的粒徑大于44μm，表觀密度大于1.0g/m³的厚壁空心微珠為主要原料，加入適量的高鋁水泥和聚合鋁作為粘結劑，生產了不燒粉煤灰微珠隔熱磚，具有導熱率低、加熱永久線變化率低、抗震性能好等特點。

北京科技大學楊海龍教授以正硅酸乙酯為硅源，采用兩步溶膠凝膠法結合超臨界干燥技術制備出塊狀無裂紋二氧化硅氣凝膠，其體積密度為50-300kg/m³，熱學測試表面，常溫常壓下體積密度為100kg/m³的樣品的導熱系數為0.02W/(m·K)。

賈夢秋等以環氧樹脂為基體，加入空心玻璃微珠及中空微球，制備了隔熱性能和抗滲性優良的隔熱涂料。Raouf等在隔熱保溫涂料中添加微米級富勒烯薄膜，由于其具有絕熱性和高發射率的特性。因此，該涂料具有高效的隔熱保溫性。美國盾牌(Thermo-shield)節能涂料，該涂料中含有許多極細的陶瓷泡，對太陽光有很高的反射率，干燥后陶瓷泡緊密排列形成隔熱保溫層。Shinkareva等將空心玻璃微球鍍鎳后作為隔熱骨料，制備了具有良好隔熱性能、較低電阻率的保溫涂料。Nahar等對太陽光的冷卻技術進行了深入研究，結果發現測得涂覆反射涂料的室內溫度比未涂反射涂料的室內溫度低很多。

然而，現有的絕熱保溫材料還存在許多不足，例如尚缺乏耐候性優良、以及較為環保的基體材料，例如有的使用環氧樹脂為基體，而環氧樹脂易黃變，低溫易脆裂；有的使用丙烯酸類乳液做基體，丙烯酸類產品化學毒性大，不環保，對人體有傷害。

技術實現要素：

本發明為彌補現有技術中存在的不足，提供一種新型環保雙組份絕熱保溫硅橡膠，不僅環保，而且耐候性佳，絕熱保溫性能優異。

本發明為達到其目的，采用的技術方案如下：

一種環保雙組份絕熱保溫硅橡膠，其配方包括A組分和B組分，其中，所述A組分包括如下質量份的原料：粘度為200cps-150000cps的端羥基聚二甲基硅氧烷(PDMS)100份；10≤D50≤100微米的空心玻璃微珠(HG)5-30份；300m²/g≤比表面積≤1000m²/g二氧化硅氣凝膠1-40份；增量填料50-150份；比表面積≥150m²/g的補強填料1-10份；所述B組分包括如下質量份的原料：交聯劑10-50份；催化劑0.005-10份；溶劑5-100份；偶聯劑0.1-50份。

本發明環保雙組份絕熱保溫硅橡膠，優選粘度為200cps-150000cps的端羥基聚二甲基硅氧烷，若粘度低于200cps，會導致交聯密度過大而發生脆裂；粘度高于150000cps，則會使膠的涂覆性變差。優選10微米≤D50≤100微米的空心玻璃微珠(HG)，若粒徑太小，會使膠粘度增大，填充量減少；粒徑太大，則會使膠的表面光澤變差。優選300m²/g≤比表面積≤1000m²/g的二氧化硅氣凝膠，若比表面積過小，有機硅氣凝膠不能發揮其隔熱效果，比表面積過大，則不易分散到膠中。優選比表面積≥150m²/g的補強填料，若比表面積過小會造成沉降、分層。本發明通過上述方案可制備一種不僅環保，而且耐候性佳，絕熱保溫性能優異的新型環保雙組份絕熱保溫硅橡膠。

優選的，A組分和B組分的質量比為8～12:1。

優選的，所述增量填料選自高嶺土、硅微粉、滑石粉、硅藻土、硼酸鋅中的至少一種；所述增量填料的粒徑優選為400-5000目，更優選為高嶺土，優選粒徑為400-5000目的高嶺土可以保證填料的填充量較大，同時不會發生沉降。

優選的，所述交聯劑選自正硅酸丙酯、正硅酸乙酯、SI-40、SI-28、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一種。

優選的，所述催化劑選自二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫、辛酸亞錫、二(十二烷基硫)二丁基錫、鈦酸丙酯、鈦酸丁酯、或上述催化劑的螯合物中的至少一種。

優選的，所述溶劑選自二甲基二乙氧基硅烷、端甲基聚二甲基硅氧烷中的至少一種。

作為一種具體實施方式，所述偶聯劑選自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。

作為一種具體實施方式，所述補強填料選自氣相二氧化硅、甲基MQ樹脂、乙烯基MQ樹脂、沉淀白炭黑中的至少一種。

作為一種優選方案，采用二氧化硅氣凝膠粉體，其孔隙率大于90％，孔徑在30-80nm，表面疏水。

本發明第二方面提供一種上文所述的環保雙組份絕熱保溫硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：

1)將A組分各原料加入攪拌機內，加熱到100℃，抽真空，保持真空度為-0.07～-0.12MPa，攪拌1-4小時，冷卻至室溫；

2)將B組分加入攪拌機中，抽真空，保持真空度為-0.07～-0.12MPa，攪拌20-50分鐘；

3)將A組分和B組分混合均勻，真空脫泡。

本發明提供的技術方案，具有如下有益效果：

1、本發明采用空心玻璃微珠與二氧化硅氣凝膠按照一定比例復配，可以有效提高硅橡膠的保溫效果。

2、本發明以粘度為200cps-150000cps的端羥基聚二甲基硅氧烷為基體材料的保溫材料，不僅環保，且耐候性能優異，在具體實施方式中，可以采用400cps、500cps、1000cps、10000cps等粘度的端羥基聚二甲基硅氧烷作為基礎樹脂。

3、本發明的優選配方體系中，添加特定粒徑的高嶺土，可以達到很好的增量、增硬目的。

4、本發明的環保雙組份絕熱保溫硅橡膠不僅耐候性佳，而且保溫性能好，其導熱系數在0.01-0.12W/(m·K)；而且，本發明的硅橡膠綠色環保，不會對人體造成傷害。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明的技術方案做進一步說明：

實施例1

A組分：在雙行星攪拌機中加入1000g 20000cps PDMS，100g HG，10g比表面積400m²/g的二氧化硅氣凝膠，500g高嶺土，20g比表面積≥150m²/g的氣相二氧化硅。加熱到100℃，之后抽真空，保持真空度-0.09MPa，公轉45HZ，自轉45HZ。在以上條件下攪拌2小時，之后冷卻至室溫，既得。所用二氧化硅氣凝膠為貴州航天烏江機電設備有限責任公司提供的氣凝膠粉體，孔隙率要大于90％，孔徑在30-80nm，表面疏水。

B組分：在雙行星攪拌機中加入正硅酸丙酯200g；二月桂酸二丁基錫10g；二甲基二乙氧基硅烷200g；γ―氨丙基三乙氧基硅烷20份。抽真空，保持真空度-0.09MPa，公轉30HZ，自轉10HZ，攪拌30分鐘出料，既得。