硅橡胶及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种硅橡胶及其制备方法，该硅橡胶含有：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重量份的羟基封端的聚硅氧烷；0.01～0.5重量份的硬脂酸锌；以及1～10重量份的乙烯基硅树脂。根据本发明实施例的硅橡胶具有较高的抗撕裂强度、良好的回弹性和较低的永久变形性能。
【专利说明】硅橡胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机合成领域，具体而言，本发明涉及一种硅橡胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在硅橡胶的应用中，不少领域对硅橡胶的撕裂强度有较高的要求。普通的硅橡胶其撕裂强度较难达到40KN/M以上。而要使硅橡胶的撕裂强度达到40KN/M以上，通常采取添加闻乙烯基含量的有机娃化合物的方法。常用的闻乙烯基含量的有机娃化合物包括闻乙烯基含量的甲基乙烯基生股、甲基乙烯基硅油、乙烯基环体等。
[0003]使用高乙烯基含量的甲基乙烯基生胶或者甲基乙烯基硅油是目前最常用的提高硅橡胶撕裂强度的方法，通过搭配不同乙烯基含量的生胶，添加高比表面积的气象法二氧化硅作为增强填料，可以得到撕裂强度40KN/M以上的硅橡胶。但添加高乙烯基含量生胶或者硅油，会使胶料的硫化速度变慢，同时硅橡胶制品较易变形，回弹性不是很好。
[0004]也有直接使用乙烯基环体作为高乙烯基含量有机硅化合物，但其制备的胶料同样存在硫化速度慢的问题，而且在一次硫化时硫化不充分，二次硫化后硬度与一次硫化时差别较大，导致其应用受到限制。
[0005]因此，现有的硅橡胶有待进一步改进。
【发明内容】
[0006]本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种硅橡胶及其制备方法，该硅橡胶具有较高的抗撕裂强度、良好的回弹性和较低的永久变形性能。`
[0007]在本发明的一个方面，本发明提出了一种娃橡胶，该娃橡胶含有: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重量份的羟基封端的聚硅氧烧；0.01~0.5重量份的硬脂酸锌；以及I~10重量份的乙烯基娃树脂。
[0008]根据本发明实施例的硅橡胶采用含有较低含量乙烯基的原料，从而提高胶料的硫化速度，并且原料中的乙烯基硅树脂通过加热交联固化后与乙烯基封端的聚硅氧烷生胶形成特殊的网状结构，从而使得硫化后的硅橡胶具有高撕裂强度的同时，还保持了良好的回弹性，另外，所得硅橡胶具有较低的永久变形性能。
[0009]另外，根据本发明上述实施例的硅橡胶还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]在本发明的一些实施例中，所述乙烯基封端的聚硅氧烷为乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶。由此，可以提高硅橡胶的抗撕裂强度和回弹性。
[0011]在本发明的一些实施例中，所述乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶的数均分子量为30~60万，所述乙烯基封端的甲基乙烯基娃橡13父的乙烯基含量为0.02~3.0摩尔％。由此，可以显著降低硅橡胶的乙烯基含量，从而提高胶料的硫化速度，同时进一步提高硅橡胶的抗撕裂强度和回弹性。
[0012]在本发明的一些实施例中，所述白炭黑被六甲基二硅氮烷改性。由此，可以进一步提高硅橡胶的抗撕裂强度和回弹性。
[0013]在本发明的一些实施例中，所述白炭黑的BET为150~400m2/g。由此，可以进一步提高硅橡胶的抗撕裂强度和回弹性。
[0014]在本发明的一些实施例中，所述乙烯基硅树脂中乙烯基含量为4.5~6摩尔％。由此，可以进一步提高硅橡胶的抗撕裂强度和回弹性。
[0015]在本发明的一些实施例中，所述乙烯基硅树脂的粘度为5000~50000mPa.S。由此，可以进一步提高硅橡胶的抗撕裂强度和回弹性。
[0016]在本发明的一些实施例中，所述羟基封端的聚硅氧烷中羟基含量为8~10质量％。由此，可以进一步提高硅橡胶的抗撕裂强度和回弹性。
[0017]在本发明的另一个方面，本发明提出了一种硅橡胶的制备方法，该方法包括:将乙烯基封端的聚硅氧烷、羟基封端的聚硅氧烷、硬脂酸锌、烯基硅树脂和白炭黑进行混合；以及将所得到的混合物进行炼胶，以便获得所述硅橡胶，其中，所述乙烯基封端的聚硅氧烷、所述羟基封端的聚硅氧烷、所述硬脂酸锌、所述烯基硅树脂和所述白炭黑的用量为: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重量份的所述羟基封端的聚硅氧烷；0.01~0.5重量份的所述硬脂酸锌；以及I~10重量份的所述乙烯基娃树脂。
[0018]根据本发明实施例的硅橡胶的制备方法，通过采用含有较低含量乙烯基的原料，可以提高胶料的硫化速度，并且原料中的乙烯基硅树脂通过加热交联固化后与乙烯基封端的聚硅氧烷生胶形成特殊的网状结构，从而使得硫化后的硅橡胶具有高撕裂强度的同时，还保持了良好的回弹性，另外，所得硅橡胶具有较低的永久变形性能。
[0019]另外，根据本发明上述实施例的硅橡胶的制备方法还可以具有如下附加的技术特征:`
[0020]在本发明的一些实施例中，所述硅橡胶的制备方法包括:(I)将所述乙烯基封端的聚硅氧烷、所述羟基封端的聚硅氧烷、所述硬脂酸锌和所述烯基硅树脂加入到所述密闭式炼胶机中；(2)向所述密闭式炼胶机中添加白炭黑并搅拌，以便得到成团混合物；(3)将所述成团混合物加热到150~170摄氏度的温度，并保温I~3小时；(4)将所述成团混合物的温度降低至120摄氏度；以及(5)将步骤(4)中经过降温的所述成团混合物在开放式炼胶机中进行炼胶，以便获得所述硅橡胶。由此，可以制备得到较高的抗撕裂强度、良好的回弹性和较低的永久变形性能的硅橡胶，另外，所得硅橡胶具有较低的永久变形性能。
[0021]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【具体实施方式】
[0022]下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0023]现有技术中，普通的硅橡胶的撕裂强度很难达到40KN/M以上，然而不少领域对硅橡胶的撕裂强度有较高的要求。目前，通常采用添加高乙烯基含量的有机硅的方法来提高硅橡胶的撕裂强度，通过搭配不同乙烯基含量的生胶，添加高比面积的气相白炭黑作为填料来制备得到撕裂强度40KN/M以上的硅橡胶。然而，添加高乙烯基含量的生胶或硅油，会显著降低胶料的硫化速度，同时得到的硅橡胶制品较易变形且回弹性较低。本发明的发明人通过对现有的合成硅橡胶原料进行探索，旨在提高硅橡胶的撕裂强度和回弹性，并降低娃橡胶的永久变形性能。
[0024]为此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种硅橡胶，根据本发明的实施例，该硅橡胶含有: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重量份的羟基封端的聚硅氧烷；0.01~0.5重量份的硬脂酸锌；以及I~10重量份的乙烯基娃树脂。
[0025]根据本发明实施例的硅橡胶以乙烯基封端的聚硅氧烷(生胶)作为基体材料、白炭黑作为填充剂，羟基封端的聚硅氧烷作为结构控制剂、硬脂酸锌作为活性剂、乙烯基硅树脂作为增粘剂得到的硅橡胶由于采用含有较低含量乙烯基的原料，从而可以显著提高胶料的硫化速度，并且原料中的乙烯基硅树脂通过加热交联固化后与乙烯基封端的聚硅氧烷生胶形成特殊的网状结构，从而使得硫化后的硅橡胶具有高撕裂强度的同时，还保持了良好的回弹性，另外，所得硅橡胶具有较低的永久变形性能。
[0026]根据本发明的实施例，乙烯基封端的聚硅氧烷具体类型并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，乙烯基封端的聚硅氧烷可以为乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶(如式I所示)。
[0027]
【权利要求】
1.一种硅橡胶，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重量份的羟基封端的聚硅氧烷； 0.01~0.5重量份的硬脂酸锌；以及 1~10重量份的乙烯基硅树脂。
2.根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述乙烯基封端的聚硅氧烷为乙烯基封端的甲基乙烯基娃橡胶。
3.根据权利要求2所述的硅橡胶，其特征在于，所述乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶的数均分子量为30~60万，所述乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.02~3.0摩尔％。
4.根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述白炭黑被六甲基二硅氮烷改性。
5.根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述白炭黑的BET为200~300m2/g。
6.根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述乙烯基硅树脂中乙烯基含量为4.5~6摩尔％。
7.根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述乙烯基硅树脂的粘度为5000~50000mPa.S。
8.根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述羟基封端的聚硅氧烷中羟基含量为8~10质量％。
9.一种权利要求1-8中任一项所述娃橡胶的制备方法,其特征在于,包括: 将乙烯基封端的聚硅氧烷、羟基封端的聚硅氧烷、硬脂酸锌、乙烯基硅树脂和白炭黑进行混合；以及 将所得到的混合物进行炼胶，以便获得所述硅橡胶， 其中，所述乙烯基封端的聚硅氧烷、所述羟基封端的聚硅氧烷、所述硬脂酸锌、所述乙烯基硅树脂和所述白炭黑的用量为: 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重量份的所述羟基封端的聚硅氧烷； 0.01~0.5重量份的所述硬脂酸锌；以及 1~10重量份的所述乙烯基硅树脂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，包括: (1)将所述乙烯基封端的聚硅氧烷、所述羟基封端的聚硅氧烷、所述硬脂酸锌和所述烯基硅树脂加入到所述密闭式炼胶机中； (2)向所述密闭式炼胶机中添加白炭黑并搅拌，以便得到成团混合物； (3)将所述成团混合物加热到150~170摄氏度的温度，并保温1~3小时； (4)将所述成团混合物的温度降低至120摄氏度；以及 (5)将步骤(4)中经过降温的所述成团混合物在开放式炼胶机中进行炼胶，以便获得所述硅橡胶。
【文档编号】C08K5/098GK103834174SQ201310754204
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】李杨, 蒙江, 林远 申请人:迈高精细高新材料（深圳）有限公司