一种小孔径硅橡胶海绵及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料加工领域，具体涉及一种小孔径硅橡胶海绵及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 硅橡胶海绵材料是硅橡胶经过发泡后制备的多孔性高分子弹性材料，根据泡孔结 构的不同可以分为开孔、闭孔、混合孔结构硅橡胶海绵。根据所用橡胶材料类型和制备方法 的不同，硅橡胶海绵可以分为室温硫化硅橡胶海绵和高温硫化硅橡胶海绵（章基凯，《有机 硅材料》，中国物质出版社，北京，1999)。室温硫化硅橡胶海绵通常以缩合型的羟基封端的 硅橡胶为基材，羟基硅油为发泡剂，铂络合物为催化剂，室温硫化发泡得到的海绵弹性体。 室温硫化硅橡胶海绵适用于就地发泡成型，起填充、密封、减震作用。高温硫化硅橡胶海绵 传统制备方法是，将含有微粒状无机填料的硅橡胶、发泡剂和硫化剂混合制得混炼胶，然后 通过加热、硫化发泡，制得硅橡胶海绵。硅橡胶海绵有质轻、耐老化、隔热、绝缘、减震性好的 优点，作为衬垫、隔热、封装、绝缘材料在航空、航天、建筑、电气电子、汽车等工业中有广泛 应用，如建筑垫圈、各种海绵垫、隔热片、工业用辊，办公机器用辊等。硅橡胶海绵还具有生 理惰性，无毒、无臭、无腐蚀、模量低，柔软而有弹性等特点，可用作制药厂、食品厂的液体产 品干燥设备所用的密封及各种嵌条。
[0003] 另外，随着橡胶制品的升级换代，具有优异的耐高温、低温双重性能的硅橡胶将逐 步替代其它橡胶制品，在高温环境或高寒地区得到更广泛的应用。控制硅橡胶海绵孔大小、 密度、形貌、结构有利于获得理想性能的硅橡胶海绵。小孔径不仅提高了海绵材料的外观质 量，而且适宜于制备薄型海绵材料，有利于拓宽硅橡胶海绵在微型器件、精密仪器仪表等领 域的应用。
[0004] 目前硅橡胶发泡的方法有两类。一类是化学发泡的方法，通常是利用化学发泡剂 热降解释放出来的气体形成气泡。这种发泡方法适用于制作闭孔结构的泡沫材料，制得硅 橡胶海绵材料的大部分泡孔直径在IOOym以上。由于在加工过程中，硫化与发泡两个化 学过程同时进行，硫化过程和发泡过程的匹配是制备泡孔结构和性能优良的海绵材料的关 键。但是，常用的过氧化物硫化剂和发泡剂对温度均非常敏感，温度每升高l〇°C，硫化速度 和发泡剂分解速度均成倍增加。此外，过氧化物硫化剂易受发泡剂分解残留物的影响而降 低过氧化物的交联效率，为了调节过氧化物的交联速度，常常需要加入一种或几种硫化促 进剂，反复进行配方和工艺研宄，以达到交联速度和发泡速度的匹配，因此，这种方法的实 施与控制难度较大。另外，多数化学发泡剂分解会产生对环境有害的有毒副产物，使这种方 法的应用受到一定的限制。
[0005] 另一类发泡方法是溶析成孔法，采用惰性粒状成孔剂与硅橡胶混合后，经过溶析 等方法去除惰性成孔剂而成孔，得到开孔结构的硅橡胶海绵材料。但是，这种发泡方法效率 较低、能耗高，需要消耗大量的惰性成孔剂。另外，大量颗粒成孔剂在橡胶基体中不仅难以 分散均匀，而且影响橡胶的加工工艺性能。申请号为201010509638. X，名称为"一种超临界 二氧化碳技术制备硅橡胶泡沫材料的方法"的专利，通过超临界二氧化碳技术获得了小孔 径的硅橡胶海绵，但是这种制备技术需要特殊的工艺设备，成本较高。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种小孔径硅橡胶海绵及其制 备方法。
[0007] 为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：一种小孔径硅橡胶海绵，它 包括下述重量份的组分：组分A :液体有机娃橡胶100份；组分B :含氢娃油3?8份；组分 C :乳化剂0. 5?10份；组分D :催化剂2?4份；组分E :抑制剂1?2份；组分F :硅树脂 0?35份。
[0008] 上述的小孔径硅橡胶海绵的密度是0. 44?0. 56g/cm3,它的海绵孔的直径<20um。
[0009] 进一步的技术方案是：所述液体有机硅橡胶是加成型硅橡胶，每个液体有机硅橡 胶的分子链中含有2个以上的不饱和C = C双键，胶料粘度不高于2000CS，优选胶料粘度为 500CS〇
[0010] 进一步的技术方案是：含氢硅油的每个分子中含有2个以上的活性C-H基团，含氢 硅油的含氢值大于I. 2g。
[0011] 进一步的技术方案是：所述催化剂为有机铂催化剂，有机铂催化剂的含铂浓度不 低于 1000PPM。
[0012] 进一步的技术方案是：所述抑制剂为乙烯基环体，乙烯基的含量大于29%。
[0013] 进一步的技术方案是：所述乳化剂的HLB值< 5,所述乳化剂是选自Gransurf77 或Gransurf 90中的任意一种。
[0014] 进一步的技术方案是：硅树脂的重量份为8?12份，所述硅树脂为乙烯基MQ硅树 月旨，乙烯基的含量2%?5%。
[0015] 本发明还提供一种制备上述小孔径硅橡胶海绵的方法，它包括依次进行的以下步 骤：
[0016] (1)乳胶的制备：将重量份为液体有机硅橡胶100份、含氢硅油3?8份、乳化剂 0. 5?10份、催化剂2?4份、抑制剂1?2份的混合物混合均勾，在机械搅拌下，向混合物 中加入重量份为100?200份的去离子水和0?35份的硅树脂，高速搅拌获得油包水型硅 橡胶乳胶。
[0017] (2)脱泡：将制备好的油包水型硅橡胶乳胶抽真空除去气泡。
[0018] (3)固化：脱泡后的乳胶加热固化，得到含水硅橡胶交联体。
[0019] (4)脱水：将含水硅橡胶交联体加热干燥，高温烘干至恒重，即得到硅橡胶海绵。
[0020] 进一步的技术方案是：在步骤（1)中加入重量份为8?12份的硅树脂，所述硅树 脂为乙烯基MQ硅树脂，乙烯基的含量2%?5%。
[0021] 本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：通过制备油包水型硅橡胶乳胶体 系：将发泡剂水、交联剂含氢硅油及其它助剂均匀分散在液体有机硅橡胶中，在乳化剂作用 下，形成以水为分散相，液体有机硅橡胶为连续相的乳液。加热使得油包水型硅橡胶乳交 联，再在高温下除去体系中的水分，得到硅橡胶海绵材料。与传统的溶析法、发泡剂热分解 发泡法相比，由于采用了乳液分散的方式，分散相尺寸小，这种方法制备的硅橡胶海绵具有 泡孔分散更均匀、孔径更小（约?ομπι)、密度可控的特点；而且采用水作为发泡剂，该方法 还具有绿色环保的优点。本方法制备的硅橡胶海绵材料可以作为减震、绝缘、隔音、隔热材 料。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明实施例1中油包水型硅橡胶乳胶的光学显微图
[0023] 图2是本发明实施例3中油包水型硅橡胶乳胶的光学显微图
[0024] 图3是本发明实施例1的样品切片的扫描电镜图；
[0025] 图4是本发明实施例3的样品切片的扫描电镜图；
[0026] 图5是本发明实施例4的样品切片的扫描电镜图；
[0027] 图6是本发明实施例5的样品切片的扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
[0029] 实施例1
[0030] 步骤Al，制