专利名称：一种制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，属于硅橡胶补强填料制备技术领域。
背景技术：
目前，液态硅橡胶(LSR)或液态射出硅橡胶(LIM)需添加各类填充物，以赋予其较高的力学强度、硬度和特殊理化性能，这些填充物典型的形态是表面含有大量的羟基。这些羟基在赋予胶料较高的力学强度的同时，也影响着目标产物的流动性，触变性和贮存稳定性。业界常用的方法是在添加填充物之前将一种或数种结构控制剂与基础硅油混合均勻，然后在混合搅拌的条件下，迁移到填充物表面交换一部分亲水的羟基基团，使填料填充于基础硅油的空隙中，从而赋予目标产品不同的理化性能和力学强度；另外一种方法是预先将这些填充物与结构控制剂先用湿法或干法提前反应，使大部分的亲水羟基置换为憎水(亲油)性的填充物，但因结构控制剂的选择种类、用量和工艺的特殊性均达不到预期效果。而国外供货提供的憎水性二氧化硅不但处理率较低，价恪也非常昂贵，而且不适合液态硅橡胶的制作。因此，有必要探索一种制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，使生产的液态硅橡胶具有良好的贮存稳定性和较好的流动性。
发明内容
为解决现有技术制备液态硅橡胶补强用憎水性填料存在处理率较低、价恪昂贵及常规方法制得的填充物达不到预期效果等问题，本发明提供一种制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，以满足制备具有良好的贮存稳定性和较好的流动性的液态硅橡胶对补强用憎水性填料的要求。一种制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，包括如下步骤a)在反应容器中加入100质量份的填料，升温到60 150°C，进行抽真空脱水处理；b)将5 25质量份的硅化物和1 10质量份的水解催化剂注入一耐腐蚀容器中，进行预水解；c)将步骤b)得到的预水解产物用喷淋泵注入到步骤a)处理后的填料中，升温到回流，恒温并搅拌反应4 8小时；d)在150 250°C，负压条件下脱出填料中副产物及过剩未反应物，即得液态硅橡胶补强用憎水性填料。步骤a)中所述的反应容器推荐为包括以下结构1、耐压为0. 5 1. 2MPa的不锈钢反应釜；II、带折流板式分馏柱；III、列管式冷凝器；IV、不锈钢分馏罐；V、设有双螺旋带状搅拌桨、锚式浆叶的搅拌轴；VI、雾化喷啉头。步骤a)中所述的填料推荐为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、氢氧化铝、轻质碳酸钙、陶瓷粉、玻纤粉、滑石粉或硅灰分。步骤a)中的抽真空脱水处理的真空度推荐为-0. 05 -0. 08MPa，处理时间推荐为 0. 5 2小时。步骤b)中的注入材料还包括1 8质量份的功能性助剂，所述的功能性助剂推荐为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或甲基-乙烯基二氯硅烷。步骤b)中所述的耐腐蚀容器推荐为由聚四氟乙烯，聚碳酸酯，聚不饱和聚酯树脂或聚氨脂材料制作。步骤b)中所述的硅化物推荐为具有易水解基团的硅烷及其衍生物、二甲基硅油或硅氧烷。步骤b)中所述的水解催化剂推荐为纯净水、甲醇、钛酸酯或中强酸。步骤b)中的预水解时间推荐为0. 5 1小时。步骤c)中所述的喷淋泵推荐为耐腐的压力在0. 3MPa以上，扬程在50米以上，流速为1 10升每小时的离心泵或齿轮泵。步骤d)中的负压条件推荐为-0. 05 -0. 08MPa。与现有技术相比，用本发明方法制备的液态硅橡胶补强用憎水性填料生产的液态硅橡胶具有良好的贮存稳定性和较好的流动性；且本发明的制备方法简单，制备周期短，使用的原料廉价易得，无需特殊设备，适合规模化生产，有望获得工业化应用。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细、完整地说明。实施例1在1000L的不锈钢反应釜中加入50kg气相二氧化硅，升温到100 °C，抽真空至-0. 08MPa,处理1. 5小时，脱出填料中所含水份；将5kg六甲基二硅氧烷和1. 5kg甲醇与蒸馏水混合物注入内胆由聚四氟乙烯料制成的耐腐蚀容器中，充分搅拌1小时后，用喷淋泵保持2升每分钟的流量注入到经真空脱水处理后的气相二氧化硅中，升温到120°C，恒温并保持回流搅拌反应5小时；在200°C，-0. OSMI^a的负压条件下脱出填料中副产物及过剩未反应物，即得硅橡胶补强用憎水性填料。实施例2本实施例与实施例1的不同之处仅在于在1000L的不锈钢反应釜中加入50kg气相二氧化硅和8kg六甲基二硅氧烷，2kg甲醇与蒸馏水的混合物，甲醇与蒸馏水的混合比例为1 2。其余内容同实施例1中所述。实施例3本实施例与实施例1的不同之处仅在于在1000L的不锈钢反应釜中加入50kg气相二氧化硅和12kg六甲基二硅氧烷，3kg甲醇与蒸馏水的混合物，甲醇与蒸馏水的混合比例为1 2。其余内容同实施例1中所述。实施例4本实施例与实施例1的不同之处仅在于在1000L的不锈钢反应釜中加入50kg气相二氧化硅和5kg八甲基环四硅氧烷，0.01kg的氢氧化钾与甲醇的混合物，氢氧化钾与甲醇混合比例为1 20。反应温度为220°C，恒温并保持回流搅拌反应5小时，其余内容同实施例1中所述。实施例5本实施例与实施例4的不同之处仅在于在1000L的不锈钢反应釜中加入50kg气相二氧化硅和IOkg八甲基环四硅氧烷，0. Olkg的氢氧化钾与甲醇的混合物，氢氧化钾与甲醇混合比例为1 20。其余内容同实施例4中所述。实施例6本实施例与实施例4的不同之处仅在于在1000L的不锈钢反应釜中加入50kg气相二氧化硅和12kg八甲基环四硅氧烷，0. Olkg的氢氧化钾与甲醇的混合物，氢氧化钾与甲醇混合比例为1 20。其余内容同实施例4中所述。实施例7将实施例1 6所制备的憎水性填料分别用于制备液态硅橡胶，具体操作如下依次取上述6种憎水性填料各30质量份分别加入到粘度为20000cp、乙烯基含量为0. 35% (质量比)、100质量份的乙烯基硅油中，在捏合机作用下常温炼制2小时，然后升温到140°C炼制2小时，再真空1小时，制成基础胶，依次记为a f。将未作处理的亲水性二氧化硅30质量份加入到粘度为20000cp、乙烯基含量为 0. 35% (质量比)、100质量份的乙烯基硅油及3质量份的甲醇与蒸馏水的混合物中，其中甲醇与蒸馏水混合比例为1:2，常温炼制2小时，再升温到140°C炼制2小时，再真空1小时，制成基础胶，记为g。取上述基础胶a g各100克，分别加入5000ppm的钼金络合物0. 2克，混合，制成注体硅橡胶A剂；取上述基础胶a g各100克，分别加入含氢量为0. 8%的中含氢硅油1. 0克，炔醇类抑制剂0. 03克，混合，制成液态硅橡胶B剂。表1中列出了由实施例1 6所制备的憎水性填料制成的液态硅橡胶及由未经处理的气相二氧化硅填料制备的液态硅橡胶的A剂、B剂的粘度(25°C)随存放天数的变化数据，粘度测试方法参照标准GB/T5561-1994。表1实施例7所制备的液态硅橡胶的粘度随存放天数的变化数据
权利要求
1.一种制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，其特征在于，包括如下步骤a)在反应容器中加入100质量份的填料，升温到60 150°C，进行抽真空脱水处理；b)将5 25质量份的硅化物和1 10质量份的水解催化剂注入一耐腐蚀容器中，进行预水解；c)将步骤b)得到的预水解产物用喷淋泵注入到步骤a)处理后的填料中，升温到回流， 恒温并搅拌反应4 8小时；d)在150 250°C，负压条件下脱出填料中副产物及过剩未反应物，即得液态硅橡胶补强用憎水性填料。
2.根据权利要求1所述的制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，其特征在于，步骤a)中所述的反应容器包括以下结构1、耐压为0. 5 1. 2MPa的不锈钢反应釜；II、带折流板式分馏柱；III、列管式冷凝器；IV、不锈钢分馏罐；V、设有双螺旋带状搅拌桨、锚式浆叶的搅拌轴；VI、雾化喷啉头。
3.根据权利要求1所述的制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，其特征在于步骤a)中所述的填料为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、氢氧化铝、轻质碳酸钙、陶瓷粉、玻纤粉、滑石粉或硅灰分。
4.根据权利要求1所述的制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，其特征在于步骤a)中的抽真空脱水处理的真空度为-0. 05 -0. 08MPa,处理时间为0. 5 2小时。
5.根据权利要求1所述的制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，其特征在于步骤b)中的注入材料还包括1 8质量份的功能性助剂，所述的功能性助剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或甲基-乙烯基二氯硅烷。
6.根据权利要求1所述的制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，其特征在于步骤b)中所述的耐腐蚀容器为由聚四氟乙烯，聚碳酸酯，聚不饱和聚酯树脂或聚氨脂材料制作。
7.根据权利要求1所述的制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，其特征在于步骤b)中所述的硅化物为具有易水解基团的硅烷及其衍生物、二甲基硅油或硅氧烷。
8.根据权利要求1所述的制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，其特征在于步骤b)中所述的水解催化剂为纯净水、甲醇、钛酸酯或中强酸。
9.根据权利要求1所述的制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，其特征在于步骤b)中的预水解时间为0. 5 1小时。
10.根据权利要求1所述的制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法，其特征在于步骤C)中所述的喷淋泵为耐腐的压力在0. 3MPa以上，扬程在50米以上，流速为1 10升每小时的离心泵或齿轮泵。
全文摘要
本发明公开了一种制备液态硅橡胶补强用憎水性填料的方法。所述方法包括如下步骤在反应容器中加入100质量份的填料，升温到60～150℃，进行抽真空脱水处理；将5～25质量份的硅化物和1～10质量份的水解催化剂注入一耐腐蚀容器中，进行预水解；将预水解产物用喷淋泵注入到经真空脱水处理后的填料中，升温到回流，恒温并搅拌反应4～8小时；在150～250℃，负压条件下脱出填料中副产物及过剩未反应物，即得液态硅橡胶补强用憎水性填料。由本发明方法制备的憎水性填料生产的液态硅橡胶具有良好的贮存稳定性和较好的流动性，且制备方法简单，适合规模化生产，有望获得工业化应用。
文档编号C08K9/06GK102352141SQ201110156408
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月11日 优先权日2011年6月11日
发明者徐文俊, 王超, 陆磊 申请人:江苏天辰硅材料有限公司