本发明涉及一种模具用的新型高抗撕裂有机硅橡胶的配方及制备方法。
背景技术：
随着高新技术的发展，硅橡胶的使用范围会进一步扩大，对硅橡胶的性能要求也就会越来越高，尤其是硅橡胶的抗撕裂性能与耐热性。特别是硅橡胶在模具方面的应用，现阶段市场上的相关产品普遍在翻模21～25次以后就会出现硅橡胶模具边缘棱角处发生破口，普通硅橡胶分子链易于发生断键、老化、变脆，造成硅橡胶模具的损坏，缩短模具使用寿命。国内现如今主要通过添加气相法白炭黑、纳米caco3、黏土、al2o3等来对其强度进行改性，但其抗撕裂强度不高，导致翻模次数少。通过硅橡胶改性技术增强硅橡胶的抗撕裂强度是目前研究的主要方向。
硅橡胶在热空气中的使用温度超过250℃时，容易发生侧基氧化反应，导致交联硬化，失去弹性。尽管硅橡胶的耐热性比传统橡胶好，但在某些高温情况下并不能达到要求，例如用于浇铸金属模具的硅橡胶要求能耐400℃左右的高温，且硅橡胶的耐热性决定产品额使用寿命，因此，需要提高硅橡胶的耐热性并延长其寿命。然而，常用的耐热助剂金属氧化物因其有较高的表面能，导致其容易聚集。而且，金属氧化物和硅橡胶之间较低的兼容性导致金属氧化物在硅橡胶中分散性不好，分散性不好则影响改性硅橡胶的耐热性。因此，如何改善硅耐热助剂在硅橡胶中的分散性是目前需要解决的关键问题。
硅橡胶改性的研究中，我国已申请的专利“cn2015109665823一种制模用双组份高抗撕液体硅橡胶及其制备”可提高硅橡胶的抗撕裂强度和翻模次数，但未对耐热性进行改性，在高温下制模时或模具使用的过程中容易热氧老化，影响模具的使用寿命。
技术实现要素：
为了克服现有工艺制造的硅橡胶模具，撕裂性差，翻模次数少；克服耐热助剂与硅橡胶分散性差影响耐热效果，致使硅橡胶模具使用寿命短等不足。研制高抗撕裂、高耐热性能的新型硅橡胶可提高其延伸性能，提高硅橡胶模具稳定性、耐热氧老化性能，延长使用寿命。本发明的目的在于对硅橡胶性能进行改进，提高抗撕裂性；对耐热助剂进行优选，提高耐热助剂的耐热效果，制备出高抗撕裂性能、高耐热性，且翻模次数、使用寿命高出市场水平的硅橡胶。
为了实现上述发明目的，本发明采用了双组份液体硅橡胶使硅橡胶抗撕裂性能提高；优选与硅橡胶相容性较好的耐热助剂铈聚硅氧烷，弥补了传统金属氧化物耐热助剂易聚集、分散性差而影响耐热效果的缺陷，提高硅橡胶耐热性，使硅橡胶使用寿命显著延长。本发明将双组份液体硅胶a组份、b组份与耐热助剂铈聚硅氧烷按100：10：1重量比混合制备硅橡胶。其a组份与b组份按重量份计，其包括以下成分：
a组分：
端乙烯基聚二甲基硅氧烷100份；
端链和侧链高乙烯基聚二甲基硅氧烷10份；
气相二氧化硅38份；
处理剂11.4份；
去离子水3.42份；
端羟基聚二甲基硅氧烷1.12份；
端乙烯基聚二甲基硅氧烷20份；
混合物催化剂1.0份；
b组分：
端乙烯基聚二甲基硅氧烷20份；
端链和侧链含氢聚二甲基硅氧烷80份；
反应抑制剂0.4份；
二甲聚硅氧烷4份。
此外，本发明还提供如下附属技术方案：
优选的，所述端乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为10000mpa.s；
优选的，所述端链和侧链高乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为20000mpa.s；
优选的，所述38份二氧化硅分四次投入；
优选的，所述处理剂为六甲基二硅氮烷；
优选的，所述混合物催化剂为h2ptcl6四氢呋喃溶液/pt[(vime2si)2o]2=1:1；
优选的，所述h2ptcl6四氢呋喃溶液浓度为2500ppm；
优选的，所述端链和侧链含氢聚二甲基硅氧烷活性氢含量为0.336%；
优选的，所述反应抑制剂为1-乙炔基环己醇。
相应的本发明还提供模具用的新型高抗撕裂有机硅橡胶的制备方法，其包括如下步骤：
1）按重量份计称取端乙烯基聚二甲基硅氧烷100份、端链和侧链高乙烯基聚二甲基硅氧烷10份、气相二氧化硅38份、六甲基二硅氮烷处理剂11.4份、去离子水3.42份、端羟基聚二甲基硅氧烷1.12份，在捏合机混合均匀得液体硅橡胶基础混合物；
2）将上述液体硅橡胶基础混合物在捏合机中80～120℃条件下捏合处理2～3小时，再升温至150～180℃热处理2～3小时，最后在搅拌条件下抽真空-0.09mpa以上2小时，出料冷却研磨得液体硅橡胶基胶；
3）将上述液体硅橡胶基胶加入端乙烯基聚二甲基硅氧烷20份、混合物催化剂1.0份，在行星搅拌机中搅拌均匀脱泡过滤得制模用双组份高抗撕液体硅橡胶a组份；
4）按重量份计称取端乙烯基聚二甲基硅氧烷20份、端链和侧链含氢聚二甲基硅氧烷80份、反应抑制剂0.4份、二甲聚硅氧烷4份在行星搅拌机中搅拌均匀脱泡过滤得制模用双组份高抗撕液体硅橡胶b组份；
5）将a组份、b组份与耐热助剂铈聚硅氧烷按100：10：1重量比混合搅拌均匀脱泡，100℃条件下硫化成型30分钟即得硅橡胶模具；
6）将固化好的硅橡胶剪成5cm*5cm的正方形，放入烘箱中干燥，置于氧气等离子体反应室下电极上，抽真空后，开启射频电源进行射频等离子处理，制得模具胶的中期样品；在室温下，用油漆喷枪在上述中期样品上均匀喷涂一层氟硅防污闪涂料，干燥后即得等离子-涂层复合改性模具胶；
7）将硅胶抽空排气泡后均匀涂刷在产品上，30分钟后粘贴一层纱布纤维布，再涂刷一层硅胶，30分钟后再粘贴一层纱布纤维布，再涂刷一层硅胶，如此重复粘贴纱布纤维布与涂刷硅胶多次至硅橡胶抗撕裂强度≥30kn/m即得到高抗撕裂硅橡胶。
与现有技术相比本发明所述的一种新型高抗撕裂有机模具硅橡胶的制备具有以下有益效果，本发明采用有机聚合物作为硅橡胶的制备原料，通过双组份液体硅橡胶共混改性，添加气相二氧化硅无机粒子进行增强处理，降低模具收缩率，增加翻模次数，添加与硅橡胶结构相似、相容性很好的耐热助剂铈聚硅氧烷，提高耐热氧化性能，延长模具使用寿命；采用氧气等离子体对硅橡胶进行等离子表面处理，再喷涂氟硅防污闪涂料，显著提高模具尺寸稳定性；采用多次涂刷技术增加硅胶强度、拉力，显著提高其抗撕裂性能。因此，本发明制备的模具硅橡胶具有抗撕裂强度高，耐热性好，翻模次数高，使用寿命长等优点。
具体实施方式
【实施例1】
一种模具用的新型高抗撕裂有机硅橡胶，选用与硅橡胶结构相似、相容性好的铈聚硅氧烷作为耐热助剂，在硅橡胶中具有较好的分散性。将双组份液体硅橡胶与耐热助剂铈聚硅氧烷混合制备硅橡胶，a组份、b组份与铈聚硅氧烷按100：10：1重量比混合制备硅橡胶。其a组份与b组份按重量份计，其包括以下成分：
a组分：
端乙烯基聚二甲基硅氧烷100份；
端链和侧链高乙烯基聚二甲基硅氧烷10份；
气相二氧化硅38份；
处理剂11.4份；
去离子水3.42份；
端羟基聚二甲基硅氧烷1.12份；
端乙烯基聚二甲基硅氧烷20份；
混合物催化剂1.0份；
b组分：
端乙烯基聚二甲基硅氧烷20份；
端链和侧链含氢聚二甲基硅氧烷80份；
反应抑制剂0.4份；
二甲聚硅氧烷4份。
其中：
所述耐热助剂为铈聚硅氧烷；
所述端乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为10000mpa.s；
所述端链和侧链高乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为20000mpa.s；
所述处理剂为六甲基二硅氮烷；
所述混合物催化剂为h2ptcl6四氢呋喃溶液/pt[(vime2si)2o]2=1:1；
所述h2ptcl6四氢呋喃溶液浓度为2500ppm；
所述端链和侧链含氢聚二甲基硅氧烷活性氢含量为0.336%；
所述反应抑制剂为1-乙炔基环己醇；
所述a组份与b组份的配比为按10：1重量比混合制备硅橡胶。
一种新型高抗撕裂有机模具硅橡胶的制备方法，具体步骤如下：
（1）将100份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、10份端链和侧链高乙烯基聚二甲基硅氧烷投入捏合机中，分四次投入38份气相二氧化硅、11.4份六甲基二硅氮烷处理剂、3.42份去离子水、端羟基聚二甲基硅氧烷1.12份，在捏合机混合均匀得液体硅橡胶基础混合物；
（2）将上述液体硅橡胶基础混合物在捏合机中90℃条件下捏合处理2小时，再升温至150℃热处理2小时，最后在搅拌条件下抽真空-0.09mpa以上2小时，出料冷却研磨得液体硅橡胶基胶；
（3）将上述液体硅橡胶基胶加入20份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、1.0份h2ptcl6四氢呋喃溶液/pt[(vime2si)2o]2=1:1混合物催化剂，在行星搅拌机中搅拌均匀脱泡过滤得制模用双组份高抗撕液体硅橡胶a组份；
（4）将20份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、80份端链和侧链含氢聚二甲基硅氧烷、0.4份1-乙炔基环己醇反应抑制剂、4份二甲聚硅氧烷在行星搅拌机中搅拌均匀脱泡过滤得制模用双组份高抗撕液体硅橡胶b组份；
（5）将a组份、b组份与耐热助剂按100：10：1重量比混合搅拌均匀脱泡，100℃条件下硫化成型30分钟即得到提高尺寸稳定性，降低其收缩率的模具硅橡胶；
（6）将固化好的硅橡胶剪成5cm*5cm的正方形，放入烘箱中干燥，置于氧气等离子体反应室下电极上，抽真空后，开启射频电源进行射频等离子处理，制得模具胶的中期样品；在室温下，用油漆喷枪在上述中期样品上均匀喷涂一层氟硅防污闪涂料，干燥后即得等离子-涂层复合改性模具胶；
（7）将硅橡胶抽空排气泡后均匀涂刷在产品上，30分钟后粘贴一层纱布纤维布，再涂刷一层硅胶，30分钟后再粘贴一层纱布纤维布，再涂刷一层硅胶，如此重复粘贴纱布纤维布与涂刷硅胶多次至硅橡胶抗撕裂强度≥30kn/m即得到高抗撕裂硅橡胶。
【实施例2】
一种模具用的新型高抗撕裂有机硅橡胶，按重量份计，其包括以下成分：
同实施例1
一种模具用的新型高抗撕裂有机硅橡胶的制备方法，具体步骤如下：
（1）将100份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、10份端链和侧链高乙烯基聚二甲基硅氧烷投入捏合机中，分四次投入38份气相二氧化硅、11.4份六甲基二硅氮烷处理剂、3.42份去离子水、端羟基聚二甲基硅氧烷1.12份，在捏合机混合均匀得液体硅橡胶基础混合物；
（2）将上述液体硅橡胶基础混合物在捏合机中100℃条件下捏合处理2小时，再升温至160℃热处理2小时，最后在搅拌条件下抽真空-0.09mpa以上2小时，出料冷却研磨得液体硅橡胶基胶；
（3）将上述液体硅橡胶基胶加入20份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、1.0份h2ptcl6四氢呋喃溶液/pt[(vime2si)2o]2=1:1混合物催化剂，在行星搅拌机中搅拌均匀脱泡过滤得制模用双组份高抗撕液体硅橡胶a组份；
（4）将20份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、80份端链和侧链含氢聚二甲基硅氧烷、0.4份1-乙炔基环己醇反应抑制剂、4份二甲聚硅氧烷在行星搅拌机中搅拌均匀脱泡过滤得制模用双组份高抗撕液体硅橡胶b组份；
（5）将a组份、b组份与耐热助剂按100：10：1重量比混合搅拌均匀脱泡，100℃条件下硫化成型30分钟即得到提高尺寸稳定性，降低其收缩率的模具硅橡胶；
（6）将固化好的硅橡胶剪成5cm*5cm的正方形，放入烘箱中干燥，置于氧气等离子体反应室下电极上，抽真空后，开启射频电源进行射频等离子处理，制得模具胶的中期样品；在室温下，用油漆喷枪在上述中期样品上均匀喷涂一层氟硅防污闪涂料，干燥后即得等离子-涂层复合改性模具胶；
（7）将硅橡胶抽空排气泡后均匀涂刷在产品上，30分钟后粘贴一层纱布纤维布，再涂刷一层硅胶，30分钟后再粘贴一层纱布纤维布，再涂刷一层硅胶，如此重复粘贴纱布纤维布与涂刷硅胶多次至硅橡胶抗撕裂强度≥30kn/m即得到高抗撕裂硅橡胶。
【实施例3】
一种模具用的新型高抗撕裂有机硅橡胶，按重量份计，其包括以下成分：
同实施例1
一种模具用的新型高抗撕裂有机硅橡胶的制备方法，具体步骤如下：
（1）将100份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、10份端链和侧链高乙烯基聚二甲基硅氧烷投入捏合机中，分四次投入38份气相二氧化硅、11.4份六甲基二硅氮烷处理剂、3.42份去离子水、端羟基聚二甲基硅氧烷1.12份，在捏合机混合均匀得液体硅橡胶基础混合物；
（2）将上述液体硅橡胶基础混合物在捏合机中120℃条件下捏合处理3小时，再升温至180℃热处理3小时，最后在搅拌条件下抽真空-0.09mpa以上2小时，出料冷却研磨得液体硅橡胶基胶；
（3）将上述液体硅橡胶基胶加入20份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、1.0份h2ptcl6四氢呋喃溶液/pt[(vime2si)2o]2=1:1混合物催化剂，在行星搅拌机中搅拌均匀脱泡过滤得制模用双组份高抗撕液体硅橡胶a组份；
（4）将20份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、80份端链和侧链含氢聚二甲基硅氧烷、0.4份1-乙炔基环己醇反应抑制剂、4份二甲聚硅氧烷在行星搅拌机中搅拌均匀脱泡过滤得制模用双组份高抗撕液体硅橡胶b组份；
（5）将a组份、b组份与耐热助剂按100：10：1重量比混合搅拌均匀脱泡，100℃条件下硫化成型30分钟即得到提高尺寸稳定性，降低其收缩率的模具硅橡胶；
（6）将固化好的硅橡胶剪成5cm*5cm的正方形，放入烘箱中干燥，置于氧气等离子体反应室下电极上，抽真空后，开启射频电源进行射频等离子处理，制得模具胶的中期样品；在室温下，用油漆喷枪在上述中期样品上均匀喷涂一层氟硅防污闪涂料，干燥后即得等离子-涂层复合改性模具胶；
（7）将硅橡胶抽空排气泡后均匀涂刷在产品上，30分钟后粘贴一层纱布纤维布，再涂刷一层硅胶，30分钟后再粘贴一层纱布纤维布，再涂刷一层硅胶，如此重复粘贴纱布纤维布与涂刷硅胶多次至硅橡胶抗撕裂强度≥30kn/m即得到高抗撕裂硅橡胶。
实施例1-3制备的高抗撕有机模具硅橡胶的性能分别如表1所示：
表.1
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。