一种耐热基胶、耐热液体硅橡胶及其制备方法与流程
未命名
10-19
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1.本发明涉及硅橡胶领域,更具体地,涉及一种耐热基胶、耐热液体硅橡胶及其制备方法。
背景技术:
2.液体硅橡胶由于具有耐候性、流动性、安全性、硫化效率高和易操作的特点,在电子电器、医疗器械等领域有着广泛的应用。
3.目前在电子电器领域,使用者一方面希望工业硅橡胶制品原料低廉,成本可控;另一方面希望硅橡胶制品具有流动性且便于操作,以及优异的耐热性能承受元件高功率散热。因此,一款低成本、易操作、耐高温的液体硅橡胶可以满足当下许多人的需求。
4.现有技术公开多种改善高温液体硅橡胶性能的方法,但是均存在问题。第一,通过添加大量的耐热添加剂以提高其使用温度,但是其与硅橡胶的配方硅油相容性较差,同时大量添加耐热剂对力学性能和加工性能不利,甚至引起催化剂中毒胶料硫化困难等问题。第二,现有组分中多含有白炭黑,但是硅橡胶端基以及白炭黑表面均含有硅羟基,其影响着硅橡胶的耐高温性能,目前也有报道表明加入表面处理过的白炭黑能显著提升硅橡胶耐高温性能,但这种白炭黑普遍成本较高,不利于工业应用。第三,通过添加大量苯撑类硅油改变硅橡胶分子链结构提高耐热性,但苯撑类硅油与乙烯基硅油相容性较差且价格昂贵。
技术实现要素:
5.为了解决上述技术问题,本发明提供了一种耐热基胶,包括:以质量份数计,
6.第一有机聚硅氧烷20-50份;
7.耐热基胶处理剂4-12份;
8.耐热剂20-40份;
9.助剂0-5份。
10.进一步地,所述第一有机聚硅氧烷为粘度200~100000mpa
·
s的乙烯基甲基聚硅氧烷中的一种或多种;
11.进一步地,所述耐热基胶处理剂为六甲基二硅氮烷、二乙烯基四甲基硅氮烷、环三硅氮烷、硅烷偶联剂中的一种或多种;
12.进一步地,所述耐热剂为氧化铁、氧化铈、氧化镁、氧化铝或氧化钛中的一种或多种;
13.进一步地,所述助剂为水。
14.本发明还提供一种耐热基胶的制备方法,包括:
15.将以重量份计的20-40份第一有机聚硅氧烷、4-12份耐热基胶处理剂、0-5份助剂加入捏合机中捏合第一时间;
16.将20-40份耐热剂分批加入所述捏合机中;
17.常温捏合第二时间;升温抽真空捏合第三时间;
18.冷却后加入0-30份第一有机聚硅氧烷,搅拌,得到所述耐热基胶。
19.进一步地,所述第一时间为5分钟以上;
20.进一步地,所述第二时间为0.5-2小时;
21.进一步地,所述升温的温度为150-200℃,真空度为<-0.1mpa;
22.进一步地,所述第三时间为0.5-4小时;
23.进一步地,所述搅拌时间为10分钟以上。
24.进一步地,所述第一有机聚硅氧烷为粘度200~100000mpa
·
s的乙烯基甲基聚硅氧中的一种或多种;
25.进一步地,所述耐热基胶处理剂为六甲基二硅氮烷、二乙烯基四甲基硅氮烷、环三硅氮烷、硅烷偶联剂中的一种或多种;
26.进一步地,所述耐热剂为氧化铁、氧化铈、氧化镁、氧化铝或氧化钛中的一种或多种;
27.进一步地,所述助剂为水。
28.本发明还提供一种耐热液体硅橡胶,包括:a组分及b组分;
29.其中,以质量份计,所述a组分包括5-40份第二有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份上述的耐热基胶、0.1-1份催化剂;
30.和/或所述b组分包括5-40份第三有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份上述的耐热基胶、交联剂、0.01-1份抑制剂。
31.进一步地,所述a组分及b组分的质量比为1:1。
32.进一步地,所述第二有机聚硅氧烷及第三有机聚硅氧烷为粘度200~100000mpa
·
s的乙烯基甲基聚硅氧烷中的一种或多种。
33.进一步地,所述气相液体胶基胶为聚硅氧烷气相液体胶。
34.进一步地,所述交联剂为氢质量百分数为0.01~1wt%的含氢硅油。
35.进一步地,所述催化剂为铂金催化剂。
36.进一步地,所述抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇或3,5-二甲基-1己炔基-3-醇中的一种或多种。
37.本发明还提供一种耐热液体硅橡胶的制备方法,
38.制备a组分;
39.制备b组分;
40.将所述a组分与b组分混合得到所述耐热液体硅橡胶;
41.其中,所述制备a组分包括:以质量份计,将5-40份第二有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份上述的耐热基胶、0.1-1份催化剂加入行星搅拌机中搅拌,得到所述a组分。
42.进一步地,所述制备b组分包括:以质量份计,将5-40份第三有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份上述的耐热基胶、交联剂、0.01-1份抑制剂加入行星搅拌机中搅拌,得到所述b组分。
43.进一步地,所述a组分及b组分的搅拌时间为0.5h以上。
44.进一步地,所述a组分及b组分的质量比为1:1。
45.进一步地,所述第二有机聚硅氧烷及第三有机聚硅氧烷为粘度200~100000mpa
·
s的乙烯基甲基聚硅氧烷中的一种或多种。
46.进一步地,所述气相液体胶基胶为聚硅氧烷气相液体胶基胶。
47.进一步地,所述交联剂为氢质量百分数为0.01~1wt%的含氢硅油。
48.进一步地,所述催化剂为铂金催化剂。
49.进一步地,所述抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇或3,5-二甲基-1己炔基-3-醇中的一种或多种。
50.本发明具有以下优点:
51.(1)制备“耐热基胶”捏合阶段原位加入了耐热基胶处理剂,充分处理耐热剂表面羟基;现有技术在制备耐高温的液体硅橡胶材料时,一般直接添加耐热剂,其与硅橡胶的配方硅油相容性较差,同时大量添加对力学性能和加工性能不利,甚至引起催化剂中毒胶料硫化困难等问题,本发明特别添加了耐热基胶处理剂,处理耐热剂表面羟基提高了耐热剂与聚硅氧烷的相容性,一定程度上提高了液体硅橡胶材料的物理性能。
52.(2)耐热剂通过高温真空处理,去除了耐热剂带入的影响铂金催化剂活性的杂质(以氧化铈工业制备为例:氧化铈的生产方法主要是草酸沉淀法,即以氯化铈或硝酸铈溶液为原料,用草酸调节ph值为2,加氨水沉淀出草酸铈,经加热熟化,分离、洗涤等过程。其中氨一般会有残留,会影响铂金催化剂的活性),避免了催化剂中毒导致的不硫化或硫化不充分,降低材料成本,提高材料性能。
53.(3)通过捏合机剪切力作用,且提高耐热剂投料比例(即耐热剂/聚硅氧烷首次投料质量比≥0.5),能增大分散过程中的剪切力,提高分散性。
54.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
具体实施方式
55.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明的具体实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
56.本发明的一实施例中提供一种耐热基胶,包括:以质量份数计,第一有机聚硅氧烷20-50份;耐热基胶处理剂4-12份;耐热剂20-40份;助剂0-5份。
57.本技术通过加入耐热基胶处理剂,充分处理耐热剂表面羟基,提高了耐热剂与聚硅氧烷的相容,从而改善液体硅橡胶材料的物理性能。
58.当上述原料比例不在该范围时,分散性差,耐热剂易团聚,导致在橡胶成型中形成大颗粒缺陷,力学强度下降;同时分散不均匀,导致耐热性不均匀,即部分区域耐热性差。
59.本发明的另一实施例中,所述耐热基胶除了上述组分,不再包含其他组分。组分更简单,成本更低。
60.本发明的另一实施例中,所述第一有机聚硅氧烷为粘度200~100000mpa
·
s的乙烯基甲基聚硅氧烷中的一种或多种。其可以为单一种类的乙烯基甲基聚硅氧,也可以是符合该条件的多种乙烯基甲基聚硅氧的混合。
61.本发明的另一实施例中,所述耐热基胶处理剂为六甲基二硅氮烷、二乙烯基四甲
基硅氮烷、环三硅氮烷、硅烷偶联剂中的一种或多种。
62.该些处理剂可与耐热剂表面羟基反应,去除耐热剂表面的羟基。
63.优选地,所述耐热基胶处理剂为环三硅氮烷,由于其活性高,处理效果好。
64.本发明的另一实施例中,所述耐热剂为氧化铁、氧化铈、氧化镁、氧化铝或氧化钛中的一种或多种。
65.该些金属氧化物简单实用,在高温下较为稳定。
66.本发明的另一实施例中,所述助剂为水。其可与上述处理剂协同作用,一起处理填料表面羟基。
67.本发明的另一实施例,还提供一种耐热基胶的制备方法,包括:按照一定重量比例将第一有机聚硅氧烷(部分)、耐热基胶处理剂、助剂进行捏合形成第一混合物;将一定重量份数的耐热剂分批加入上述第一混合物中(确保所有耐热剂/首次投放的聚硅氧烷的投料质量比>0.5)捏合第二时间;温度高,抽真空,且保持真空,在真空下捏合第三时间,冷却至室温,补加剩余的第一聚硅氧烷,搅拌,得到耐热基胶。
68.本发明首次通过高温真空对耐热基胶进行处理,通过高温真空去除了耐热剂带入的可能影响铂金催化剂活性的杂质。
69.本发明设计了一种耐热基胶的原位处理的制备方法,解决耐热剂与硅油相容性差的问题,同时操作简便,不需要另外制备改性耐热剂,提高了其可操作空间。
70.本发明的另一实施例中,上述按照一定重量比例将第一有机聚硅氧烷、耐热基胶处理剂、助剂进行捏合时的质量份数分别为:20-40份第一有机聚硅氧烷、4-12份耐热基胶处理剂、0-5份助剂;耐热剂的质量份数为20-40份,分2-5次加入(每次加入量基本相同);剩余的第一有机聚硅氧烷为0-30份。
71.将耐热剂分批次加入,耐热基胶处理剂可以更加充分的去除耐热剂表面的羟基。
72.本发明的另一实施例中,所述捏合在捏合机中进行。
73.通过捏合机剪切力作用能增大分散过程中的剪切力,提高分散性。
74.本发明的另一实施例中,形成第一混合物的条件为:常温捏合,捏合时间为5分钟以上,时间少于5分钟,则混合不完全,效果较差。
75.本发明的另一实施例中,第二时间为0.5-2小时。
76.本发明的另一实施例中,所述升温的温度为150-200℃,真空度为<-0.1mpa。
77.本发明的另一实施例中,所述第三时间为0.5-4小时。
78.本发明的另一实施例中,所述搅拌时间为10分钟以上。
79.通过上述参数的处理,可以保证填料的充分处理和分散。
80.本发明的另一实施例还提供一种耐热液体硅橡胶,包括:a组分及b组分;
81.其中,以质量份计,所述a组分包括5-40份第二有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份上述的耐热基胶、0.1-1份催化剂;
82.所述b组分包括5-40份第三有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份上述的耐热基胶、交联剂、0.01-1份抑制剂。
83.其中,a组分与b组分的质量比为1:1、1:2、1:10或1:50,优选的为1:1。
84.本技术的液态硅橡胶不需要使用疏水白炭黑、苯基硅油等作为主体填料和聚合物,使用常规气相液态基胶即可制备具有较好耐温性的液体硅橡胶,成本较低,且相容性
好。
85.本发明的另一实施例中,所述第二及第三有机聚硅氧烷为粘度200~100000mpa
·
s的乙烯基甲基聚硅氧烷中的一种或多种。其中,第二及第三有机聚硅氧烷可以相同也可以不同。
86.本发明的另一实施例中,所述气相液体胶基胶为聚硅氧烷气相液体胶基胶。
87.该聚硅氧烷气相液体胶基胶可以是由乙烯基聚硅氧烷、亲水气相白炭黑、结构化控制剂、助剂通过捏合而成;也可以是购买现有商品,本发明中不限定气相液体胶基胶的具体型号。
88.本技术的气相液体胶基胶未添加预处理气相疏水白炭黑,而是将普通亲水气相白炭黑和结构化控制剂(氮硅烷,如六甲基二硅氮烷和/或乙烯基硅氮烷等)简单捏合处理,相比于其他以苯基硅油为主体,预处理气相疏水白炭黑为补强填料的耐高温液体胶产品,具有更低的成本。
89.本发明的另一实施例中,所述交联剂为含氢硅油,其中,氢质量百分数为0.01~1wt%。该含氢硅油可以是侧链含氢硅油,也可以是端侧含氢硅油等。
90.另外,耐热液体硅橡胶的组分还需满足si-h/vi的摩尔比在2-5之间,其中,乙烯基(vi)的含量(摩尔量)为a组分及b组分中所有乙烯基含量;乙烯基摩尔量计算方式为:n=m1*a1/74+m2*15%/27+n3。其中,n为乙烯基的物质的量,m1为a组分及b组分中有机聚硅氧烷的质量,a1为有机聚硅氧烷中乙烯基的含量;当耐热基胶处理剂选择二乙烯基四甲基二硅氮烷时,需要计算二乙烯基四甲基二硅氮烷中的乙烯基含量,m2为二乙烯基四甲基二硅氮烷的质量;n3为气相液体胶基胶中乙烯基的物质的量。以新安化工粘度为200mpa.s,乙烯基含量为2%g/g的端乙烯基硅油(根据企标q/xhg 60102020)为例,100g中乙烯基的摩尔量=100*2%/74。
91.本发明与现有技术相比的一大优点是不改变硅橡胶分子链结构,引入适当过量的含氢硅油(其中硅氢摩尔比h/vi=2-5),si-h键具有还原性,在热氧老化过程中可以起到抗氧化目的,从而提高耐热性能。si-h在高温下会缩合脱氢,提高交联度,可以改善高温老化中可能带来的硬度降低,控制硬度变化在较小的范围内。同时解决原料价格昂贵的问题,进而提供经济效益与社会效益。
92.本发明的另一实施例中,所述催化剂为铂金催化剂。
93.本发明的另一实施例中,所述抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇或3,5-二甲基-1己炔基-3-醇中的一种或多种。
94.本发明还提供一种耐热液体硅橡胶的制备方法,包括:制备a组分;制备b组分;将所述a组分与b组分按照质量比1:1混合得到所述耐热液体硅橡胶;其中,所述制备a组分包括:以质量份计,将5-40份第二有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份上述的耐热基胶、0.1-1份催化剂加入行星搅拌机中搅拌,得到所述a组分;所述制备b组分包括:以质量份计,将5-40份第二有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份上述的耐热基胶、交联剂、0.01-1份抑制剂加入行星搅拌机中搅拌,得到所述b组分。
95.本技术通过两个组分的分别反应,可以避免组分的提前反应,影响运输以及液体胶的性能。
96.本发明的另一实施例中,所述a组分及b组分的搅拌时间为0.5h以上。搅拌时间不
足,反应不充分。
97.本技术的原料中不用添加大量的耐热剂,而是通过原位处理耐热剂,改善与硅油相容性,同时,引入过量的含氢硅油,起到抗自由基的目的,就能大幅提高了硅橡胶的耐高温性能,耐温达300℃以上,且机械性能好,适用范围广。
98.为了更清楚的陈述本技术的方案,通过以下实施例进行描述。
99.实施例1
100.一种低成本的耐热基胶,包括以下质量份的原料:第一有机聚硅氧烷30份、耐热基胶处理剂4份、耐热剂20份、助剂1份。
101.一种耐高温液体硅橡胶的配方如下:
[0102][0103]
其中,所述第一有机聚硅氧烷为粘度为50000cs,乙烯基含量为0.23wt%的端乙烯基硅油;所述耐热基胶处理剂为环三硅氮烷;耐热剂为氧化铈;助剂为蒸馏水。
[0104]
所述第二及第三有机聚硅氧烷均为粘度5000cs,乙烯基含量为0.5wt%的端乙烯基硅油;所述气相液体胶基胶为新安化工牌号xls-8120/40(填料为比表300的气相白炭黑xhg-300,基胶中乙烯基含量为2.17*10-5
mol/g);所述的交联剂为粘度50cs,氢含量为0.5wt%的侧链含氢硅油;所述的催化剂选择铂金催化剂;所用的抑制剂选用1-乙炔基-1-环己醇。
[0105]
上述耐热基胶制备方法,包括按照将20份第一有机聚硅氧烷、4份耐热基胶处理剂、1份助剂加入到捏合机中,常温下捏合10分钟;将20份耐热剂分5次,每次4份加入到捏合机中,合釜,常温捏合1小时;将捏合机温度升至170℃,抽真空到<-0.1mpa,保持真空,在真空下捏合2小时,冷却至室温,补加10份第一聚硅氧烷,搅拌20分钟,得到上述耐热基胶。其中,耐热剂与第一有机聚硅氧烷的首投比为1。
[0106]
上述耐热液体硅橡胶的制备方法,包括:
[0107]
a组分的制备:以重量份计算,将40份的xls-8120/40(气相液体胶基胶),10份上述耐热基胶,5份第二有机聚硅氧烷、0.11份催化剂加入至行星搅拌机中,搅拌1小时,得到该a组分。
[0108]
b组分的制备:以重量份计算,将40份的xls-8120/40(气相液体胶基胶),10份的耐热基胶,5份第二有机聚硅氧烷、0.011份抑制剂、2.2份交联剂加入至行星搅拌机中,搅拌1小时,得到该b组分。
[0109]
组分a及组分b按照质量比1:1混合,得到耐热液体硅橡胶。
[0110]
实施例2
[0111]
一种低成本的耐热基胶,包括以下质量份的原料:
[0112][0113][0114]
一种耐热液体硅橡胶包括以下质量份的原料:
[0115][0116]
其中,所述第一有机聚硅氧烷为粘度50000cs,乙烯基含量为0.23wt%的端乙烯基硅油;所述的耐热基胶处理剂为环三硅氮烷;耐热剂为氧化铈;助剂为蒸馏水。
[0117]
所述第二及第三有机聚硅氧烷均为粘度5000cs,乙烯基含量0.5wt%的端乙烯基硅油;所述气相液体胶基胶为新安化工牌号xls-8120/40;所述交联剂选择粘度为50cs,氢含量为0.5wt%的侧链含氢硅油;所述的催化剂选择铂金催化剂;所用的抑制剂选用1-乙炔基-1-环己醇。
[0118]
上述耐热基胶的制备,包括:将30份第一有机聚硅氧烷、9份耐热基胶处理剂、1份助剂加入到捏合机中,常温下捏合10分钟;将30份耐热剂分3次,每次10份加入到捏合机中,合釜,常温捏合1.5小时;将捏合机温度升至170℃,抽真空到<-0.1mpa,保持真空,在真空下捏合4小时,冷却至室温,得到耐热基胶。
[0119]
一种耐热液体硅橡胶的制备方法与实施例1相同。
[0120]
实施例3
[0121]
一种低成本的耐热基胶由以下组分组成:
[0122][0123]
一种耐热液体硅橡胶的组分如下:
[0124][0125]
其中,所述第一有机聚硅氧烷为粘度50000cs,乙烯基含量为0.23wt%的端乙烯基硅油;所述的耐热基胶处理剂为环三硅氮烷;耐热剂为氧化铈;助剂为水。
[0126]
所述第二及第三有机聚硅氧烷均为粘度5000cs,乙烯基含量为0.5wt%的端乙烯基硅油;气相液体胶基胶为新安化工牌号xls-8120/40;交联剂为粘度20cs,氢含量为0.3wt%的侧链含氢硅油;催化剂为铂金催化剂;抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇。
[0127]
上述耐热剂基制备方法,包括:将35份第一有机聚硅氧烷、6份耐热基胶处理剂、1份助剂加入到捏合机中,常温下捏合10分钟;将25份耐热剂分5次,每次5份加入到捏合机中,合釜,常温捏合2小时;将捏合机温度升至170℃,抽真空到<-0.1mpa,保持真空,在真空下捏合3小时,冷却至室温,补加5份第一聚硅氧烷,搅拌20分钟,得到上述耐热基胶。
[0128]
上述耐热液体硅橡胶的制备方法与实施例1相同。
[0129]
实施例4
[0130]
一种低成本的耐热基胶包括以下组分:
[0131][0132]
一种耐热液体硅橡胶的组分如下:
[0133][0134]
上述第一有机聚硅氧烷为粘度50000cs,乙烯基含量为0.23wt%的端乙烯基硅油;所述耐热基胶处理剂为六甲基二硅氮烷;所述耐热剂为氧化铈;所述助剂为蒸馏水。
[0135]
上述第二及第三有机聚硅氧烷均为粘度5000cs,乙烯基含量0.5wt%的端乙烯基硅油;气相液体胶基胶为新安化工牌号xls-8120/40;交联剂为粘度20cs,氢含量为0.8wt%的侧链含氢硅油;催化剂为铂金催化剂;抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇。
[0136]
耐热基胶的制备方法,包括:将30份第一有机聚硅氧烷、12份耐热基胶处理剂、1.5份助剂加入到捏合机中,常温下捏合10分钟;将30份耐热剂分6次,每次5份加入到捏合机中,合釜,常温捏合1小时;将捏合机温度升至170℃,抽真空到<-0.1mpa,保持真空,在真空下捏合4小时,冷却至室温,补加20份聚硅氧烷,搅拌20分钟,得到上述耐热基胶。
[0137]
耐热液体硅橡胶的制备方法同实施例1。
[0138]
实施例5
[0139]
一种低成本的耐热基胶,具体组分如下:
[0140][0141]
一种耐热液体硅橡胶,具体组分如下:
[0142]
[0143][0144]
上述第一有机聚硅氧烷为粘度50000cs,乙烯基含量为0.23wt%的端乙烯基硅油;耐热基胶处理剂选择环三硅氮烷;耐热剂为氧化铈;助剂为水。
[0145]
上述第二及第三有机聚硅氧烷均为粘度5000cs,乙烯基含量0.5wt%的端乙烯基硅油;气相液体胶基胶为新安化工牌号xls-8120/40;交联剂选择粘度为50cs,氢含量为0.5wt%的侧链含氢硅油;催化剂选择铂金催化剂;抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇。
[0146]
上述耐热基胶的制备方法包括:将30份第一有机聚硅氧烷、9份耐热基胶处理剂、1份助剂加入到捏合机中,常温下捏合10分钟;将30份耐热剂分5次,每次6份,加入到捏合机中,合釜,常温捏合1.5小时;将捏合机温度升至170℃,抽真空到<-0.1mpa,保持真空,在真空下捏合4小时,冷却至室温,得到耐热基胶;
[0147]
上述耐热液体硅橡胶的制备方法同实施例1。
[0148]
实施例6
[0149]
一种低成本的耐热基胶,具体组分如下:
[0150][0151]
一种耐热液体硅橡胶,具体组分如下:
[0152][0153]
上述第一有机聚硅氧烷为粘度100000cs,乙烯基含量为0.2wt%的端乙烯基硅油;
耐热基胶处理剂选择二乙烯基四甲基硅氮烷;耐热剂为氧化镁、氧化钛的混合,质量比为1:1;助剂为水。
[0154]
上述第二及第三有机聚硅氧烷均为粘度200cs,乙烯基含量2.0wt%的端乙烯基硅油;气相液体胶基胶为新安化工牌号xls-8120/40;交联剂选择粘度为50cs,氢含量为1wt%的侧链含氢硅油;催化剂选择铂金催化剂;抑制剂为2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇混合物,两者比例为1:1。
[0155]
上述耐热基胶的制备方法包括:将15份第一有机聚硅氧烷、4份耐热基胶处理剂、5份助剂加入到捏合机中,常温下捏合20分钟;将40份耐热剂分8次,每次5份加入到捏合机中,合釜,常温捏合2小时;将捏合机温度升至200℃,抽真空到-0.5mpa,保持真空,在真空下捏合2小时,冷却至室温;补加5份第一有机聚硅氧烷,搅拌10分钟,得到耐热基胶。
[0156]
上述耐热液体硅橡胶的制备方法中a组分及b组分的搅拌时间为0.5小时,其他与实施例1相同。
[0157]
对比例1
[0158]
一种低成本的耐热基胶,其组分如下:
[0159][0160]
上述耐热基胶的制备方法,包括:按照将30份第一有机聚硅氧烷和20份耐热剂通过高速分散机分散1小时,得到耐热基胶。
[0161]
上述耐热基胶中的第一有机聚硅氧烷与耐热剂种类与实施例1相同。
[0162]
耐热液体硅橡胶的组分中耐热基胶选自上述耐热基胶,其他组分及制备方法与实施例1相同。
[0163]
对比例2
[0164]
一种低成本的耐热基胶的组分如下:
[0165][0166]
一种耐高温液体硅橡胶的配方如下:
[0167][0168][0169]
上述耐热基胶及耐高温液体硅橡胶中各组分的种类与实施例5相同。
[0170]
耐热基胶的制备方法及耐高温液体硅橡胶的制备方法与实施例5相同。
[0171]
对比例3
[0172]
一种低成本的耐热基胶的配方如下:
[0173][0174]
上述耐热基胶的制备方法包括:按照将20份第一有机聚硅氧烷、1份助剂加入到捏合机中,常温下捏合10分钟;将20份耐热剂加入到捏合机中,合釜,常温捏合1小时;将捏合机温度升至170℃,抽真空到<-0.1mpa,保持真空,在真空下捏合2小时,冷却至室温,补加10份聚硅氧烷,搅拌20分钟,得到耐热基胶。
[0175]
其他与实施例1相同。
[0176]
对比例4
[0177]
耐热基胶制备方法包括:将20份第一有机聚硅氧烷、4份耐热基胶处理剂、1份助剂加入到捏合机中,常温下捏合10分钟;将20份耐热剂加入到捏合机中,合釜,常温捏合1小时;抽真空到<-0.1mpa,保持真空,在真空下捏合2小时,补加10份聚硅氧烷,搅拌20分钟,得到耐热基胶。
[0178]
其他与实施例1相同。
[0179]
对比例5
[0180]
耐热液体硅橡胶中b组分的交联剂的质量份数为1.7,其他与实施例3相同。
[0181]
对比例6
[0182]
耐热液体硅橡胶中b组分的交联剂的质量份数为5.5,其他与实施例1相同。
[0183]
实施例1-6,对比例1-4所述的一种低成本的耐热基胶的原位处理及耐高温液体硅橡胶耐热性能对比如下:
[0184]
表1实施例及对比例的性能测试
[0185][0186]
实施例1-6分别分别对处理剂、耐热剂处理工艺、含氢硅油使用量(si-h/vi摩尔比)进行控制变量所进行的实验,从数据中可得到在本技术液态胶配方中,硬度约50a的胶料经300摄氏度24小时老化后,硬度变化小于等于5a,性能保持率在50%以上,且不影响催化剂活性;
[0187]
对比例1中,耐热基胶采用直接分散的方式,未经过处理剂及高温处理,与实施例1对比,对比例1中耐热剂分散效果差,影响机械性能,影响催化剂活性,t10和t90明显变慢,耐热效果差;
[0188]
对比例2中,耐热基胶在捏合的初期,氧化铈占比较小,导致剪切力较小,影响耐热剂在聚硅氧烷中的分散性,对整体胶料的力学性能有所影响,同时分散不均匀导致的耐热效果与实施例5相比有所下降;
[0189]
对比例3中,耐热基胶在制备过程中未使用处理剂进行处理,导致耐热剂与聚硅氧烷相容性差,分散性差,影响力学性能,同时耐热剂表面的羟基未得到有效处理,耐热性较实施例1有明显不足;
[0190]
对比例4中,耐热剂胶未经高温处理,导致耐热剂自身带有的杂质以及硅氮烷处理后的胺类物质无法有效脱出,导致催化剂中毒,影响胶料硫化;
[0191]
对比例5中,si-h/vi摩尔比较小,无法体现足够的si-h还原性,耐热性与实施例3相比有所不足;
[0192]
对比例6中,si-h/vi摩尔比过大,即si-h过量较多。未反应的si-h容易在高温下缩合脱h,导致硬度明显上涨。
[0193]
综合上述实施例和对比例的对照的结果,也说明本技术和现有技术相比具有如下的有益效果:1.聚有机硅氧烷与耐热剂合适的比例,能增大聚有机硅氧烷与耐热剂之间剪切力,充分混合,进而提高耐热性能;2.添加环三硅氮烷等将耐热剂进行原位处理,可以改
善耐热剂与硅油的相容性,进而提高耐热性能;3.不进行原位捏合处理会影响胶料硫化,以及降低耐热性能;4.添加过量的含氢硅油(h/vi=4.0)可以提高耐热性能;
[0194]
通过上述表格的数据可知,本技术实施例的电池性能远优于对比例。
[0195]
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。
技术特征:
1.一种耐热基胶,其特征在于,包括:以质量份数计,第一有机聚硅氧烷20-50份;耐热基胶处理剂4-12份;耐热剂20-40份;助剂0-5份。2.根据权利要求1所述的耐热基胶,其特征在于,所述第一有机聚硅氧烷为粘度200~100000mpa
·
s的乙烯基甲基聚硅氧烷中的一种或多种;和/或所述耐热基胶处理剂为六甲基二硅氮烷、二乙烯基四甲基二硅氮烷、环三硅氮烷、硅烷偶联剂中的一种或多种;和/或所述耐热剂为氧化铁、氧化铈、氧化镁、氧化铝或氧化钛中的一种或多种;和/或所述助剂为水。3.一种耐热基胶的制备方法,其特征在于,包括:将以重量份计的20-40份第一有机聚硅氧烷、4-12份耐热基胶处理剂、0-5份助剂加入捏合机中捏合第一时间;将20-40份耐热剂分批加入所述捏合机中;常温捏合第二时间;升温抽真空捏合第三时间;冷却后加入0-30份第一有机聚硅氧烷,搅拌,得到所述耐热基胶。4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述第一时间为5分钟以上;和/或所述第二时间为0.5-2小时;和/或所述升温的温度为150-200℃,真空度为<-0.1mpa;和/或所述第三时间为0.5-4小时;和/或所述搅拌时间为10分钟以上。5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述第一有机聚硅氧烷为粘度200~100000mpa
·
s的乙烯基甲基聚硅氧中的一种或多种;和/或所述耐热基胶处理剂为六甲基二硅氮烷、二乙烯基四甲基二硅氮烷、环三硅氮烷、硅烷偶联剂中的一种或多种;和/或所述耐热剂为氧化铁、氧化铈、氧化镁、氧化铝或氧化钛中的一种或多种;和/或所述助剂为水。6.一种耐热液体硅橡胶,其特征在于,包括:a组分及b组分;其中,以质量份计,所述a组分包括5-40份第二有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份权利要求1-4任意一项的耐热基胶、0.1-1份催化剂;和/或所述b组分包括5-40份第三有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份权利要求1-4任意一项的耐热基胶、交联剂、0.01-1份抑制剂。7.根据权利要求5所述的耐热液体硅橡胶,其特征在于,所述a组分及b组分的质量比为1:1;和/或所述第二有机聚硅氧烷及第三有机聚硅氧烷为粘度200~100000mpa
·
s的乙烯基甲基聚硅氧烷中的一种或多种;和/或所述气相液体胶基胶为聚硅氧烷气相液体胶基胶;和/或所述交联剂为氢质量百分数为0.01~1wt%的含氢硅油,且si-h/vi的摩尔比为
2-5;和/或所述催化剂为铂金催化剂;和/或所述抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇或3,5-二甲基-1己炔基-3-醇中的一种或多种。8.一种耐热液体硅橡胶的制备方法,其特征在于,制备a组分;制备b组分;将所述a组分与b组分混合得到所述耐热液体硅橡胶;其中,所述制备a组分包括:以质量份计,将5-40份第二有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份权利要求1-4任意一项的耐热基胶、0.1-1份催化剂加入行星搅拌机中搅拌,得到所述a组分;和/或所述制备b组分包括:以质量份计,将5-40份第三有机聚硅氧烷、40-80份气相液体胶基胶、10-30份权利要求1-4任意一项的耐热基胶、交联剂、0.01-1份抑制剂加入行星搅拌机中搅拌,得到所述b组分。9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述a组分及b组分的搅拌时间为0.5h以上。10.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述a组分及b组分的质量比为1:1;和/或所述第二有机聚硅氧烷及第三有机聚硅氧烷为粘度200~100000mpa
·
s的乙烯基甲基聚硅氧烷中的一种或多种;和/或所述气相液体胶基胶为聚硅氧烷气相液体胶基胶;和/或所述交联剂为氢质量百分数为0.01~1wt%的含氢硅油,且si-h/vi的摩尔比为2-5;和/或所述催化剂为铂金催化剂;和/或所述抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇或3,5-二甲基-1己炔基-3-醇中的一种或多种。
技术总结
本发明硅橡胶领域,更具体地,涉及一种耐热基胶、耐热液体硅橡胶及其制备方法,该耐热基胶包括:以质量份数计,第一有机聚硅氧烷20-50份;耐热基胶处理剂4-12份;耐热剂20-40份;助剂0-5份。本发明特别添加了耐热基胶处理剂,处理耐热剂表面羟基提高了耐热剂与聚硅氧烷的相容性,一定程度上提高了液体硅橡胶材料的物理性能。物理性能。
技术研发人员:卢杭 邓向文 陈丽云 徐旋 高梦珍 金政御
受保护的技术使用者:浙江新安化工集团股份有限公司
技术研发日:2023.07.24
技术公布日:2023/10/15
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