CN102827475A - 低导热系数发泡硅橡胶材料的制备方法 - Google Patents

低导热系数发泡硅橡胶材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制备质软和低导热系数的发泡硅橡胶材料的方法。本发明采用粒径为2.6μm～120μm的空心玻璃微珠作为改性发泡硅橡胶材料的增强剂，在改善发泡硅橡胶材料的力学性能的同时，不失其质软和隔热等的特性。

Description

低导热系数发泡硅橡胶材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性发泡硅橡胶材料的制备方法，具体地说，涉及一种低导热系数的发泡硅橡胶材料的制备方法。
背景技术
发泡硅橡胶材料不仅具有硅橡胶的优异特性，而且还具有低密度、质软、吸收机械振动、抗冲击、隔音、隔热和密封等性能。
然而，发泡硅橡胶材料的力学性能较差，必须增强(通常是在发泡硅橡胶材料的制备过程中加入增强剂来改善其的力学性能)才能用来作为隔热、隔音、能力吸收等领域的结构材料。
现有改善发泡硅橡胶材料的力学性能的方法，其主要步骤是在发泡硅橡胶材料的制备过程中加入白炭黑(增强剂)，从而改善所得的发泡硅橡胶材料的力学性能(《泡沫硅橡胶用白炭黑改性》2000胡义，姚国萍；《开孔型泡沫硅橡胶材料的制备及力学性能研究》2006刘道龙，刘鹏波，徐闻)。现有技术虽然能改善所得发泡硅橡胶材料的力学性能，但它会导致所得发泡硅橡胶材料的导热系数升高及***，失去质软和隔热等的特性。
鉴于此，如何在改善发泡硅橡胶材料的力学性能的同时，不失质软和隔热等的特性成为本发明需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种制备质软和隔热(低导热系数)的发泡硅橡胶材料的方法。
本发明所述的方法，包括如下步骤：
(1)包括硅橡胶生胶、交联剂、发泡剂和增强剂的混炼步骤；和
(2)由步骤(1)混炼所得的胶料硫化和发泡的步骤；
其中，所述的增强剂是粒径(直径)为2.6微米(μm)～120微米(μm)的空心玻璃微珠。
本发明采用粒径(直径)为2.6μm～120μm的空心玻璃微珠作为改性发泡硅橡胶材料的增强剂，在改善发泡硅橡胶材料的力学性能的同时，不失其质软和隔热等的特性，克服了现有技术中存在的缺陷(虽然能改善所得发泡硅橡胶材料的力学性能，但它会导致所得发泡硅橡胶材料的导热系数升高及***，失去质软和隔热等的特性)。
具体实施方式
在本发明一个优选的技术方案中，100重量份数的硅橡胶生胶，增强剂的用量为1重量份数～80重量份数(更优选的增强剂的用量为10重量份数～40重量份数)；
其中所述的硅橡胶生胶为：甲基硅橡胶生胶(含有甲基的有机硅氧烷)，甲基乙烯基硅橡胶生胶(含有甲基和乙烯基的有机硅氧烷)，或甲基、苯基乙烯基硅橡胶生胶(含有甲基、苯基和乙烯基的有机硅氧烷)；
优选的甲基硅橡胶生胶是二甲基硅橡胶生胶(每分子含有二个甲基的有机硅氧烷)；
在本发明中，优选的硅橡胶生胶为：甲基乙烯基硅橡胶生胶(含有甲基和乙烯基的有机硅氧烷)。
在本发明另一个优选的技术方案中，本发明所述的制备软和隔热(低导热系数)的发泡硅橡胶材料的方法，包括如下步骤：
(1)将主要由100重量份数的硅橡胶生胶，10重量份数～40重量份数的增强剂，0.1重量份数～5重量份数的交联剂，和1重量份数～20重量份数的发泡剂组成的胶料置于混炼设备(如开炼机或密炼机等)中，于15℃～35℃混炼10分钟～60分钟，将所得混炼物料于10℃～25℃静置12小时～48小时，得混炼物；
(2)将由步骤(1)所得的混炼物于140℃～170℃硫化及发泡，得到目标物(质软和低导热系数的发泡硅橡胶材料)；
其中，所述交联剂是2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯或2-4-二氯过氧化苯甲酰；
所述发泡剂是二亚硝基五亚甲基四胺、偶氮二甲酰胺或二苯磺酰肼醚。
在本发明又一个优选的技术方案中，步骤(1)中所述的胶料还包括：1重量份数～10重量份数的助发泡剂；
所述助发泡剂是尿素、尿素衍生物、硬脂酸铅、硬脂酸锌或氧化锌。
下面结合实施例对本发明做进一步阐述，其目的仅在于更好理解本发明的内容。应理解，所举之例并不限制本发明的保护范围。
在下列实施例中，所制得的改性发泡硅橡胶材料的力学性能采用CMT2045型号的微机控制电子万能试验机(深圳市新三思材料检测有限公司)测得；
所制得的改性发泡硅橡胶材料的导热系数使用热常数分析仪(瑞典HOTDISK公司)测得；
所制得的改性发泡硅橡胶材料的硬度使用硬度计(ASKER C)测得。
实施例1
将100克甲基乙烯基硅橡胶生胶(天原树脂厂，牌号为110-2)，20g粒径为105微米的空心玻璃微珠(3M公司，牌号为K15)，在双辊开炼机中室温条件下混炼15分钟，再加入5g二亚硝基五亚甲基四胺(发泡剂)、5g尿素(助发泡剂)，进一步混炼10分钟，最后加入1.2g过氧化苯甲酸叔丁酯(硫化剂)，混炼4分钟。将混炼好的胶料停放24小时，测定胶料的硫化曲线，得到正硫化时间。将胶料置于170℃的平板硫化仪上硫化10分钟，得到1mm厚的泡沫硅橡胶材料，其性能见表1。
实施例2
将100克甲基乙烯基硅橡胶生胶(天原树脂厂，牌号为110-2)，18g粒径为110微米的空心玻璃微珠(3M公司，牌号为K1)，在HAAKE密炼机中室温条件下混炼6分钟，再加入4g偶氮二甲酰胺(发泡剂)、2g氧化锌(助发泡剂)，进一步混炼3分钟，最后加入1g2，5-过氧化苯甲酰(硫化剂)，混炼2分钟。将混炼好的胶料停放36小时，测定胶料的硫化曲线，得到正硫化时间。将胶料置于165℃的平板硫化仪上硫化7分钟，得到5mm厚的泡沫硅橡胶材料，其性能见表1。
实施例3
将100克甲基乙烯基硅橡胶生胶(天原树脂厂，牌号为110-2)，30g粒径为10微米的空心玻璃微珠(邯郸市惟超新型保温材料有限公司)，在双辊开炼机中室温条件下混炼20分钟，再加入8g二苯磺酰肼醚(发泡剂，由金津贸易有限公司提供)，进一步混炼8分钟，最后加入1.4g过氧化苯甲酸叔丁酯(硫化剂)，混炼5分钟。将混炼好的胶料停放48小时，测定胶料的硫化曲线，得到正硫化时间。将胶料置于150℃的平板硫化仪上硫化12分钟，得到2mm厚的泡沫硅橡胶材料，其性能见表1。
实施例4
将100克甲基乙烯基硅橡胶生胶(天原树脂厂，牌号为110-2)，32g粒径为75微米空心玻璃微珠(3M公司，牌号为VS5500)，在HAAKE密炼机中室温条件下混炼10分钟，再加入6g二亚硝基五亚甲基四胺(发泡剂)、5g氧化锌(助发泡剂)，进一步混炼4分钟，最后加入1.3g2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷(硫化剂)，混炼3分钟。将混炼好的胶料停放36小时，测定胶料的硫化曲线，得到正硫化时间。将胶料置于165℃的平板硫化仪上硫化13min，得到4mm厚的泡沫硅橡胶材料，其性能见表1。
比较例
将100克甲基乙烯基硅橡胶生胶(天原树脂厂，牌号为110-2)，22g气相法白炭黑(德固赛公司，牌号为AEROSIL300)，在HAAKE密炼机中室温条件下混炼18分钟，再加入6g二苯磺酰肼醚(发泡剂，由金津贸易有限公司提供)，进一步混炼4分钟，最后加入1.1g过氧化二异丙苯(硫化剂)，混炼4分钟。将混炼好的胶料停放24小时，测定胶料的硫化曲线，得到正硫化时间。将胶料置于160℃的平板硫化仪上硫化8min，得到作为对比的2mm厚的泡沫硅橡胶，其性能见表1。
表1
Figure BSA00000772432500041

Claims (9)

1.一种制备质软和低导热系数的发泡硅橡胶材料的方法，包括如下步骤：
(1)包括硅橡胶生胶、交联剂、发泡剂和增强剂的混炼步骤；和
(2)由步骤(1)混炼所得的胶料硫化和发泡的步骤；
其中，所述的增强剂是粒径为2.6微米～120微米的空心玻璃微珠。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中100重量份数的硅橡胶生胶，增强剂的用量为1重量份数～80重量份数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中增强剂的用量为10重量份数～40重量份数。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，其中所述的硅橡胶生胶为：含有甲基的有机硅氧烷，含有甲基和乙烯基的有机硅氧烷，或含有甲基、苯基和乙烯基的有机硅氧烷。
5.如权利要4所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将主要由100重量份数的硅橡胶生胶，10重量份数～40重量份数的增强剂，0.1重量份数～5重量份数的交联剂，和1重量份数～20重量份数的发泡剂组成的胶料置于混炼设备中，于15℃～35℃混炼10分钟～60分钟，将所得混炼物料于10℃～25℃静置12小时～48小时，得混炼物；
(2)将由步骤(1)所得的混炼物于140℃～170℃硫化及发泡，得到目标物。
6.如权利要5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的胶料还包括：1重量份数～10重量份数的助发泡剂。
7.如权利要5所述的方法，其特征在于，其中所述交联剂是2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯或2，4-二氯过氧化苯甲酰。
8.如权利要5所述的方法，其特征在于，其中所述发泡剂是二亚硝基五亚甲基四胺、偶氮二甲酰胺或二苯磺酰肼醚。
9.如权利要6所述的方法，其特征在于，其中所述助发泡剂是尿素、尿素衍生物、硬脂酸铅、硬脂酸锌或氧化锌。 
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