[發明專利]晶須硫酸鈣改性的硅橡膠復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010136248.2
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN101787213A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 王錦成;楊科;薛燁;倉世嬌
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: C08L83/06
• 分類號: C08L83/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K7/08
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本發明涉及一種改性硅橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

硅橡膠具有優異的耐熱性、耐寒性和電絕緣性能，廣泛應用于電絕緣制品和密封制品等。硅橡膠可以制作很多模型制品，如各種O型圈、墊片、皮碗、油封、活門、減震器及膜片等。由于硅橡膠具有生理惰性、無毒，與其他材料無粘著能力，并能經受多次蒸煮消毒的特點，廣泛用于醫療衛生和食品工業方面，如人造心臟瓣膜、人造喉、人造血管、奶嘴和藥瓶塞等。作為各種電子管或電氣元件的涂層、密封，具有防潮、避塵、防震以及改進電性能的效果。

現在比較成功地制備高強度硅橡膠的方法有：①采用處理過的白炭黑，例如用六甲基二硅氮烷處理的4^#氣相法白炭黑，即高抗撕白炭黑(或稱高補強白炭黑)，撕裂強度可達40～50kN/m。②在乙烯基硅橡膠中加入高乙烯基含量的低相對分子質量聚硅氧烷(俗稱C膠)，以4^#白炭黑為補強劑、硅氮烷為結構控制劑，可以將撕裂強度提高到50～60kN/m。

硅橡膠主要使用氣相法白炭黑來增強，但這種白炭黑價格較貴，國產價格為6-10萬元/噸，進口價格為10-30萬元/噸；而且因為它的粒徑非常小(20-100nm)，易聚集成團，不易均勻分散在生膠中，操作時也容易被吸入人體，對操作者身體健康影響很大，易造成“硅肺”。

發明內容

本發明的目的是提供一種晶須硫酸鈣改性的硅橡膠復合材料及其制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。

本發明的晶須硫酸鈣改性的硅橡膠復合材料的組分和重量份為：

甲組分????????98～100份

乙組分????????2～5份

催化劑????????0.1～0.2份

晶須硫酸鈣????5～15份

硅烷偶聯劑????0.05～0.45份

甲組份為二羥基聚二甲基硅氧烷，可采用商業化的產品，如藍星有機硅(上海)有限公司生產的牌號為PC-2的產品；

乙組份為正硅酸乙酯，可采用商業化的產品，如藍星有機硅(上海)有限公司生產的牌號為PC-2的產品；

催化劑為二月桂酸二丁基錫；

所述晶須硫酸鈣為無水硫酸鈣的纖維狀單晶體，白色疏松針狀物，具有完善的結構、完整的外形、特定的橫截面、穩定的尺寸，其平均長徑比一般為20～50μm。具有顆粒狀填料的細度、短纖維填料的長徑比、耐高溫、耐酸堿性、抗化學腐蝕、韌性好、電絕緣性好、強度高、易進行表面處理，能夠均勻分散，pH值接近中性。可采用商業化產品，如云峰集團提供的牌號為JX-B的產品；

所述硅烷偶聯劑優選氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，例如上海沸點化工有限公司生產的牌號為KH550，KH560，或KH570的產品；

本發明的硅橡膠/改性晶須硫酸鈣復合材料的制備方法包括如下步驟：

(1)將晶須硫酸鈣和硅烷偶聯劑與分散劑混合，20～30℃攪拌30～50分鐘，加熱至60～80℃，攪拌30～50分鐘，取出，干燥，獲得改性晶須硫酸鈣；

所述分散劑為重量濃度40～60％的乙醇水溶液；

所述硅烷偶聯劑用量為晶須硫酸鈣重量用量的1～3％；

分散劑與晶須硫酸鈣的重量比為：分散劑∶晶須硫酸鈣＝1∶1～2；

(2)將改性后的晶須硫酸鈣加入到甲組分中，30～40℃攪拌10～30分鐘，再加入乙組分和催化劑，60～80℃攪拌20～40分鐘，室溫真空脫氣，即獲得所述的晶須硫酸鈣改性的硅橡膠復合材料。

本發明采用價格便宜的有機改性晶須硫酸鈣作為硅橡膠的補強材料，由于晶須硫酸鈣經改性后均勻分散在硅橡膠基體中，大大增加其化學反應的接觸面及活性，使用改性晶須硫酸鈣后，產品的拉伸強度、斷裂伸長率、熱穩定性能等都得到提高，可賦予材料許多采用其它補強填充劑難以達到的優良性能，加工性能優良，制備工藝經濟實用，物理力學性能優異，這些特點對硅橡膠/改性晶須硫酸鈣復合材料的實用化具有重要意義，其應用前景十分廣闊。

具體實施方式

按GB/T?1701-2001及《聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料理論與實踐》(漆宗能，尚文宇編著，化學工業出版社，2002)規定的熱失重法，測試硅橡膠及其復合材料的力學性能及熱失重中心溫度。

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