[發明專利]蒙脫土改性的硅橡膠納米復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110052722.8
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102181158A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 王錦成;郭燕;郝文莉;徐楠;鄭曉昱;楊科
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/05;C08K9/04;C08K3/34
• 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納米復合材料及其制備方法。

背景技術

硅橡膠是由Si-O鍵連接而成的鏈狀結構，其主要組成是高摩爾質量的線型聚硅氧烷。由于Si-O-Si鍵是其構成的基本鍵型，硅原子主要連接甲基，側鏈上引入極少量的不飽和基團，分子間作用力小，分子呈螺旋狀結構，甲基朝外排列并可自由旋轉，使得硅橡膠比其它普通橡膠具有更好的耐熱性、電絕緣性和化學穩定性。由于硅橡膠具有生理惰性、無毒，與其它材料無粘著能力，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等方面，如人造心臟瓣膜、人造喉、人造血管、奶嘴和藥瓶塞等。硅橡膠還可以用來制作很多模型制品，如各種○型圈、墊片、皮碗、油封、活門、減震器及膜片等。

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”。

蒙脫土又稱微晶高嶺土，是膨潤土的主要成份。在電子顯微鏡下觀察，晶體屬單斜晶系，一般呈不規則片狀。顏色為白色帶淺灰，有時帶淺藍或淺紅色，光澤暗淡，具有很強的吸附能力和離子交換能力，同時還具有高度的膠體性、可塑性和粘結力。

目前，蒙脫土中常用的有機插層劑為季銨鹽類表面活性劑，但經其改性后蒙脫土的層間距和熱穩定性能增大程度有限，因此，對聚合物的力學和熱穩定性能提高效果不顯著。

發明內容

本發明的目的是提供一種蒙脫土改性的硅橡膠納米復合材料及其制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。

本發明提供一種采用新型補強材料制備力學和耐熱性能優良的硅橡膠/有機蒙脫土納米復合材料的方法。

本發明的蒙脫土改性的硅橡膠納米復合材料由如下重量份的組份組成：

甲組份????????90～92

乙組份????????8～10

催化劑????????0.1～0.3

有機蒙脫土????1～3

甲組份為含乙烯基(或丙烯基)端基硅橡膠生膠，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PA-1的產品；

乙組份為含氫聚硅氧烷，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PA-2的產品；

催化劑為氯鉑酸或其它可溶性的鉑化合物；

有機蒙脫土為超支化季銨鹽改性有機蒙脫土，有機蒙脫土可采用專利申請號為CN200910200161.4(專利名為：超支化季銨鹽改性有機蒙脫土及其制備方法)提供的技術進行制備。

本發明的蒙脫土改性的硅橡膠納米復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將有機蒙脫土加入甲組份，攪拌10～30分鐘，使蒙脫土與硅橡膠甲組份混合分散；

(2)再加入乙組份和催化劑，攪拌，使其與甲組份混合分散；

(3)將獲得的物料，在真空度為80～100pa、室溫下真空抽氣，排出其中的氣泡；

(4)將步驟(3)的產物倒入模具中，在真空度為110～130pa、室溫下真空抽氣，排出其中的氣泡；

(5)將模具在80～120℃固化反應30～50分鐘，取出，即可得到本發明的蒙脫土改性的硅橡膠納米復合材料。

由于蒙脫土經超支化季銨鹽改性，并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。因此將其應用于硅橡膠中后，產品的拉伸強度、斷裂伸長率、耐熱性能等都得到提高，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，因此其應用前景十分廣闊。

本發明用經特殊季銨鹽改性的有機蒙脫土作為硅橡膠的補強材料。所制備的硅橡膠納米復合材料具有：(1)更為優異的力學及耐熱性能，(2)更為優良的加工性能，(3)更為經濟實用的制備工藝，這些特點對硅橡膠/有機蒙脫土納米復合材料的實用化具有重要意義。

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。

實施例中，甲組份為含乙烯基端基硅橡膠生膠，采用藍星有機硅(上海)有限公司生產的牌號為PA-1的產品；

乙組份為含氫聚硅氧烷，采用藍星有機硅(上海)有限公司生產的牌號為PA-2的產品；

對比例1