[發明專利]一種室溫硫化硅橡膠復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310206642.2
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN104212171A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 岳映雷;張暉;張忠
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/06;C08L83/07;C08L83/08;C08L83/05;C08K3/36;C08K5/544;C08K5/5425;C08K5/5419;C08J3/24;C01B33/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;劉國平

技術領域

本發明涉及一種室溫硫化硅橡膠復合材料的制備方法、以及由該方法制備得到的室溫硫化硅橡膠復合材料。

背景技術

室溫硫化硅橡膠復合材料是指在室溫（通常指20-35℃）下就能夠硫化的硅橡膠復合材料，其為20世紀50年代發展起來的新品種，它的出現大大拓展了硅橡膠的應用范圍。室溫硫化硅橡膠復合材料擁有良好的綜合性能，例如，耐高低溫性、耐老化性、疏水性、電絕緣性、生理惰性和生物相容性等，其在條件苛刻的環境下有很廣泛的應用，例如，彈性密封膠、粘結劑、涂料、醫用材料等。

在傳統工藝上，氣相法二氧化硅等活性填料被廣泛地用來提高硅橡膠的力學性能。適量的活性填料可以增加填充混合物的觸變性，改善產品的使用性能和存儲穩定性。然而，大量的活性填料會急劇增加填充混合物的黏度，給膠料的加工和使用帶來諸多不便。CN101747630A和CN101747631A中公開了通過機械混合法加入大量的氫氧化鎂鋁（LDH）或氫氧化鋅鋁等無機功能填料，可以顯著提高室溫硫化硅橡膠復合材料的阻燃性、耐電痕化和耐蝕損性等性能，同時會適度增大填充混合物的黏度和改善硅橡膠的力學性能。然而，用機械混合法制備室溫硫化硅橡膠復合材料的過程中，為了平衡加工性能（黏度）、使用性能（阻燃性、耐電痕化和耐蝕損性等）和使用壽命（力學性能）之間的關系，通常需要作出一些妥協，減少功能填料或者增強填料的使用量，這將最終導致室溫硫化硅橡膠復合材料的力學性能不足或者達不到最理想的綜合性能。

發明內容

本發明的目的是為了克服采用現有的機械攪拌法得到的室溫硫化硅橡膠復合材料的力學性能不足的缺陷，而提供一種具有較高強度和模量的室溫硫化硅橡膠復合材料的制備方法、以及由該方法制備得到的室溫硫化硅橡膠復合材料。

本發明提供了一種室溫硫化硅橡膠復合材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）在交聯反應條件下，將含有硅橡膠基膠、交聯劑和第一催化劑的含硅橡膠混合物進行交聯反應，得到交聯產物；所述硅橡膠基膠的分子鏈中至少一端為羥基、烷氧基或乙烯基；

（2）將所述交聯產物與二氧化硅前驅體和第二催化劑接觸，使得至少部分二氧化硅前驅體和第二催化劑進入所述交聯產物中，并在水解縮合反應條件下進行反應。

本發明還提供由上述方法制備得到的室溫硫化硅橡膠復合材料。

在本發明提供的所述室溫硫化硅橡膠復合材料的制備過程中，步驟（1）采用機械混合法得到交聯的硅橡膠材料，步驟（2）通過將交聯的硅橡膠材料與二氧化硅前驅體和第二催化劑接觸，使得交聯的硅橡膠材料溶脹，至少部分二氧化硅前驅體和第二催化劑擴散進入交聯的硅橡膠材料中，然后通過水解縮合反應使得二氧化硅前驅體生成凝膠粒子二氧化硅，即，采用原位沉淀法對交聯的硅橡膠材料進行二次增強，得到高強度高模量且更加適合加工生產和滿足使用要求的室溫硫化硅橡膠復合材料。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

本發明提供的室溫硫化硅橡膠復合材料的制備方法包括以下步驟：

（1）在交聯反應條件下，將含有硅橡膠基膠、交聯劑和第一催化劑的含硅橡膠混合物進行交聯反應，得到交聯產物；所述硅橡膠基膠的分子鏈中至少一端為羥基、烷氧基或乙烯基；

（2）將所述交聯產物與二氧化硅前驅體和第二催化劑接觸，使得至少部分二氧化硅前驅體和第二催化劑進入所述交聯產物中，并在水解縮合反應條件下進行反應。

本發明對所述硅橡膠基膠、交聯劑和第一催化劑的用量沒有特別地限定，只要能夠使得所述硅橡膠基膠進行交聯反應即可，例如，以100重量份的所述硅橡膠基膠為基準，所述交聯劑的用量可以為1-10重量份，所述第一催化劑的用量可以為1-10重量份；優選地，以100重量份的所述硅橡膠基膠為基準，所述交聯劑的用量為2-4重量份，所述第一催化劑的用量為1-3重量份。