[發明專利]一種具有高拉伸強度的硅橡膠泡沫材料的制備方法

在審

• 申請號: 201410273779.4
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104017369A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 翟文濤;鄭文革;陳忠
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/07;C08L83/08;C08K3/04;C08K5/14;C08J9/08;C08J9/10
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 單英

技術領域

本發明涉及硅橡膠泡沫材料的制備方法技術領域，特別是涉及一種具有高拉伸強度的硅橡膠泡沫材料的制備方法。?

背景技術

硅橡膠是由硅氧鍵交替組成主鏈，其側鏈上含有有機基團的半有機半無機高分子，得益于其結構的特殊性，以硅橡膠為基體制備的硅橡膠泡沫具有許多其他橡膠泡沫所不能同時具備的優異性能，如優良的耐高低溫性能，優異的絕緣性、化學穩定性和生理惰性等，廣泛用于化工、電子、軍工、航空和航天等。?

在生產加工和使用過程中，硅橡膠泡沫的力學性能，例如拉伸強度、斷裂伸長率等是其主要的性能之一。例如，搬運、卷曲、裁剪等過程中，如果沒有較高的力學強度，經常會發生斷裂或者破損情況；使用過程中，也會因為硅橡膠泡沫力學強度過低而不得不采用額外的設備或者工藝來防止硅橡膠泡沫的斷裂或者破損。?

但是，在未添加補強劑的情況下，硅橡膠泡沫的拉伸強度、斷裂伸長率等力學性能較差，產品應用范圍極小，故在硅橡膠泡沫的制備過程中往往需要加入各種填料，以提高硅橡膠泡沫力學性能，拓寬產品應用范圍。?

目前，制備硅橡膠泡沫時使用的補強劑包括二氧化硅、碳酸鈣、炭黑、氧化鋅、氧化鋁等，其中二氧化硅是硅橡膠泡沫最常用的補強劑。但是，這些補強劑普遍存在加入量多、加工難度大、補強效率低等問題。?

二氧化硅作為硅橡膠泡沫的補強劑時，包括氣相法或沉淀法二氧化硅，親水的或者疏水的。例如，中國專利CN1884378A公開了一種將硅橡膠、沉淀法白炭黑或者氣相法白炭黑作為補強劑、結構控制劑、成孔劑和助交聯劑混合后用電子束或γ射線輻射交聯，然后水洗成孔劑從而得到開孔型硅橡膠泡沫材料；中國專利CN101781464A公開了一種將硅橡膠、白炭黑、結構控制劑、發泡劑、發泡助劑和助交聯劑混合成型后用電子束或γ射線輻射交聯，然后加熱發泡并進一步進行二次交聯得到硅橡膠泡沫的方法。?

不過，沉淀法二氧化硅(白炭黑)顆粒較大，通常是微米量級，往往需要很高的填充量才能稍微改善硅橡膠泡沫的力學性能。氣相法二氧化硅對硅橡膠泡沫的力學增強效果好于沉淀法二氧化硅，但是氣相法二氧化硅容易團聚從而使其在硅橡膠中的分散性較差，故常常需要加入小分子硅油等結構控制劑提高其分散性，導致降低了硅橡膠泡沫的阻燃性。同時，整體而言，目前不論是加入沉淀法二氧化硅還是氣相法二氧化硅，都存在這樣的問題：加入量多則對硅橡膠泡沫的密度有影響，加入量少則達不到足夠的力學強度。例如，前述中國專利CN1884378A中，100克硅橡膠中加入25克氣相法白炭黑，不但補強劑加入量多，增加了加工難度，而且所制得的硅橡膠泡沫的拉伸強度僅為0.71MPa。?

將二氧化硅與其他種類的補強劑進行復配，對硅橡膠泡沫的強度也基本沒有改善。?

例如中國專利CN102093718A中，在100Kg硅橡膠中加入50Kg納米二氧化硅和30Kg蒙脫土作為補強劑，所制備的硅橡膠泡沫的拉伸強度也僅為0.41MPa。?

發明內容

針對上述技術現狀，本發明旨在提供一種硅橡膠泡沫材料的制備方法，利用該方法能夠制得具有高拉伸強度的硅橡膠泡沫材料。?

為了實現上述技術目的，本發明人在科研實踐探索中發現，在制備硅橡膠泡沫材料時，以石墨烯作為補強劑，制得的硅橡膠泡沫除了具有一般硅橡膠泡沫所具有的優點，例如質輕、隔熱、耐沖擊性能好，耐高低溫性能好和化學穩定性優良等優點外，還具有優異的力學拉伸強度，其力學拉伸強度能夠達到1.0MPa以上，對各組分含量進行調整，其力學拉伸強度能夠達到1.2MPa以上，進一步優選能夠達到1.3～2.8MPa。?

具體而言，本發明所采用的技術方案為：一種具有高拉伸強度的硅橡膠泡沫材料的制備方法，以硅橡膠、發泡劑、發泡助劑、交聯劑、補強劑為原料，通過以下步驟制備：?

將原料混合均勻，加工成片狀材料，然后裁剪成一定尺寸放入密閉模具中進行熱處理發泡，得到發泡片材；?

其特征是：所述的補強劑為石墨烯。?

作為優選，所述的原料的各組分及其重量份數如下：?

硅橡膠100份、發泡劑1～5份、發泡助劑1～5份、交聯劑1～10份、補強劑1～20份。?

作為優選，所述的原料中，補強劑的重量份數為2～15份，進一步優選為3～10份，更優選為4～8份。?

所述的硅橡膠包括氟硅橡膠、腈硅橡膠、二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基苯基硅橡膠、乙基硅橡膠和苯撐硅橡膠中的一種或多種。?