[發明專利]一種超薄硅橡膠薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110541222.4
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113185844B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 王文雨;于慧東;竇士杰
• 申請（專利權）人: 王文雨;山東齊魯眾合科技有限公司
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08K9/06;C08K7/26;C08K3/22;C08J5/18
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

本發明涉及一種超薄硅橡膠薄膜及其制備方法，該超薄硅橡膠薄膜的薄膜厚度≤10μm，包括如下重量份的原料組分：硅橡膠生膠100份，補強劑10?300份，交聯劑1?20份，集中交聯劑1?100份。將超薄硅橡膠薄膜原料在溶劑中混合均勻，加入催化劑，室溫攪拌并脫泡制成膜液；隨后將配置好的硅橡膠膜液按照硅橡膠薄膜厚度需求進行配比，涂到離型紙上，常溫晾干；然后放入通風烘箱內在100～120℃下完全交聯，制得超薄硅橡膠薄膜。本發明制備工藝簡單，易于工業化生產。本發明的硅橡膠薄膜具有超薄的厚度，厚度為4?10微米，且可自由調節，硅橡膠薄膜在超薄狀態下仍具有較高的強度，拉伸強度≥9MPa，斷裂伸長率≥300％，撕裂強度≥35kN/m。

技術領域

本發明涉及一種超薄硅橡膠薄膜及其制備方法，屬于硅橡膠復合材料技術領域。

背景技術

硅橡膠是以線性聚有機硅氧烷為基體，加入交聯劑、補強劑以及其他填料等配合劑，經過一定的硫化工藝形成的彈性體。硅橡膠普遍具有耐高溫、耐低溫、耐氧化、低生理活性等特點，被廣泛應用各種高端工程領域。

高溫硫化硅橡膠的加工同普通橡膠的加工工藝原理，即用煉膠機將填料、結構化控制劑、交聯劑、硫化劑、添加助劑等混合到生膠中得到混煉膠，然后將混煉膠用擠出機制成軟管、膠條(繩)和電纜，或模壓成各種模制品。其過程涉及到混煉、返煉、模壓、擠出、壓延、涂膠、黏合、硫化等工序。單組分室溫硫化硅橡膠是將生膠、交聯劑和各種填料等充分混合后包裝在一起的，因此，只要從包裝容器中擠出(取出)即可使用。單組分室溫硫化硅橡膠也可配制成稀溶液，便于噴涂、浸漬或刷涂。雙組分室溫硫化硅橡膠由于分成兩種穩定的組分各自包裝，使用前，將兩組分按照一定比例(按產品使用說明)充分混合后，進行排泡，才可施工。為適應工藝的要求，膠料可混入一些增稠劑(如氣相法白炭黑、碳酸鈣、硅藻土、石英粉、云母粉等)增稠。也可加入相容性好的或同一結構類型的低摩爾質量的硅油而調稀。采用噴涂、浸漬或粉刷方法施工時，膠料可用有機溶劑(如甲苯、二甲苯)配成溶液后使用。

基于上述硅橡膠的加工工藝可以看出，在制備硅橡膠薄膜時，可以采用模壓、壓延、涂膠等成型方法。其中，模壓成型法獲得的制品質量的好壞，在很大程度上與模具設計制作的精度有關。由于模具在使用過程中不可避免地會發生碰損、污染、受熱變形等現象，因此，通過模壓成型法制備超薄硅橡膠的方法對操作規范要求較嚴格，產業化生產受到限制。與之類似，通過壓延工藝制備超薄硅橡膠的方法也受操作規范的限制，批量生產能力受限。涂膠法是目前廣為推行的一類制備超薄硅橡膠薄膜的方法。

國內外利用溶液涂膠的方法制備了多種硅橡膠薄膜。在液態導電硅橡膠中添加稀釋劑，將導電硅橡膠的粘度調至可噴涂狀態，在基板上進行噴涂，將噴涂成型的液態導電橡膠膜在真空環境中水平放置，可獲得200μm的導電硅橡膠薄膜。薄膜的拉伸強度可達2.67MPa，但是斷裂伸長率小于80％。Nilchian等通過溶液法制備了0.5mm厚度的CNT/PDMS復合材料，并做成三層復合電極結構進行單軸拉伸表面電阻測試，發現其具有良好的力敏特性，基于此制備的可伸縮電極結構CNT/PDMS復合材料有可能開發為可穿戴電子生物傳感器。廖波等人制備了厚度約為0.1mm結構的導電硅橡膠，發現薄膜結構的導電橡膠試樣具有優良的力敏和溫敏傳感特性，適用于大變形力敏傳感元件的研發及應用。倪娜等人使用了商業化硅橡膠薄膜配方制備了厚度為0.08mm的硅橡膠薄膜，并用其制作高靈敏度離子皮膚。從應用效果來看，該硅橡膠薄膜商品較厚較硬，在制作高靈敏離子皮膚存在缺點。

此外，CN108165017A公開了一種全透明液體硅橡膠及硅橡膠超薄膜制作方法，CN102961786A公開了一種用于人工皮膚的多孔硅橡膠薄膜。JP2004250487A公開了一種表面處理硅橡膠模制產品的方法。然而，該硅橡膠膜只能用于粘接場合，不能夠單獨以膜的形式進行使用。

總之，現有技術中硅橡膠薄膜厚度仍然較高，無法滿足超薄硅橡膠(≤10μm)的使用需求。同時，現有的硅橡膠薄膜的力學性能有待進一步提高，尤其是超薄硅橡膠薄膜。因此，如何設計配方組成和工藝條件，得到小于10μm的超薄硅橡膠薄膜，并且保持良好的力學性能，成為亟待解決的問題。為此，提出本發明。