[發明專利]一種雙交聯網絡自修復硅橡膠及其制備方法

在審

• 申請號: 202111516871.5
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114854207A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 郭衛紅;高鈺陽;莊郁珩;孟蕊;周敬;許宇晗;姜雪剛;王子豪;張雨薈;汪濟奎
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L75/04;C08L83/08;C08L83/05;C08K7/26
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本發明公開了一種雙交聯網絡自修復硅橡膠及其制備方法，按重量百分比稱取原料：甲基乙烯基硅橡膠生膠50?65%，熱塑性彈性體10?20%，氨基硅油5?10%，巰基硅油5?10%，補強劑15?20%，交聯劑1?2%，催化劑0.1?0.3%，消泡劑0.1?0.3%，對苯二甲醛0.5?1.0%，甲苯0.1?0.2%，先在160℃密煉機中加入生膠及熱塑性彈性體，待包輥后，向其中加入硅油、溶于甲苯的對苯二甲醛，隨后加入各種助劑、補強、交聯劑，混煉30分鐘，本發明提高了硅橡膠本身的反應性，在受到外力沖擊或意外破損的情況下能夠實現自主愈合，提高其原本力學性能，以此擴大應用領域及應用范圍。

技術領域

本發明涉及功能性材料技術領域，具體為一種雙交聯網絡自修復硅橡膠及其制備方法。

背景技術

硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構成，硅原子上通常連有兩個有機基團的橡膠。普通的硅橡膠主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧鏈節組成。硅橡膠耐熱、耐低溫性能良好，一般在-55℃下以及在180℃下仍可長期工作，瞬時可耐 300℃以上的高溫，此種雙交聯網絡自修復硅橡膠不僅能夠耐極高的溫度，在力學性能上因為雙交聯網絡的存在也能得以補充。在一方面提高硅橡膠力學性能的同時，另一方面賦予其自修復性能，可在力學性能不足時仍能提高其使用壽命, 下述為實現自修復性能的三種動態化學鍵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙交聯網絡自修復硅橡膠及其制備方法，以擴大硅橡膠的應用領域及應用范圍。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種雙交聯網絡自修復硅橡膠，其特征在于，其物料配比包括如下組分：

作為本發明的一種優選技術方案，所述自修復硅橡膠為具有多種動態化學鍵的具有自修復能力的硅橡膠。

作為本發明的一種優選技術方案，所述甲基乙烯基硅橡膠生膠乙烯基含量為0.1％-0.3％，分子量為50萬至70萬。

作為本發明的一種優選技術方案，所述熱塑性彈性體比重為1.09g/cm，邵D硬度51，成型收縮率0.4％-0.8％。

作為本發明的一種優選技術方案，所述氨基硅油的含氮量為0.32％- 0.42％，25℃下黏度為800-5000Mpa·s。

作為本發明的一種優選技術方案，所述巰基硅油由含有巰丙基的硅烷以及另外兩種硅氧烷制得。

作為本發明的一種優選技術方案，所述補強劑為氣相法白炭黑，其主要成分為二氧化硅，能大幅提高硅橡膠的力學性能。

作為本發明的一種優選技術方案，所述交聯劑為含氫硅油和2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷復配，其中含氫硅油的含氫量大于1.55％。

作為本發明的一種優選技術方案，所述催化劑為鉑絡合物催化劑，相較鉑金屬催化劑更加經濟實惠。

作為本發明的一種優選技術方案，所述消泡劑為聚醚改性有機硅消泡劑，具有表面張力低、消泡迅速、抑泡時間長、成本低等優良特點。

作為本發明的一種優選技術方案，所述對苯二甲醛應溶于適量甲苯中，并于硅橡膠混合反應生成亞胺鍵。

一種雙交聯網絡自修復硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：按重量百分比稱取原料：甲基乙烯基硅橡膠生膠50-65％，熱塑性彈性體10-20％，氨基硅油5-10％，巰基硅油5-10％，補強劑15-20％，交聯劑1-2％，催化劑0.1-0.3％，消泡劑0.1-0.3％，對苯二甲醛0.5-1.0％，甲苯0.1-0.2％，先在160℃密煉機中加入甲基乙烯基硅橡膠生膠及熱塑性彈性體TPU，待包輥后，向其中加入氨基硅油、巰基硅油、溶于甲苯的對苯二甲醛，隨后向其中加入催化劑、消泡劑，之后向其中加入部分補強劑，混合后向其中加入交聯劑，最后加入剩余補強劑，混煉30 分鐘后即可得到雙交聯網絡的硅橡膠。