一种低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶及其制备方法，该橡胶由A、B两种组分按照质量比1:1混合而成，A组分包括：85‑90份氟硅基础胶，15‑25份气相法二氧化硅，0.5‑1.5份铂金催化剂，0.5‑1.5份耐热添加剂；B组分包括：70‑75份氟硅基础胶，15‑20份气相法二氧化硅，15‑20份氟硅交联剂，0.1‑0.5份抑制剂，0.5‑1.5份耐热添加剂。本发明专利技术还提供上述氟硅橡胶的制备方法。本发明专利技术采用的氟硅基础胶既保证了乙烯基的交联活性又不会损害氟硅橡胶的耐油性，采用的氟硅交联剂与基础胶具有良好的相容性，并大大提高了硅氢的反应活性，制备的氟硅橡胶流动性好、收缩率低、拉伸强度十分优异，制备方法简单易行，成本低廉，可规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶及其制备方法
本专利技术涉及橡胶材料
，具体涉及一种低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶及其制备方法。
技术介绍
加成型液体氟硅橡胶是通过氟硅基础胶中的硅乙烯基和氟硅交联剂中的硅氢进行加成反应的液态高分子材料，是氟硅橡胶中档次较高的一类品种。其加工性能优异，加工周期较短，操作时间可控，允许大量连续操作施工，废品率低，生产效率高，具有使用方便、适用面广、种类繁多、产品收缩率小、能深层硫化、可现场就地成型等优点，并且还具备优异的耐油性能，应用前景非常广阔。目前，有关加成型液体氟硅橡胶基础胶的结构，多采用三氟丙基甲基硅氧链节、二甲基硅氧链节和甲基乙烯基硅氧链节共聚的形式，这在一定程度上损害了氟硅橡胶的耐油性；而采用四甲基二乙烯基二硅氧烷作为封端剂合成的均聚氟硅基础胶，由于三氟丙基的空间位阻效应，对分子链末端的乙烯基造成屏蔽效果，影响乙烯基的反应活性，致使硫化不完全，得到的氟硅橡胶制品软、黏、强度差，特别是橡胶的拉伸强度遭受到严重的影响。交联剂含氢氟硅油虽然在加成型液体氟硅橡胶配方中的添加比例不大，但是其分子结构对液体氟硅橡胶的硫化反应具有显著的作用。若交联剂中的氟含量过少，则由于交联剂与基础胶的分子结构差异过大，造成二者不相容，导致液体氟硅橡胶在混合的过程中出现分层现象，影响硫化效果；若交联剂中的氟含量过多，三氟丙基较大的空间效应同样会影响分子链中硅氢的反应活性，造成固化交联的程度不高，导致氟硅橡胶固化后的力学性能和耐油性能等满足不了应用要求。中国专利文件CN109852073A公开了一种加成型氟硅橡胶组合物及其制备方法、氟硅橡胶和涂料，其采用的乙烯基氟硅液体胶本质是一种共聚类型的聚硅氧烷，分子结构中含有较多的二甲基硅氧结构单元。该结构的耐油性能较差，产品不能应用于严苛的油性环境中，对制品的使用场所有过多限制。另外，该氟硅橡胶组合物是以一种单组分的形式进行实施，产品在储存过程中不可避免的会出现一定程度的交联固化，直至无法使用，影响质量。中国专利文件CN108976816A公开了一种加成型液体氟硅橡胶组合物及其制备方法，采用乙烯基氟硅油和巯丙基氟硅油在光引发剂下用紫外灯照射，进行加成反应交联得到。对于氟硅橡胶，采用紫外固化的方法，其交联效果往往不是很理想，尤其对于高性能的液体氟硅橡胶，加成反应的效率较差。并且，该实施方法由于长时间使用紫外照射，对环境和身体健康伤害较大。中国专利文件CN105199106A中采用D3F、ViD4、MM作为反应原料，四甲基氢氧化铵碱胶为催化剂，公开了一种加成型液体氟硅橡胶的制备方法。该加成型液体氟硅橡胶的硅乙烯基链节分布于分子链段之中，不同于端乙烯基的交联效果，链段中的乙烯基在基胶固化以后产品的力学性能会受到一定的影响。另外，由于反应原料的开环活性不同，聚合过程中四甲基氢氧化铵碱胶催化剂会对反应起到一种平衡作用，导致基胶的收率降低。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶及其制备方法。该橡胶采用的氟硅基础胶中端乙烯基硅氧链节与主链三氟丙基甲基硅氧链节之间存在一个二甲基硅氧链节，此结构既保证了乙烯基的交联活性又不会损害氟硅橡胶的耐油性；采用的氟硅交联剂与基础胶具有良好的相容性，并大大提高了硅氢的反应活性，可使硅乙烯基与硅氢在较低的摩尔比例下即可加成反应完全，保证了良好的硫化效果。本专利技术制备的氟硅橡胶黏度低、流动性好、收缩率小、拉伸强度十分优异，制备方法简单易行，成本低廉，可规模化生产，非常适合工业注射成型。本专利技术为实现上述目的，采用的技术方案如下：一种低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶，由A组分和B组分两种组分按照质量比1:1混合而成，各组分的重量份构成为：A组分：85-90份氟硅基础胶，15-25份气相法二氧化硅，0.5-1.5份铂金催化剂，0.5-1.5份耐热添加剂；B组分：70-75份氟硅基础胶，15-20份气相法二氧化硅，15-20份氟硅交联剂，0.1-0.5份抑制剂，0.5-1.5份耐热添加剂；所述的氟硅基础胶具有式(I)所示结构：Vi(Me)2SiO-Si(Me)2O-[Si(Rf)(Me)O]m-Si(Me)2O-Si(Me)2Vi(I)式(I)中，Me代表CH3-、Vi代表CH2＝CH-、Rf代表CF3CH2CH2-，m＝100-300的整数；所述的氟硅交联剂具有式(II)所示结构：H(Me)2SiO-[Si(Rf)(Me)O]a-[Si(Me)2O]b-[Si(H)(Me)O]c-Si(Me)2H(II)式(II)中，Me代表CH3-、Rf代表CF3CH2CH2-；以a、b、c总摩尔含量计，a的含量为40-50mol％、b的含量为42-57mol％、c的含量为3-8mol％。根据本专利技术，优选的，A组分中，所述的铂金催化剂中铂的含量为2000-5000ppm，其制备方法为：将10质量份浓度为200000ppm的Karstedt催化剂加入到400-1000质量份端乙烯基氟硅油中，混合均匀后，升温至50-60℃搅拌2-3h，而后维持压力-0.09MPa继续搅拌1-2h，降温即得。根据本专利技术，优选的，B组分中所述的氟硅交联剂在25℃下的动力黏度为50-150mPa.s，其中所含氢的质量分数为0.091-0.099％。根据本专利技术，优选的，所述的氟硅基础胶中乙烯基的摩尔数与氟硅交联剂中氢的摩尔数满足Si-Vi:Si-H＝1:(1.3-1.5)。根据本专利技术，优选的，所述的抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-戊炔基-3-醇、马来酸二烯丙酯、四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的任意一种或其组合。根据本专利技术，优选的，所述的耐热添加剂为氢氧化铈或氧化铈。根据本专利技术，优选的，所述的气相法二氧化硅经过表面处理，处理剂为六甲基二硅氮烷，其比表面积为200-300m2/g、碳含量为3.0-4.0％。本专利技术还提供上述低硬度加成型液体氟硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将氟硅基础胶、气相法二氧化硅加入到真空捏合机中，室温下捏合混炼1-3h，然后在180℃和-0.098MPa的条件下继续捏合2-4h；(2)混炼完全以后，将捏合处理的胶料采用三辊研磨机薄通3-5遍，直至物料均匀细腻、无团聚颗粒；(3)取部分胶料，按照配方比例将铂金催化剂、耐热添加剂加入其中并研磨均匀，过滤，得到低硬度加成型液体氟硅橡胶A组分；(4)取另一部分胶料，按照配方比例将氟硅交联剂、抑制剂、耐热添加剂加入其中并研磨均匀，过滤，得到低硬度加成型液体氟硅橡胶B组分；(5)将所述的A组分、B组分按照质量比1:1混合均匀，减压脱泡，即得所述的低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶。根据本专利技术，优选的，步骤(1)中气相法二氧化硅分批次加入至捏合机中，每次加完料后捏合0.5-1h；优选的，氟硅基础胶、气相法二氧化硅的质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶，其特征在于，该液体氟硅橡胶由A组分和B组分两种组分按照质量比1:1混合而成，各组分的重量份构成为：/nA组分：85-90份氟硅基础胶，15-25份气相法二氧化硅，0.5-1.5份铂金催化剂，0.5-1.5份耐热添加剂；/nB组分：70-75份氟硅基础胶，15-20份气相法二氧化硅，15-20份氟硅交联剂，0.1-0.5份抑制剂，0.5-1.5份耐热添加剂；/n所述的氟硅基础胶具有式(I)所示结构：/nVi(Me)

【技术特征摘要】
1.一种低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶，其特征在于，该液体氟硅橡胶由A组分和B组分两种组分按照质量比1:1混合而成，各组分的重量份构成为：
A组分：85-90份氟硅基础胶，15-25份气相法二氧化硅，0.5-1.5份铂金催化剂，0.5-1.5份耐热添加剂；
B组分：70-75份氟硅基础胶，15-20份气相法二氧化硅，15-20份氟硅交联剂，0.1-0.5份抑制剂，0.5-1.5份耐热添加剂；
所述的氟硅基础胶具有式(I)所示结构：
Vi(Me)2SiO-Si(Me)2O-[Si(Rf)(Me)O]m-Si(Me)2O-Si(Me)2Vi
(I)
式(I)中，Me代表CH3-、Vi代表CH2＝CH-、Rf代表CF3CH2CH2-，m＝100-300的整数；
所述的氟硅交联剂具有式(II)所示结构：
H(Me)2SiO-[Si(Rf)(Me)O]a-[Si(Me)2O]b-[Si(H)(Me)O]c-Si(Me)2H
(II)
式(II)中，Me代表CH3-、Rf代表CF3CH2CH2-；以a、b、c总摩尔含量计，a的含量为40-50mol％、b的含量为42-57mol％、c的含量为3-8mol％。


2.根据权利要求1所述的低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶，其特征在于，A组分中，所述的铂金催化剂中铂的含量为2000-5000ppm。


3.根据权利要求1所述的低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶，其特征在于，A组分中，所述的铂金催化剂按如下方法制备得到:
将10质量份浓度为200000ppm的Karstedt催化剂加入到400-1000质量份端乙烯基氟硅油中，混合均匀后，升温至50-60℃搅拌2-3h，而后维持压力-0.09MPa继续搅拌1-2h，降温即得。


4.根据权利要求1所述的低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶，其特征在于，B组分中所述的氟硅交联剂在25℃下的动力黏度为50-150mPa.s，其中所含氢的质量分数为0.091-0.099％。


5.根据权利要求1所述的低硬度双组分加成型液体氟硅橡胶，其特征在于，所述的氟硅基础胶中乙烯基的摩尔数与氟硅交联剂中氢的摩尔数满足Si-Vi:Si-H＝1:(1.3-1.5)。


6.根据权利要求1所述的低...

【专利技术属性】
技术研发人员：于鹏飞，解乐福，田志钢，侯志伟，夏子祥，丛洋，王华杰，
申请(专利权)人：威海新元新材料有限公司，威海新元化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37