一种单组份光固化固体硅橡胶组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种单组份光固化固体硅橡胶组合物及其制备方法，包括如下组分及其质量份数：乙烯基硅橡胶生胶100份、补强填料10～50份、填料处理剂1～10份、脱模剂1～5份、含氢交联剂2～8份、光活性铂络合物催化剂0.1～1份、有机胺助剂0.01～0.05份，经分步骤搅拌混合而成。本发明专利技术采用单组份包装，具有超过一年的可适用期时间；改善了挤出物的表面，降低了脆变、返硫和热收缩；应用在厚壁连续挤出成型工艺制品，解决了高温度下的低硫化速率产生的气泡问题，具有保质期长、节约能源、成本低、副作用少等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种单组份光固化固体硅橡胶组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有机硅橡胶
，具体涉及一种单组份光固化固体硅橡胶组合物及其制备方法，特别是厚壁连续挤出成型工艺制品。

技术介绍

[0002]有机硅橡胶由于具有优异的耐候性、电特性、低压缩永久变形性、耐热性、耐寒性等特性，以电气设备、汽车、建筑、医疗、食品为代表，已在各种领域中广泛应用。例如，可作为计算机中使用的光盘用衬垫；面包和蛋糕的模具；建筑用垫片；连接器密封、火花塞帽等汽车部件；医用导尿管等。现在，硅橡胶的需求日益高涨，希望开发具有优异特性的硅橡胶。
[0003]光固化技术是利用紫外光引发具有化学活性的液体材料快速聚合交联，瞬间固化成固体材料的一种先进技术，具有快速固化、低能耗、高效率、无污染等优点，完全符合“3E”原则：Energy(节能)、Ecology(生态环保)、Economy(经济)，是一种环境友好的绿色技术。目前光固化有机硅材料多为改性处理，固化机理主要为含丙烯酸酯基团或丙烯酰胺基团的自由基固化；含环氧基团、乙烯基醚或苯乙烯基团的阳离子固化；巯基与乙烯基的加成型固化。自由基有机硅光固化体系存在体积收缩率大、氧阻聚等缺点；而阳离子有机硅光固化体系则具有不受氧阻聚干扰、厚膜固化好、体积收缩率小、附着力强、耐磨、硬度高等优点，但固化速率较低；巯基有机硅固化体系有很臭的气味。而以传统的硅氢加成作为光固化体系却很少有报道。
[0004]在已知的硅橡胶工业挤出方法中，使用一些高反应性的过氧化物如过氧化双
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2,4/>‑
二氯苯甲酰、过氧化2
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单氯苯甲酰或过氧化4
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单氯
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苯甲酰作为硫化催化剂。这样的催化剂在硫化下产生了不可避免的副产物，如氯苯甲酸，其可能通过所谓的返硫消弱硫化橡胶的机械性能；但过氧化物体系在具有合适的硫化速率前提下在25℃具有高达一个月的适用期时间。另外使用金属催化体系如铂的四甲基二乙烯基二硅氧烷的络合物(卡斯特铂金催化剂)作为硫化催化剂，而这种体系在25℃仅具有1～48小时的适用期时间，因此被设计为两组份体系，在即将挤出前形成最终的反应性单组份物质组合物。在目前优选的用于热硫化系统的成型方法中炉的壁温可以到达500℃，通常是250～450℃。硅橡胶组合物的强温度梯度和低传热速度可能在挤出制品上导致返硫和表面脆变，在适度延长和引起解聚的所谓的返硫期间引起开裂。厚壁挤出制品的表面温度可以提高到高于300℃，同时制品的内部部分具有低得多的温度，使得在内部部分中厚壁制品未完全硫化，这样就导致在较高温度下的低硫化速率而产生气泡和热收缩。专利CN101039999A中提出了一种光活化的可固化硅酮组合物用于制备厚壁模制件或厚壁涂层的用途，却没有指出可用在厚壁挤出成型工艺。
[0005]光固化有机硅橡胶通过紫外光照之后引发交联，不存在因传热过程中的强温度梯度和低传热速度而导致高温度下的低硫化速率产生气泡问题。但是，硅氢加成固化机理的光固化有机硅因其暗反应，一般设计为两组份。专利CN108473769A提出一种硅橡胶组合物、其制备方法和硅橡胶挤出成型品，但并未指出可制备成单组份硅橡胶组合物。
[0006]综上所述，有必要对现有技术进行改进，以克服现有技术的不足。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种单组份光固化固体硅橡胶组合物及其制备方法，采用单组份包装，具有超过一年的可适用期时间；改善了挤出物的表面，降低了脆变、返硫和热收缩；应用在厚壁连续挤出成型工艺制品，解决了高温度下的低硫化速率产生的气泡问题，具有保质期长、节约能源、成本低、副作用少等优点。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种单组份光固化固体硅橡胶组合物，包括如下组分及其质量份数：乙烯基硅橡胶生胶100份、补强填料10～50份、填料处理剂1～10份、脱模剂1～5份、含氢交联剂2～8份、光活性铂络合物催化剂0.1～1份、有机胺助剂0.01～0.05份。
[0010]根据以上方案，所述乙烯基硅橡胶生胶为分子量50～80万，乙烯基含量为0.05～1.2％。优选乙烯基含量不同的生胶混合使用以改善硫化硅橡胶制品的机械性能，如拉伸强度、伸长率、撕裂强度、压缩永久变形性；高乙烯基含量生胶与低乙烯基生胶的质量比为100:1～1:10，更优选地，10:1～1:1。
[0011]根据以上方案，所述补强填料为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑，比表面积为150～400m2/g。
[0012]根据以上方案，所述填料处理剂为二甲基二烷氧基硅烷、二苯基硅二醇、硅氮烷中的任意一种或一种以上的混合物。优选为硅氮烷，特别优选为，六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氮烷与1,3
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二乙烯基
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1,1,3,3
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四甲基二硅氮烷的组合。
[0013]根据以上方案，所述脱模剂为高级脂肪酸及其金属盐、液体聚异丁烯、偶氮化合物、酯蜡中的任意一种或一种以上的混合物。
[0014]根据以上方案，所述含氢交联剂为直链、环状或支链型含氢聚硅氧烷，含氢量为0.5％～1.6％；所述含氢聚硅氧烷中Si
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H与Si
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vi单元摩尔比为0.5:1～10:1，更优选地1:1～3:1。
[0015]根据以上方案，所述光活性铂络合物催化剂为被烷基或三烷基甲硅烷基取代的环戊二烯基
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三烷基
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铂化合物；更优选地，烷基环戊二烯基
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三甲基
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铂，特别优选地，甲基环戊二烯基
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三甲基
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铂。
[0016]根据以上方案，所述有机胺助剂为2,2
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联吡啶、2,2,2
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三吡啶、二甲基乙二肟及N,N,N,N
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四甲基乙二胺中的任意一种或一种以上的混合物。
[0017]一种单组份光固化固体硅橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0018]1)将乙烯基硅橡胶生胶、补强填料、填料处理剂、脱模剂在密炼机中炼制基胶；
[0019]2)将基胶冷却后与含氢交联剂、有机胺助剂在密炼机中混合搅拌均匀；
[0020]3)加入光活性铂络合物催化剂，混合搅拌均匀。
[0021]本专利技术的单组份光固化固体硅橡胶组合物的成型方法为：将制备好的固体硅橡胶组合物放入连续挤出设备，挤出设备挤出厚壁成型制品，制品经UV固化设备光照后固化。连续挤出设备包括单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或齿轮挤出机。UV设备包括高压汞灯、金属卤化物灯、UV
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LED灯，更优选地，UV
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LED灯。引发硫化的UV光波长为200～400nm；所述UV能量为500～3000mW/cm2；光照时间为2～60s。成型挤出物与光源之间的距离为1～10cm，更优选地，3～8cm。厚壁挤出物的厚度为5～25mm，更优选地，8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单组份光固化固体硅橡胶组合物，其特征在于，包括如下组分及其质量份数：乙烯基硅橡胶生胶100份、补强填料10～50份、填料处理剂1～10份、脱模剂1～5份、含氢交联剂2～8份、光活性铂络合物催化剂0.1～1份、有机胺助剂0.01～0.05份。2.根据权利要求1所述的单组份光固化固体硅橡胶组合物，其特征在于，所述乙烯基硅橡胶生胶为分子量50～80万，乙烯基含量为0.05～1.2％。优选乙烯基含量不同的生胶混合使用以改善硫化硅橡胶制品的机械性能，如拉伸强度、伸长率、撕裂强度、压缩永久变形性；高乙烯基含量生胶与低乙烯基生胶的质量比为100:1～1:10，更优选地，10:1～1:1。3.根据权利要求1所述的单组份光固化固体硅橡胶组合物，其特征在于，所述补强填料为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑，比表面积为150～400m2/g。4.根据权利要求1所述的单组份光固化固体硅橡胶组合物，其特征在于，所述填料处理剂为二甲基二烷氧基硅烷、二苯基硅二醇、硅氮烷中的任意一种或一种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的单组份光固化固体硅橡胶组合物，其特征在于，所述脱模剂为高级脂肪酸及其金属盐、液体聚异丁烯、偶氮化合物、酯蜡中的任意一种或一种以上的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，周桂明，汤胜山，何循派，侯海鹏，黄文钊，王全，殷永彪，
申请(专利权)人：东莞市贝特利新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：