一种基于硅橡胶的耐高温轻量化材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于硅橡胶的耐高温轻量化材料及其制备方法，按照重量份计，包括以下组分的原料：硅橡胶45

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅橡胶的耐高温轻量化材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料制备领域，具体涉及IPC分类号C08K3/34，更具体涉及一种基于硅橡胶的耐高温轻量化材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]硅橡胶由于结构的特殊性使其性能优良，应用也较为广泛，硅橡胶发泡材料是一种多孔、低密度、可压缩的高分子弹性材料，其具备高弹性、减震、降噪、密封、绝缘、隔热保温等多个领域。
[0003]硅橡胶发泡材料的制备方法通常采用在硅橡胶中添加硫化剂和化学发泡剂，通过模压发泡得到硅橡胶发泡材料，中国专利CN106566259A公开了一种硅橡胶发泡材料及其制备方法，通过生胶混炼、两段模压硫化发泡得到的发泡材料具有泡孔均匀、表面光滑、压缩永久变形小的特点，但是该方法用到的化学发泡剂在高温下会分解出有毒或者刺激性气体，使制备的产品存在安全隐患。此外现有技术中的一些硅橡胶发泡剂材料在较高的温度下使用会发生泡孔变形、尺寸不稳定的现象。
[0004]基于此，开发一种更环保、安全的耐高温轻量化材料及其制备方法具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术一方面提供了一种基于硅橡胶的耐高温轻量化材料，其特征在于，按照重量份计，包括以下组分的原料：硅橡胶45
‑
60份、硫化剂0.1
‑
0.5份、补强材料15
‑
30份、硅氧烷化合物3
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10份、偶联剂0.01
‑
1.5份。
[0006]在一些实施方式中，所述硅橡胶包括甲基乙烯基硅橡胶、甲基硅橡胶、硼硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶中的一种或多种。
[0007]优选地，所述硅橡胶包括甲基乙烯基硅橡胶。
[0008]更加优选地，所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.07
‑
0.15mol％。
[0009]进一步优选地，所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.08
‑
0.12mol％。
[0010]在一些实施方式中，所述硫化剂包括过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。
[0011]优选地，所述硫化剂包括过氧化苯甲酰。
[0012]在一些实施方式中，所述原料还包括15
‑
30重量份的低密度聚乙烯。
[0013]在一些实施方式中，所述低密度聚乙烯包括线性低密度聚乙烯，所述线型低密度聚乙烯在230℃/2.16kg条件下的熔体流动速率为2
‑
2.5g/10min。
[0014]优选地，所述线型低密度聚乙烯在230℃/2.16kg条件下的熔体流动速率为2.2g/10min。
[0015]在一些实施方式中，所述低密度聚乙烯与硅橡胶的重量比为1：(2
‑
4)。
[0016]优选地，所述低密度聚乙烯与硅橡胶的重量比为1：3。
[0017]由于硅橡胶本身良好的透气性，会影响到其发泡性能，使制备的材料的泡孔密度
较高和泡壁较薄，而泡孔密度过大会使得泡孔之间相互挤压，而由于结构强度不够容易出现变形，并且在现有技术中对于硅橡胶发泡材料的泡孔密度调控存在一定难度，申请人在研究中发现在本体系中采用重量比为(2
‑
4)：1的硅橡胶与线性低密度聚乙烯，尤其是硅橡胶为乙烯基含量为0.07
‑
0.12mol％的甲基乙烯基硅橡胶，线型低密度聚乙烯的熔体流动速率为2
‑
2.5g/10min时，再结合特定的工艺，可以相对容易地调控泡孔的密度，从而避免泡孔密度过大或泡壁太薄的现象，增加了结构强度和尺寸的稳定性，可能是一方面由于特定乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的柔性长链与线性低密度聚乙烯的分子链缠绕，提高了物理交联密度，另一方面体系中加入了特定的偶联剂促进了甲基乙烯基硅橡胶与线型低密度聚乙烯的相容性，同时特定硫化剂的加入也会引发硅橡胶发生交联反应，通过协同作用使得整体结构较为紧密，削弱了硅橡胶的透气性，从而避免了泡孔密度过大而造成的泡孔壁较薄的问题，同时交联结构赋予了所得轻量化材料优异的耐高温性能，高温环境下变形小，尺寸稳定性较高。
[0018]在一些实施方式中，所述补强材料包括气相二氧化硅、碳酸钙、纳米二氧化钛、滑石粉、云母粉、石英粉中的一种或多种。
[0019]在一些实施方式中，所述补强材料包括气相二氧化硅、碳酸钙、纳米二氧化钛，且重量比为1：(1.4
‑
1.8)：(0.3
‑
0.7)。
[0020]优选地，所述补强材料包括气相二氧化硅、碳酸钙、纳米二氧化钛，且重量比为1：1.6：0.5。
[0021]在一些实施方式中，所述气相二氧化硅的比表面积为180
‑
220m2/g。
[0022]优选地，所述气相二氧化硅的比表面积为200m2/g。
[0023]在一些实施方式中，所述碳酸钙为重质碳酸钙，粒度为600
‑
1000目。
[0024]优选地，所述重质碳酸钙的粒度为800目。
[0025]在一些实施方式中，所述纳米二氧化钛的平均粒径为12
‑
30nm。
[0026]优选地，所述纳米二氧化钛的平均粒径为21nm。
[0027]更加优选地，所述纳米二氧化钛购自赢创德固赛，型号为AEROXIDE P25。
[0028]在一些实施方式中，所述硅氧烷化合物包括羟基硅油。
[0029]优选地，所述羟基硅油的羟值大于7.5，在25℃的粘度为15
‑
50cst。
[0030]更加优选地，所述羟基硅油的羟值大于9，在25℃的粘度为20
‑
30cst。
[0031]在一些实施方式中，所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
[0032]优选地，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
[0033]更加优选地，所述钛酸酯偶联剂包括异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯中的一种。
[0034]进一步优选地，所述钛酸酯偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯。
[0035]钛酸酯偶联剂的加入不仅改善了硅橡胶与线性低密度聚乙烯的相容性，保证了二者的共同发泡性能。
[0036]由于硅橡胶的强度较低，为了使所制备得耐高温轻量化材料具有一定的结构强度，申请人在研究中发现当采用重量比为1：(1.4
‑
1.8)：(0.3
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0.7)的气相二氧化硅、碳酸钙、纳米二氧化钛作为补强材料，同时加入特定的羟基硅油时，不但使制备的轻量化材料具有优异的结构强度，同时提高了该材料的抗老化性能、耐磨性、耐撕裂、耐候性，可能是由于
在硅橡胶中产生了良好的协同增效作用，但申请人在研发过程中发现要想获得如此优异的性能，则需要保证补强材料在硅橡胶的均匀分散，申请人意外发现当采用特定的羟基硅油能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硅橡胶的耐高温轻量化材料，其特征在于，按照重量份计，包括以下组分的原料：硅橡胶45
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60份、硫化剂0.1
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0.5份、补强材料15
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30份、硅氧烷化合物3
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10份、偶联剂0.01
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1.5份。2.根据权利要求1所述的一种基于硅橡胶的耐高温轻量化材料，其特征在于，所述硅橡胶包括甲基乙烯基硅橡胶、甲基硅橡胶、硼硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种基于硅橡胶的耐高温轻量化材料，其特征在于，所述原料还包括15
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30重量份的低密度聚乙烯。4.根据权利要求3所述的一种基于硅橡胶的耐高温轻量化材料，其特征在于，所述低密度聚乙烯包括线性低密度聚乙烯，所述线型低密度聚乙烯的熔体流动速率为2
‑
2.5g/10min。5.根据权利要求3所述的一种基于硅橡胶的耐高温轻量化材料，其特征在于，所述低密度聚乙烯与硅橡胶的重量比为1：(2
‑
4)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐雪金，
申请(专利权)人：唐雪金，
类型：发明
国别省市：