一种低收缩加成型硅橡胶及其制备方法

本发明属于高分子材料，具体涉及一种低收缩加成型硅橡胶及其制备方法。

背景技术：

1、橡胶作为与塑料、纤维并列的三大合成高分子材料，以其独特的高弹性对现代社会发挥着重要作用，小到奶嘴和胶鞋，大到轮胎和火箭，各种橡胶制品给我们的生产生活带来了巨大便利。

2、橡胶制品硫化脱模后，其几何尺寸都会伴随不同程度的收缩，行业内称之为“收缩”。产生收缩的原因是因为橡胶生胶在加压、高温硫化成型过程中，内部线型高分子链立体交联成网，胶料内部应力增大。加之材料本身热胀冷缩特性，因此在脱模冷却过程中，伴随模具带来的压缩应力逐步释放，橡胶制品遇冷收缩。橡胶种类繁多，每种橡胶由于其自身微观分子结构的差异，所以在交联成型时会产生不同的收缩率，通用橡胶的收缩率排序是：天然橡胶(1.2％～2.0％)<丁腈橡胶(1.5％～2.0％)<氯丁橡胶(2.0％)<氟橡胶(2.5％～3.0％)<硅橡胶(2.5％～3.0％)。硅橡胶以其超宽的温度使用范围、卓越的耐候性和生物相容性特点在橡胶材料中拥有着不可替代的地位，其在航空航天，生物医疗，汽车带脑子等领域有着重要应用，但是硅橡胶较大的尺寸收缩率对橡胶零件尺寸的精确控制带来挑战，这个突出问题亟待得到解决。

3、实际生产中，目前解决硅橡胶尺寸收缩率的手段主要包括提高填料填充量，塑炼降低生胶门尼，提高交联程度，降低硫化温度等，其中通过增加填料填充量的方法能够起到同步降低橡胶制品成本，赋予材料其他特定功能等作用。但是普通填料的少量填充对橡胶的收缩作用影响甚微，大量填充又会降低制品含胶率，弹性和柔韧性降低，带来其他质量风险。

4、基于此，本发明提供一种低收缩加成型硅橡胶及其制备方法，可实现少添加、低成本、低收缩的效果，极大改善硅橡胶制品尺寸收缩率大的突出问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种低收缩加成型硅橡胶及其制备方法，将低收缩添加剂加入到橡胶体系中混合均匀，可压出硫化成型制得收缩率小于1.5％的加成型液体硅橡胶材料，极大解决了硅橡胶收缩率高的问题。

2、为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

3、(一)本发明提供一种低收缩加成型硅橡胶，其原料及重量份数为：橡胶体系100份，低收缩添加剂30份；所述橡胶体系包括乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂和催化剂；所述低收缩添加剂包括膨胀填充物、乙醇和硅烷偶联剂。

4、进一步的，所述橡胶体系中各组分重量份数分别为：乙烯基硅油20～50份，含氢硅油10～30份，抑制剂0.1～3份，催化剂0.1～3份。

5、进一步的，所述低收缩添加剂中各组分重量份数分别为：膨胀填充物100份，乙醇100-500份，硅烷偶联剂1-10份。

6、进一步的，所述催化剂为卡斯特铂金催化剂；所述抑制剂为炔醇类化合物，具体为炔环己醇。

7、进一步的，所述膨胀填充物为膨胀石墨、膨胀珍珠岩和膨胀蛭石中的一种或多种组合。

8、进一步的，所述硅烷偶联剂为kh-570。

9、(二)本发明还提供一种低收缩加成型硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：

10、s1、制备低收缩添加剂；

11、s2、制备橡胶体系：称取乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂和催化剂，混合均匀，制得橡胶体系；

12、s3、制备低收缩加成型硅橡胶：将步骤s1的低收缩添加剂加入步骤s2的橡胶体系中混合均匀，然后压出硫化成型制得低收缩加成型硅橡胶。

13、进一步的，所述s1具体为：将膨胀填充物、乙醇和硅烷偶联剂混合后加入球磨罐中，加入氧化锆球，将球磨罐固定在球磨机上进行球磨，然后利用旋转蒸发仪除去剩余溶剂，制得干燥低收缩添加剂。

14、进一步的，所加入氧化锆球直径为10mm和1mm，10mm氧化锆球和1mm氧化锆球质量比为10：1；球磨转速为500-1000rpm，球磨时间为24h。

15、进一步的，所述s3中，硫化成型的温度为70℃～120℃。

16、本发明的有益效果：

17、(1)本发明中，以膨胀石墨、膨胀珍珠岩和膨胀蛭石等高温体积膨胀矿物作为填料，在高速球磨过程中包覆了含不饱和双健的硅烷偶联剂kh-570实现研磨改性，制备了微纳粒径低收缩添加剂，提升比表面积，相比传统的简单填充，能够起到补强作用，降低收缩率；

18、(2)本发明研磨改性后的低收缩添加剂与加成型液体硅橡胶进行分散混合，在硫化应力产生和释放的过程中，一方面通过粉体高温膨胀进行相应体积收缩补偿，另一方面粉体表面包覆的不饱和双键可以与加成型液体硅橡胶的乙烯基基团实现共交联，降低界面应力，从而实现少添加，低成本，低收缩的效果，极大改善硅橡胶制品尺寸收缩率大的突出问题。

技术特征：

1.一种低收缩加成型硅橡胶，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的低收缩加成型硅橡胶，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的低收缩加成型硅橡胶，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的低收缩加成型硅橡胶，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的低收缩加成型硅橡胶，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的低收缩加成型硅橡胶，其特征在于，

7.权利要求1～7任意一项所述低收缩加成型硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的低收缩加成型硅橡胶的制备方法，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的低收缩加成型硅橡胶的制备方法，其特征在于，

10.根据权利要求7所述的低收缩加成型硅橡胶的制备方法，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种低收缩加成型硅橡胶，其原料及重量份数为：橡胶体系100份，低收缩添加剂30份；所述橡胶体系包括乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂和催化剂；所述低收缩添加剂包括膨胀填充物、乙醇和硅烷偶联剂，催化剂为卡斯特铂金催化剂，抑制剂为炔醇类化合物，膨胀填充物为膨胀石墨、膨胀珍珠岩和膨胀蛭石中的一种或多种，硅烷偶联剂为KH‑570。本发明还提供了上述低收缩加成型硅橡胶的制备方法。本发明可实现少添加、低成本、低收缩的效果，极大改善了硅橡胶制品尺寸收缩率大的突出问题。

技术研发人员：姚正军,费大壮,周金堂,陶佳麒,华国平,焦自保
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12