專利名稱：高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物涉及一種高機(jī)械強(qiáng)度的雙組份縮合型室溫硫化硅橡膠(以下簡稱RTV-2膠)配方及其制造工藝。主要用作模具膠。
背景技術(shù)：
RTV-2膠具有優(yōu)異的脫模性，因而可以作為軟模材料大量用于文物、工藝品、玩具、電器、儀表及機(jī)械零件等復(fù)制與制造。但硅橡膠是一種非結(jié)晶性的結(jié)構(gòu)，分子間的引力非常低，故拉伸強(qiáng)度、抗撕強(qiáng)度很低，無使用價值，必須通過合適的工藝、配方達(dá)到要求的使用目地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種有使用價值的高機(jī)械強(qiáng)度的雙組份縮合型室溫硫化硅橡膠的配方及其制造工藝。
本發(fā)明目的可通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物，以硅橡膠為主要原料，配以交聯(lián)劑、催化劑和填充料制成，是以A、B雙組份，經(jīng)二月桂酸二丁基錫作為催化劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)而獲得雙組份縮合型室溫硫化硅橡膠，反應(yīng)通式為
A組份由107硅橡膠、基膠、增塑劑、填充料、TiO2、深層固化促進(jìn)劑組成，其中，107硅橡膠/基膠為30/70-50/50，B組份由四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷水解物中的一種或一種以上及二月桂酸二丁基錫組成，所述基膠是經(jīng)過預(yù)處理的107硅橡膠。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述基膠是將結(jié)構(gòu)控制劑六甲基二硅氮烷加到107硅橡膠中，調(diào)勻后再加入用六甲基二硅氮烷處理的白碳黑，進(jìn)行捏合、混煉后，得到的膠料在常溫下捏合，然后在160-180℃下真空捏合，冷卻后即可得到基膠。
所述填充料為白碳黑、石英粉、硅藻土、高嶺土中的一種或一種以上的混合物；所述的增塑劑為低粘度的硅油，如100cps的硅油；所述深層固化促進(jìn)劑為水、磷酸鹽及氧化鎂中的一種或一種以上。
A組份的制作工藝是將107膠、基膠、增塑劑在常溫下攪拌均勻后，加入填充料，攪拌溫度在80℃以上至混合均勻，冷卻后加入深層固化促進(jìn)劑，即可得到A組份。
B組份的制作工藝是四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷水解物中的一種或一種以上與二月桂酸二丁基錫混合后即可使用。
由于作為模具膠使用的RTV-2膠要有很好的流動性，以便有更好的操作性能，故A組份的粘度應(yīng)該低于70000cps，一般選用2700--70000cps粘度范圍的107硅橡膠，最好是5000--50000cps粘度范圍的107硅橡膠。A組份各物質(zhì)重量份為
基膠/107硅橡膠 100
增塑劑 5-15
填充料 0-10
深層固化促進(jìn)劑 0.1-1。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于由于采用了本配方和工藝體系，使得RTV-2膠的拉伸和抗撕強(qiáng)度分別可達(dá)3.5MPa、28KN/m。
具體實施例方式
實施例1，A組分通過合適工藝、20000cps粘度的107硅橡膠和基膠、填充料混合、硫化，硅橡膠的組分(重量份)為
基膠 62份
107硅橡膠38份
100cps硅油 10份
納米白碳黑+氣相法白碳黑 10份
TiO20.5份
水0.8份將107膠、基膠、增塑劑按比例配制、混合，在常溫下攪拌均勻后，再加入復(fù)配的填充料，攪拌溫度必須在80℃以上保持10小時，冷卻后加入深層固化促進(jìn)劑，即可得到A組份。
基膠的制作工藝將結(jié)構(gòu)控制劑六甲基二硅氮烷加到107膠中，調(diào)勻后再加入用六甲基二硅氮烷處理的白碳黑，并在捏合機(jī)中捏合1-2h，取出后在三輥筒煉膠機(jī)上混煉3次，得到的膠料在常溫下捏合1h，然后在160-180℃下真空捏合2-4h，冷卻后即可得到基膠。
B組分是硅酸甲酯1份，硅酸乙酯I份，二月桂酸二丁基錫2份。將上述三種物質(zhì)混合后即可使用。
本實施例使得硫化膠的機(jī)械強(qiáng)度有了明顯的提高，抗拉和抗撕強(qiáng)度大于3.5MPa、28KN/m。
以下為各組份用量的對比
(1)各種粘度107硅橡膠的對比
單獨(dú)使用各種粘度的107膠，配方基膠60份，107膠40份，100cps硅油10份，CG-25粉料10份。
性能表1所示，從表1中可以看出當(dāng)107膠的粘度增大時，硫化膠的機(jī)械強(qiáng)度有了明顯提高，可單獨(dú)選用20000cps和50000cps粘度的107膠。
不同粘度107硅橡膠的物理機(jī)械比較
表1
二種不同粘度的107膠復(fù)配數(shù)據(jù)的比較，見表2、表3所示。配方基膠60份，107膠40份，100cps硅油10份，CG-25粉料10份(a)50000cps 107膠和5000cps 107膠復(fù)配 表2可見使用50000cps 107膠和5000cps 107膠的復(fù)配并沒有使模具膠的機(jī)械強(qiáng)度有明顯的提高。(b)20000cps107膠和5000cps107膠的復(fù)配 表3可見使用20000cps107膠和5000cps107膠的復(fù)配并沒有使模具膠的機(jī)械強(qiáng)度有明顯提高。(2)107膠和基膠的不同比例選擇，物理性能見表4選用黏度20000cps107膠，配方為(基膠+20000cps107膠)∶100cps硅油∶CG-25粉料＝100∶10∶10 表4“/”表示混合后流平性很差，很難測出其機(jī)械性能。選用粘度50000cps的107膠，配方為(基膠+50000cps107膠)∶100cps硅油∶CG-25粉料＝100∶10∶10性能如下表5 表5使用50000cps的107膠做的模具膠的粘度較大，不便操作，且機(jī)械強(qiáng)度不比使用20000cps107膠的機(jī)械強(qiáng)度高，所以選用黏度20000cps的107膠，和基膠的配比在40∶60附近時有非常高的機(jī)械強(qiáng)度。故在基膠和20000cps 107膠之比為60∶40附近尋找最佳比例。基膠∶20000cps的107膠＝50/50-70/30 表6由此可見基膠∶20000cps107膠＝62∶38時，機(jī)械強(qiáng)度最大，此比例為最佳比例。(3)增塑劑100cps硅油比例的選擇考慮到和室溫硫化硅橡膠的相溶性，選用低粘度的硅油，如100cps硅油。其物理機(jī)械性能見表7?；z∶20000cps107膠∶CG-25＝60∶40∶10表7所以增塑劑100cps硅油的選擇為5-15份。(4)填充料的復(fù)配
被優(yōu)先用作硅橡膠填充料的主要是合成的二氧化硅微粉(氣相法白碳黑及沉淀法白碳黑)∶天然石英粉∶硅藻土及高嶺土(經(jīng)凈化、粉碎加工)可用作半補(bǔ)強(qiáng)填充料或增量填充料。
以下為各種填充料填充后硫化膠的物理機(jī)械性能，見表8?；z∶20000cps107膠∶100cps硅油∶填充料＝62∶38∶10∶10表8由此可以看出(a)從粘度上看單獨(dú)選用納米碳酸鈣、納米硅微粉、JL-958、P820會使模具膠的A組份粘度很大。(b)從抗拉和抗撕強(qiáng)度上看優(yōu)先選用納米硅微粉、JL-958及JL-958和硅微粉的復(fù)配填充料，但納米硅微粉和JL-958的價格太高，但可以肯定主要成份為二氧化硅填充料隨著粒徑的減小而機(jī)械強(qiáng)度有明顯增加。半補(bǔ)強(qiáng)填充料的用量為0-10份。見表9，基膠∶20000cps107膠∶100cps硅油∶CG-05＝62∶38∶10∶(0-10) 表9(5)深層固化促進(jìn)劑的選擇RTV-2膠硫化時有副產(chǎn)物(如甲醇、乙醇等)產(chǎn)生，他們需從硫化膠內(nèi)部擴(kuò)散到表面而逸出，由于副產(chǎn)物不易放出，將影響到內(nèi)部硫化，為了解決這個問題，在工藝上采用分層灌注。我們采用添加少量硫化促進(jìn)劑，如水、磷酸鹽及氧化鎂等。(6)固化劑的選擇
根據(jù)工藝品復(fù)制的要求，尋找前期固化較慢而后期固化較快的固化劑。硅酸四甲酯主要是控制硫化的前期固化速度，硅酸四乙酯的前期固化速度較慢，它在固化時受環(huán)境溫度的影響比硅酸四甲酯小得多，故使用硅酸四乙酯、硅酸四甲酯的混合物，以有機(jī)錫為催化劑。
所以固化劑的配方為硅酸四甲酯∶硅酸四乙酯∶有機(jī)錫催化劑＝1∶1∶2。
權(quán)利要求
1，高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物，以硅橡膠為主要原料，配以交聯(lián)劑、催化劑和填充料制成，其特征在于以A、B雙組份，經(jīng)二月桂酸二丁基錫作為催化劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)而獲得雙組份縮合型室溫硫化硅橡膠，反應(yīng)通式為
A組份(重量份)由107硅橡膠、基膠、增塑劑、填充料、TiO2、深層固化促進(jìn)劑組成，其中，107橡膠/基膠為30/70-50/50，B組份由四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷水解物中的一種或一種以上及二月桂酸二丁基錫組成，所述基膠是經(jīng)預(yù)處理的107硅橡膠。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物，其特征在于所述基膠是將結(jié)構(gòu)控制劑六甲基二硅氮烷加到107膠中，調(diào)勻后再加入用六甲基二硅氮烷處理的白碳黑，進(jìn)行捏合、混煉后，得到的膠料在常溫下捏合，然后在160-180℃下真空捏合，冷卻后即可得到基膠。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物，其特征在于所述填充料是白碳黑、石英粉、硅藻土、高嶺土中一種或一種以上。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物，其特征在于所述深層固化促進(jìn)劑為水、磷酸鹽及氧化鎂中的一種或一種以上。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物，其特征在于所述增塑劑為低粘度硅油，包括100cps硅油。
6，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物，其特征在于所述A組份的制作工藝是將107膠、基膠、增塑劑在常溫下攪拌均勻后，加入填充料，攪拌溫度在80℃以上至混合均勻，冷卻后加入深層固化促進(jìn)劑，即可得到A組份。
7，根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物，其特征在于B組份制作工藝是四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷水解物中的一種或一種以上與二月桂酸二丁基錫混合后即可使用。
8，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物，其特征在于所述107硅橡膠為5000--50000cps粘度范圍。
9，根據(jù)權(quán)利要求8所述的高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物，其特征在于A組份各物質(zhì)重量份為
基膠/107硅橡膠 100
增塑劑 5-15
填充料 0-10
深層固化促進(jìn)劑 0.1-1。
全文摘要
本發(fā)明高強(qiáng)度縮合型有機(jī)硅模具膠組合物涉及一種高機(jī)械強(qiáng)度的雙組份縮合型室溫硫化硅橡膠配方及其制造工藝。主要用作模具膠。本發(fā)明以硅橡膠為主要原料，配以交聯(lián)劑、催化劑和填充料制成，其以A、B雙組份，經(jīng)二月桂酸二丁基錫作為催化劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)而獲得雙組份縮合型室溫硫化硅橡膠，A組份由107硅橡膠、基膠、增塑劑、填充料、TiO2、深層固化促進(jìn)劑組成，其中，107橡膠/基膠為30/70－50/50；B組份由四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷水解物中的一種或一種以上及二月桂酸二丁基錫組成，基膠是經(jīng)預(yù)處理的107硅橡膠。由于采用了本配方和工藝體系，使得RTV－2膠的拉伸和抗撕強(qiáng)度分別可達(dá)3.5MPa、28KN/m。
文檔編號C08L83/00GK1446856SQ0311540
公開日2003年10月8日 申請日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者陳文 申請人:上?；靥旎ば虏牧嫌邢薰?br>