一种具有高强度的弹性硅胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高强度的弹性硅胶材料，所述弹性硅胶材料包括以下重量份的组分：氟硅生胶100份，氟硅油5‑7份，硅烷偶联剂0.5‑2份，补强填料8‑11份、碳纳米管5‑8份，二氧化硅3‑6份，棉纤维5‑8份，改性蒙脱土2‑5份。本发明专利技术的弹性硅胶材料的抗拉强度达到19.4‑22.8 MPa，抗撕裂强度达到49.1‑58.5KN/m，抗老化性好，相对比传统的氟化硅材料，其表面产生的拉伸裂纹数量明显得到有效控制，在有刺破口存在的情况下，本发明专利技术的弹性硅胶材料能够有效阻止刺破口逐渐被拉大的倾向，其更适合用作胸腔牵开器的液压垫，降低了外科手术的风险，节约了使用成本。

A high strength elastic silica gel material and its preparation method

The invention discloses a flexible silicone material with high strength, the elastic silicone material comprises the following components by weight: fluorosilicone gum 100 copies, 7 copies of 5 fluorosilicones, silane coupling agent 0.5 2 copies, 11 copies of the 8 reinforcing filler, 5 carbon nanotubes 8, silica 3 6 copies, 8 copies of 5 cotton fiber, modified montmorillonite 2 5. The tensile strength of flexible silicone material of the invention can reach 19.4 22.8 MPa, tensile strength reached 49.1 58.5KN/m, good ageing resistance, compared with traditional silicon fluoride materials, the number of tensile cracks produced on the surface was effectively controlled, the puncture exists under the condition of flexible silicone material of the invention can effectively prevent puncture by widening the tendency, which is more suitable for the hydraulic cushion as chest retractor, reducing the risk of surgery, saving the use cost.

【技术实现步骤摘要】
一种具有高强度的弹性硅胶材料及其制备方法
本专利技术涉及氟硅胶材料领域，特别涉及一种具有高强度的弹性硅胶材料及其制备方法。
技术介绍
硅橡胶是一种重要的有机硅产品，具有一系列独特而优异的性能，如耐热性、化学稳定性和电绝缘性，因其具有优异的性能，硅橡胶一般在特殊的条件下使用。硅橡胶一般具有良好的耐油性、弹性和抗撕裂强度，但是，将其应用于液压系统中，作为液压系统中的液压伸缩囊时，其性能往往不尽人意。传统的氟硅胶在受压膨胀和挤压过程中，主要表现出抗撕裂强度不足和易被撕破的缺陷，例如，当其用作胸腔牵开器的板页与肋骨接触的液压垫时（具体结构可参照本申请人的另外一个专利申请，专利申请名称为“一种胸腔牵开器及其使用方法”），在使用多次后，液压垫各处的弹性不一，液压垫的表面出现纵横交错的撕裂纹，同时，在被碎骨和尖刺部分刺伤后，液压垫会沿刺破口逐渐被撕裂，导致刺破口越来越大，由此出现漏油的重大缺陷，这非常不利于外科手术的进行，为了保证手术的安全性，往往需要提前报废液压垫，这无疑增加了使用成本，对资源造成了一定浪费。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具有高强度的弹性硅胶材料及其制备方法，通过提高弹性硅胶材料的抗撕裂强度和弹性均一性，来解决传统氟硅胶抗撕裂强度不足、弹性不均一的问题，使其适用于胸腔牵开器的外科手术中。本专利技术采用的技术方案如下：一种具有高强度的弹性硅胶材料，其特征在于，所述弹性硅胶材料包括以下重量份的组分：氟硅生胶100份，氟硅油5-7份，硅烷偶联剂0.5-2份，补强填料8-11份、碳纳米管5-8份，二氧化硅3-6份，棉纤维5-8份，改性蒙脱土2-5份。进一步，所述补强填料由钛白粉和硅酮粉按重量比为3:1混合得到。进一步，补强填料的平均粒径为200-400目。进一步，棉纤维由白棉经皮辊轧棉机初加工后得到的白棉短绒纤维分散后制得，棉纤维的长度为1-3mm。进一步，改性蒙脱土为经过硅烷偶联剂改性的蒙脱土。进一步，硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷其中的一种。本专利技术还包括一种具有高强度的弹性硅胶材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将补强填料和二氧化硅加入到偶联反应罐中，打开搅拌装置，在400rad/min的搅拌速度下于100℃高温中搅拌混合均匀，在搅拌的同时，将硅烷偶联剂直接喷洒在混合物中，反应10min后，加入用分散机分散均匀的棉纤维，降低混料的温度至70℃以下，在200rad/min的搅拌速度下搅拌混合均匀，保温5min，制得初混物；步骤2：将碳纳米管和氟硅生胶配合，用超声波共混处理方法使得碳纳米管嵌入氟硅生胶内，得到处理后的氟硅生胶；步骤:3：将初混物和处理后的氟硅生胶与氟硅油一同进行混炼，得到均匀胶料；步骤4：对步骤3得到的均匀胶料进行后处理即可。进一步，在步骤4中，所述后处理具体包括：对均匀胶料进行切片处理，然后在170℃下高温处理1-2h。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术的弹性硅胶材料的抗拉强度达到19.4-22.8MPa，抗撕裂强度达到49.1-58.5KN/m，抗老化性好，相对比传统的氟化硅材料，其表面产生的拉伸裂纹数量明显得到有效控制，在有刺破口存在的情况下，本专利技术的弹性硅胶材料能够有效阻止刺破口逐渐被拉大的倾向，由此，本专利技术的弹性硅胶材料解决了传统氟化硅材料抗撕裂强度不足、弹性不均一的问题，其更适合用作胸腔牵开器的液压垫，降低了外科手术的风险，节约了使用成本。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种具有高强度的弹性硅胶材料，所述弹性硅胶材料包括以下重量份的组分：氟硅生胶100份，氟硅油5-7份，硅烷偶联剂0.5-2份，补强填料8-11份、碳纳米管5-8份，二氧化硅3-6份，棉纤维5-8份，改性蒙脱土2-5份。上述中，补强填料主要用来稳定氟硅胶的强度和弹性，进一步提高其抗撕裂强度。棉纤维的使用不仅能够大幅提高氟硅胶的韧性和抗撕裂性，在实验中我们还发现，棉纤维的加入还能使氟硅胶在长期使用中能保持良好的弹性，其制成的液压垫在多次使用后，其弹性的均一性并未受到影响，由此可以说明，棉纤维还具有保持氟硅胶弹性均一性的作用，特别是当棉纤维的长度在1-3mm之间时，这种保持氟硅胶弹性均一性的效果更为明显。另外，棉纤维属于无毒，易于有机物相容的有机纤维素，能够均匀分散于氟硅胶内，制造加工简单，投入成本低。碳纳米管作为增强氟硅胶抗撕裂强度的增强物质，其能够使氟硅胶的抗撕裂强度达到一个较高的数量级，在抗撕裂强度上，碳纳米管的加入可以使其明显优于传统的氟硅胶。改性蒙脱土的加入能够有效阻止氟硅胶沿刺破口逐渐被撕裂的倾向，有效地降低了漏油问题的发生。进一步地，所述补强填料由钛白粉和硅酮粉按重量比为3:1混合得到。钛白粉作为常用补强剂，主要用来增强氟硅胶的防老化性能，同时还具有一定的杀菌功能，防止氟硅胶感染被接触的物体（例如患者的肋骨）。更进一步地，补强填料的平均粒径为200-400目。进一步地，棉纤维由白棉经皮辊轧棉机初加工后得到的白棉短绒纤维分散后制得。进一步地，改性蒙脱土为经过硅烷偶联剂改性的蒙脱土，具体改性方法为：用硅烷偶联剂于70℃下，在去离子水中改性蒙脱土粉末，反应5h即可。进一步地，硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷其中的一种。本专利技术还包括一种具有高强度的弹性硅胶材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将补强填料和二氧化硅加入到偶联反应罐中，打开搅拌装置，在400rad/min的搅拌速度下于100℃高温中搅拌混合均匀，在搅拌的同时，将硅烷偶联剂直接喷洒在混合物中，反应10min后，加入用分散机分散均匀的棉纤维，降低混料的温度至70℃以下，在200rad/min的搅拌速度下搅拌混合均匀，保温5min，制得初混物；步骤2：将碳纳米管和氟硅生胶配合，用超声波共混处理方法使得碳纳米管嵌入氟硅生胶内，得到处理后的氟硅生胶；步骤:3：将初混物和处理后的氟硅生胶与氟硅油一同进行混炼，得到均匀胶料；步骤4：对步骤3得到的均匀胶料进行后处理即可。进一步地，在步骤4中，所述后处理具体包括：对均匀胶料进行切片处理，然后在170℃下高温处理1-2h。为了更好地解释本专利技术，表1列出了实施例1-6的具体配方。表1实施例1-6的具体配方（以重量份计）主要性能测试，将上述实施例得到的氟硅胶材料制成弹性硅胶囊结构，厚度为1.8mm，通过以下实验进行测试1、利用万能材料试验机测试囊结构的抗拉强度和抗撕裂强度；2、对囊结构进行充气，直至囊结构的体积增大1倍为止，然后放气，重复操作100次，检验表面裂纹情况；3、用小刀在囊结构的表面上刺开5mm的刺破口，然后对囊结构进行充气，直至囊结构的体积增大1倍为止，维持囊结构的压力30min，然后放气，测量刺破口的长度，计算刺破口的被拉伸的长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高强度的弹性硅胶材料，其特征在于，所述弹性硅胶材料包括以下重量份的组分：氟硅生胶100份，氟硅油5‑7份，硅烷偶联剂0.5‑2份，补强填料8‑11份、碳纳米管5‑8份，二氧化硅3‑6份，棉纤维5‑8份，改性蒙脱土2‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种具有高强度的弹性硅胶材料，其特征在于，所述弹性硅胶材料包括以下重量份的组分：氟硅生胶100份，氟硅油5-7份，硅烷偶联剂0.5-2份，补强填料8-11份、碳纳米管5-8份，二氧化硅3-6份，棉纤维5-8份，改性蒙脱土2-5份。2.如权利要求1所述的具有高强度的弹性硅胶材料，其特征在于，所述补强填料由钛白粉和硅酮粉按重量比为3:1混合得到。3.如权利要求1所述的具有高强度的弹性硅胶材料，其特征在于，补强填料的平均粒径为200-400目。4.如权利要求1所述的具有高强度的弹性硅胶材料，其特征在于，棉纤维由白棉经皮辊轧棉机初加工后得到的白棉短绒纤维分散后制得，棉纤维的长度为1-3mm。5.如权利要求1所述的具有高强度的弹性硅胶材料，其特征在于，改性蒙脱土为经过硅烷偶联剂改性的蒙脱土。6.如权利要求1所述的具有高强度的弹性硅胶材料，其特征在于，硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晔，
申请(专利权)人：成都创客之家科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51