耐热抗压型硅橡胶泡沫材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐热抗压型硅橡胶泡沫材料及其制备方法，以重量份计，其配方包括：硅橡胶混炼胶100份、功能化助剂5～70份、复合融合剂3～8份、泡沫成孔剂150～200份。本发明专利技术的方法以硅橡胶生胶为基体，制成混炼胶后，将经预处理的功能化助剂、泡沫成孔剂等均匀分散其中，再经热模成型、辐射交联、离析成孔、冷冻干燥，即可获得耐热抗压型硅橡胶泡沫材料；该材料不仅具有较宽的压缩平台区(大于15.00％)，同时具有较低的最大热分解速度(低于0.80％/℃)，且环境友好(成品无异味)。且环境友好(成品无异味)。且环境友好(成品无异味)。

【技术实现步骤摘要】
耐热抗压型硅橡胶泡沫材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于先进高分子材料领域，具体涉及一种耐热抗压型硅橡胶泡沫材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]硅橡胶泡沫材料综合了硅橡胶与泡沫材料的特性，不仅具有耐高/低温性能、电绝缘性能、化学稳定性等，还具有柔韧高弹以及优良的隔音隔热性能，在作为理想的垫层材料方面具有重要用途。
[0003]硅橡胶泡沫材料在作为垫层材料使用时，尤其是使用在高端装备领域，要求其必须具有良好的抗压性能才能适宜于长期使用的预期目的，也即在压缩强度约为0.20～0.50MPa之间具有较宽的压缩平台区，现阶段硅橡胶泡沫材料的压缩平台区通常低于15.00％(谭宇，姚进，朱和平，硅橡胶泡沫/空心玻璃微球复合材料的制备及性能，精细化工，2020，38(8):1629
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1635.沙艳松，张长生，李静莉，泡孔结构对硅橡胶泡沫材料性能的影响，机械工程材料,2013,37(2):25
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28)。此外，在多数长期使用过程中必然会面临温度的积累，这就要求所使用的垫层材料需要具有良好的耐热性能，通常情况下，硅橡胶泡沫材料的最大热分解速度较高(约0.85～1.10％/℃)，此时所对应的温度也常常低于580.00℃(邵水源，鲁杰，杜珣涛，气相法白炭黑表面改性及对发泡硅橡胶泡沫的性能影响，化工新材料，2018，46(2):238
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241)。如何提升硅橡胶泡沫材料的抗压性能，又使其兼具有良好的耐热性能，同时环境友好，对于有效延长硅橡胶泡沫材料作为垫层材料使用时的寿期、拓展其应用领域，均具有十分积极的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种耐热抗压型硅橡胶泡沫材料及其制备方法，该方法以市售硅橡胶生胶为基体，制成混炼胶后，将经预处理的功能化助剂、泡沫成孔剂等均匀分散其中，再经热模成型、辐射交联、离析成孔、冷冻干燥，即可获得耐热抗压型硅橡胶泡沫材料；该材料不仅具有较宽的压缩平台区(大于15.00％)，同时具有较低的最大热分解速度(低于0.80％/℃)，且环境友好(成品无异味)。
[0005]本专利技术的目的由以下技术措施实现，其中所述组份份数除特殊说明外，均为重量份数。
[0006]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种耐热抗压型硅橡胶泡沫材料，以重量份计，其配方包括：硅橡胶混炼胶100份、功能化助剂5～70份、复合融合剂3～8份、泡沫成孔剂150～200份。
[0007]优选的是，所述硅橡胶混炼胶为质量比为10:2～3的硅橡胶生胶与白炭黑的混合物，并在使用前加入羟基硅油开炼捏合；所述硅橡胶生胶为苯基含量为0％～7％的硅橡胶生胶和/或乙烯基含量为0.05～1.00％的硅橡胶生胶；白炭黑为市售白炭黑的任意一种；羟基硅油为市售羟基硅油的任意一种。
[0008]优选的是，所述功能化助剂为经预处理的氧化铈，其用于改善硅橡胶泡沫材料的抗压及耐热性能；使用前将氧化铈固体粉末用含有羟基硅油的乙醇预浸液进行充分浸渍，之后在真空或氮气氛围下烘焙至干燥，制成功能化助剂；其中，氧化铈固体粉末的纯度不低于99％、粒径不大于5μm。
[0009]优选的是，所述复合融合剂为质量比为1～3:10的羟基硅油与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物；复合融合剂用于进一步提升所添加助剂与硅橡胶的界面融合性，同时也作为辐射交联的敏化剂，界面融合剂的制备方法为：将羟基硅油加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中，之后充分振荡并消泡，制成复合融合剂；其中，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯为液态，且含有225ppm的氢醌单甲醚。
[0010]优选的是，所述泡沫成孔剂为尿素，使用前先将尿素在真空或氮气氛围下充分烘焙，之后研磨、筛分，取粒径不大于500μm的筛分物，作为泡沫成孔剂。
[0011]本专利技术还提供一种耐热抗压型硅橡胶泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
[0012]步骤一、按重量份，取100份苯基含量为0～7％和/或乙烯基含量为0.05～1.00％的硅橡胶生胶置入双棍开炼机中，40～70℃下，加入2～3份羟基硅油、20～30份白炭黑，开炼捏合8～10分钟，制成硅橡胶混炼胶待用；
[0013]步骤二、取100份氧化铈固体粉末，用100～200份含有质量浓度0.5～1.0％羟基硅油的乙醇预浸液浸渍4～6小时，之后在真空或氮气氛围下50～60℃烘焙2～3小时，制成功能化助剂待用；
[0014]步骤三、按质量比为1～3:10，将羟基硅油加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯液体中，置于氮气置换箱内振荡1～2小时，然后消泡处理0.5～1.0小时，制成复合融合剂待用；
[0015]步骤四、取尿素在真空或氮气氛围下50～60℃烘焙8～12小时，之后研磨、筛分，取粒径不大于500μm的筛分物，作为泡沫成孔剂待用；
[0016]步骤五、将硅橡胶混炼胶100份置入双棍开炼机中，40～70℃下混炼，依次加入功能化助剂5～70份、复合融合剂3～8份、泡沫成孔剂150～200份，继续混炼20～30分钟，取下，密封储存10～20小时，再次置入双棍开炼机中，40～70℃下返炼10～20分钟；将经返炼的物料置于模具中，40～50℃下压延制成片材；
[0017]步骤六、将片材塑封后，置于γ射线辐照场或电子加速器内辐照交联；辐照完成后，拆除塑封，置于可溶份通量离析装置内，在可溶份通量离析装置内加入水，加热至90～100℃，处理48～72h，取出冷冻干燥，即得耐热抗压型硅橡胶泡沫材料。
[0018]优选的是，所述步骤六中，置于γ射线辐照场或电子加速器内辐照的累计吸收剂量在30～150KGy。
[0019]优选的是，所述步骤六中，可溶份通量离析装置的结构包括：
[0020]溶剂承载模块，其包括：
[0021]溶剂槽，其底部侧面设置有带手动阀的废液排放管；
[0022]震动泵，其设置在溶剂槽的内侧底部中央处；
[0023]加热器，其设置在溶剂槽的内侧底部边缘处；
[0024]控制器，其设置在溶剂槽的外侧且与加热器连接；
[0025]至少四个支撑弹簧，其设置在溶剂槽的内侧底部，且均匀布置在震动泵的四周；
[0026]样品承载模块，其设置在溶剂槽内，所述样品承载模块包括：
[0027]样品池，其内侧设置有自动排液器；
[0028]至少四个振荡支柱，其均匀设置在样品池的底部，且至少四个振荡支柱与溶剂槽的至少四个支撑弹簧相匹配连接；所述样品池的底部与震动泵的顶部相接触；
[0029]冷凝导流模块，其连接在溶剂承载模块上方；所述冷凝导流模块包括：
[0030]密封盖，其内四周设置有导流裙；所述密封盖扣合连接在溶剂槽上；
[0031]环形冷凝器，其设置在密封盖顶部中央处；所述环形冷凝器的中部设置有视窗；
[0032]安全阀，其设置在密封盖的顶部；
[0033]其中，在所述样品池内放置拆除塑封的片材，然后在样品池和溶剂槽内均加入溶剂，并确保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐热抗压型硅橡胶泡沫材料，其特征在于，以重量份计，其配方包括：硅橡胶混炼胶100份、功能化助剂5～70份、复合融合剂3～8份、泡沫成孔剂150～200份。2.如权利要求1所述的耐热抗压型硅橡胶泡沫材料，其特征在于，所述硅橡胶混炼胶为质量比为10:2～3的硅橡胶生胶与白炭黑的混合物，并在使用前加入羟基硅油开炼捏合；所述硅橡胶生胶为苯基含量为0％～7％的硅橡胶生胶和/或乙烯基含量为0.05～1.00％的硅橡胶生胶。3.如权利要求1所述的耐热抗压型硅橡胶泡沫材料，其特征在于，所述功能化助剂为经预处理的氧化铈，即将氧化铈固体粉末用含有羟基硅油的乙醇预浸液进行充分浸渍，之后在真空或氮气氛围下烘焙至干燥，制成功能化助剂；其中，氧化铈固体粉末的纯度不低于99％、粒径不大于5μm。4.如权利要求1所述的耐热抗压型硅橡胶泡沫材料，其特征在于，所述复合融合剂为质量比为1～3:10的羟基硅油与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物；界面融合剂的制备方法为：将羟基硅油加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中，之后充分振荡并消泡，制成复合融合剂；其中，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯为液态，且含有225ppm的氢醌单甲醚。5.如权利要求4所述的耐热抗压型硅橡胶泡沫材料，其特征在于，所述泡沫成孔剂为尿素，使用前先将尿素在真空或氮气氛围下充分烘焙，之后研磨、筛分，取粒径不大于500μm的筛分物，作为泡沫成孔剂。6.一种耐热抗压型硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按重量份，取100份苯基含量为0～7％和/或乙烯基含量为0.05～1.00％的硅橡胶生胶置入双棍开炼机中，40～70℃下，加入2～3份羟基硅油、20～30份白炭黑，开炼捏合8～10分钟，制成硅橡胶混炼胶待用；步骤二、取100份氧化铈固体粉末，用100～200份含有质量浓度0.5～1.0％羟基硅油的乙醇预浸液浸渍4～6小时，之后在真空或氮气氛围下50～60℃烘焙2～3小时，制成功能化助剂待用；步骤三、按质量比为1～3:10，将羟基硅油加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯液体中，置于氮气置换箱内振荡1～2小时，然后消泡处理0.5～1.0小时，制成复合融合剂待用；步骤四、取尿素在真空或氮气氛围下50～60℃烘焙8～12小时，之后研磨、筛分，取粒径不大于500μm的筛分物，作为泡沫成孔剂待用；步骤五、将硅橡胶混炼胶100份置入双棍开炼机中，40～70℃下混炼，依次加入功能化助剂5～70份、复合融合剂3～8份、泡沫成孔剂150～200份，继续混炼20～30分钟，取下，密封储存10～20小时，再次置入双棍开炼机中，40～70℃下返炼10～20分钟；将经返炼的物料置于模具中，40～50℃下压延制成片材；步骤六、将片材塑封后，置于γ射线辐照场或电子加速器内辐照交联；辐照完成后，拆除塑封，置于可溶份通量离析装置内，在可溶份通量离析装置内加入水，加热至90～100℃，处理48～72h...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宏涛，高小铃，曾光，蒋韬，张行泉，连启会，王玉秋，李宗军，
申请(专利权)人：绵阳利泉科技有限责任公司西南科技大学，
类型：发明
国别省市：