一種新型模具膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型模具膠及其制備方法，由以下組分及重量份含量的原料制備得到：含乙烯基或丙烯基端基的聚硅氧烷96～98、含氫聚硅氧烷2～4、催化劑0.2～0.4、聚氨基甲酸酯5～25、硅微粉5～15，在室溫下，將硅微粉和聚氨基甲酸酯在攪拌混勻后加入含乙烯基或丙烯基端基的聚硅氧烷中，再加入含氫聚硅氧烷和催化劑，攪拌均勻后，真空抽氣以排出其中的氣泡，然后在室溫下固化反應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)聚氨基甲酸酯和硅微粉的有機(jī)-無(wú)機(jī)協(xié)同增韌作用，使所制備的模具膠的熱收縮率明顯降低，尺寸穩(wěn)定性好以及機(jī)械強(qiáng)度高，耐熱性能好。
【專利說(shuō)明】一種新型模具膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硅橡膠材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種新型模具膠及其制備方法，具體來(lái)說(shuō)是一種尺寸穩(wěn)定性好、熱收縮率低，耐熱性能好，機(jī)械強(qiáng)度高的新型模具膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅膠，也稱硅橡膠，具有耐高溫、耐腐蝕、抗撕拉性強(qiáng)、仿真精度高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于工藝品以及文化石模具等材料的制造中。
[0003]專門用于生產(chǎn)工藝品模具的硅膠稱為模具膠，一般用室溫硫化硅橡膠(簡(jiǎn)稱RTV)制造。RTV是一種高分子彈性體，它是以硅原子和氧原子為骨架的合成材料，每個(gè)硅原子上含有I~2個(gè)有機(jī)基團(tuán)(主要是甲基)，是一種帶有S1-O-Si鏈帶的纖維狀高分子聚合物。因此，RTV具有以下性質(zhì):良好的化學(xué)穩(wěn)定性、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性；流動(dòng)性好，能自動(dòng)充滿模具；可控制硫化速度，室溫常壓下硫化，便于操作良好的脫模性；仿真性強(qiáng)，紋飾逼真；制模速度快，一般20小時(shí)內(nèi)即可制成模具。
[0004]但是，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在高溫高濕條件下，現(xiàn)有模具膠制造的RTV模具的熱收縮率較大，尺寸穩(wěn)定性較差，耐熱性能差影響了所制造產(chǎn)品的紋飾精細(xì)度及外觀，且導(dǎo)致模具使用壽命較短，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0005]聚氨基甲酸酯又稱聚氨酯，是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱，它是由有機(jī)二異氰酸酯與羥基化合物加聚而成。具有回彈性能佳；耐磨性優(yōu)良；對(duì)于尖銳物質(zhì)的沖擊`有很好的抵抗作用；撕裂強(qiáng)度大并且裂痕的傳播范圍小；永久變形能力??；復(fù)原能力好，拉伸強(qiáng)度高，位移補(bǔ)償能力強(qiáng)；固化前后體積變化小；使用范圍溫度范圍寬。并且,耐霉菌性能好,無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)
[0006]硅微粉是由天然石英(Si02)或熔融石英(天然石英經(jīng)高溫熔融、冷卻后的非晶態(tài)Si02)經(jīng)破碎、球磨、浮選、酸洗提純、高純水處理等多道工藝加工而成的微粉。硅微粉是一種無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染的無(wú)機(jī)非金屬材料。由于它具備耐溫性好、耐酸堿腐蝕、導(dǎo)熱性差、高絕緣、低膨脹、化學(xué)性能穩(wěn)定、硬度大等優(yōu)良的性能，被大量應(yīng)用在塑料，硅橡膠、國(guó)防等領(lǐng)域。
[0007]申請(qǐng)?zhí)枮?01310092828.X的中國(guó)專利公開(kāi)了一種模具膠及其制備方法，采用含乙烯基端基的聚硅氧烷、含氫聚硅氧烷、催化劑、硅樹(shù)脂、晶須作為原料制備得到模具膠，該種模具膠因?yàn)椴捎玫墓铇?shù)脂和晶須的協(xié)同增韌作用，制備的模具膠在熱收縮率方面性能得到了提高，而本發(fā)明采用硅微粉和聚氨基甲酸酯有機(jī)無(wú)機(jī)增韌作用制得的模具膠不光在熱收縮率方面有較大的提高，而且還改善了其尺寸穩(wěn)定性以及耐熱性能和機(jī)械強(qiáng)度；再者所選用的硅微粉價(jià)格較硫酸鈣晶須較便宜，更具有經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種既保證熱收縮率低、又使得尺寸穩(wěn)定性好，耐熱性能好，機(jī)械強(qiáng)度高的新型模具膠及其制備方法。
[0009]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0010]一種新型模具膠，由以下組分及重量份含量的原料制備得到:含乙烯基或丙烯基端基的聚硅氧烷96~98、含氫聚硅氧烷2~4、催化劑0.2~0.4、聚氨基甲酸酯5~25、娃微粉5~15。[0011]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，原料組成中采用含丙烯基端基的聚硅氧烷。
[0012]所述的催化劑為有機(jī)堿、有機(jī)錫或含鉬催化劑。
[0013]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，催化劑為含鉬催化劑。
[0014]作為更加優(yōu)選的實(shí)施方式，有機(jī)堿為丁基鋰，苯基鋰。
[0015]作為更加優(yōu)選的實(shí)施方式，有機(jī)錫為二丁基錫、辛酸亞錫。
[0016]作為更加優(yōu)選的實(shí)施方式，含鉬催化劑為氯鉬酸。
[0017]娃微粉選自普通娃微粉、熔融娃微粉、球形娃微粉或超細(xì)球形娃微粉中的至少一種。
[0018]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，娃微粉優(yōu)選5000目的超細(xì)球形娃微粉。
[0019]新型模具膠的制備方法采用以下步驟:
[0020]a)在室溫下，將硅微粉和聚氨基甲酸酯在攪拌混勻后加入含乙烯基或丙烯基端基的聚硅氧烷中；
[0021]b)加入含氫聚硅氧烷和催化劑，攪拌均勻后，真空抽氣以排出其中的氣泡，然后在室溫下固化反應(yīng)，即制備得到模具膠。
[0022]步驟a)中攪拌速率為900~1500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0023]步驟b)中攪拌速率為900~1500轉(zhuǎn)/分鐘，抽氣的真空度為150~160Pa，固化反應(yīng)的時(shí)間為10~12小時(shí)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)聚氨基甲酸酯和硅微粉的有機(jī)-無(wú)機(jī)協(xié)同增韌作用，使所制備的模具膠的熱收縮率明顯降低，而且由于加入耐溫性好、低膨脹、化學(xué)性能穩(wěn)定好的硅微粉作為填充劑及其有機(jī)聚合物-聚氨基甲酸酯發(fā)揮的協(xié)同增韌作用，使得模具膠的尺寸穩(wěn)定性，耐熱性能以及機(jī)械強(qiáng)度得到很大的提高，能改善所制造產(chǎn)品的紋飾精細(xì)度和外觀及延長(zhǎng)模具的使用壽命，具有實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]實(shí)施例中所用的聚氨基甲酸酯為市購(gòu)產(chǎn)品，由上海杰德惠化學(xué)科技有限公司生產(chǎn)，牌號(hào)為JDH-02-S ;所用的硅微粉的平均長(zhǎng)徑比為0.2-0.5 μ m,為市購(gòu)產(chǎn)品，由深圳市吉田化工有限公司生產(chǎn)，牌號(hào)為5000#。
[0027]實(shí)施例1
[0028]將25克聚氨基甲酸酯與5克超細(xì)球形硅微粉于室溫下混合，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5分鐘，倒入98克含乙烯基端基的聚硅氧烷中，并加入2克含氫聚硅氧烷和0.2克氯鉬酸，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5分鐘，然后于150Pa的真空度下抽氣以排出其中的氣泡；再將其倒入特氟龍模具中，室溫下固化12小時(shí)，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0029]對(duì)比例1.1[0030]向98克含乙烯基端基的聚硅氧烷中，加入2克含氫聚硅氧烷和0.2克氯鉬酸，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5分鐘，然后于150Pa的真空度下抽氣以排出其中的氣泡；再將其倒入特氟龍模具中，室溫下固化12小時(shí)，得到普通的RTV模具膠。
[0031]對(duì)比例1.2
[0032]將25克聚氨基甲酸酯與5克超細(xì)球形硅微粉于室溫下混合，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5分鐘，倒入98克含丙烯基端基的聚硅氧烷中，并加入2克含氫聚硅氧烷和0.2克氯鉬酸，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5分鐘，然后于150Pa的真空度下抽氣以排出其中的氣泡；再將其倒入特氟龍模具中，室溫下固化12小時(shí)，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0033]實(shí)施例2
[0034]將20克聚氨基甲酸酯與10克超細(xì)球形硅微粉于室溫下混合，在1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，倒入97克含乙烯基端基的聚硅氧烷中，并加入3克含氫聚硅氧烷和0.3克氯鉬酸，在1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，然后于155Pa的真空度下抽氣以排出其中的氣泡；再將其倒入特氟龍模具中，室溫下固化11小時(shí)，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0035]對(duì)比例2.2
[0036]向97克含乙烯基端基的聚硅氧烷中，并加入3克含氫聚硅氧烷和0.3克氯鉬酸，在1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，然后于155Pa的真空度下抽氣以排出其中的氣泡；再將其倒入特氟龍模具中，室溫下固化11小時(shí)，得到普通的RTV模具膠。
[0037]對(duì)比例2.3
[0038]將20克聚氨基`甲酸酯與10克超細(xì)球形硅微粉于室溫下混合，在1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，倒入97克含丙烯基端基的聚硅氧烷中，并加入3克含氫聚硅氧烷和0.3克氯鉬酸，在1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，然后于155Pa的真空度下抽氣以排出其中的氣泡；再將其倒入特氟龍模具中，室溫下固化11小時(shí)，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0039]實(shí)施例3
[0040]將15克聚氨基甲酸酯與15克超細(xì)球形硅微粉于室溫下混合，在900rpm轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，倒入96克含乙烯基端基的聚硅氧烷中，并加入4克含氫聚硅氧烷和0.4克氯鉬酸，在900rpm轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，然后于160Pa的真空度下抽氣以排出其中的氣泡；再將其倒入特氟龍模具中，室溫下固化10小時(shí)，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0041]對(duì)比例3.1
[0042]向96克含乙烯基端基的聚硅氧烷中，并加入4克含氫聚硅氧烷和0.4克氯鉬酸，在900rpm轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，然后于160Pa的真空度下抽氣以排出其中的氣泡；再將其倒入特氟龍模具中，在室溫下進(jìn)行固化反應(yīng)10小時(shí)，得到普通的RTV模具膠。
[0043]對(duì)比例3.2
[0044]將15克聚氨基甲酸酯與15克超細(xì)球形硅微粉于室溫下混合，在900rpm轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，倒入96克含丙烯基端基的聚硅氧烷中，并加入4克含氫聚硅氧烷和0.4克氯鉬酸，在900rpm轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，然后于160Pa的真空度下抽氣以排出其中的氣泡；再將其倒入特氟龍模具中，室溫下固化10小時(shí)，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0045]按ASTM D696-2003,采用ZRPY-300熱機(jī)械分析儀，STA-PT1000熱失重分析儀，GT-TCS-2000電腦系統(tǒng)拉力試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試上述實(shí)施例和對(duì)比例所制得的模具膠的熱膨脹系列參數(shù)，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1所示。[0046]表1.模具膠的熱膨脹系列參數(shù)數(shù)據(jù)
【權(quán)利要求】
1.一種新型模具膠，其特征在于，由以下組分及重量份含量的原料制備得到:含乙烯基或丙烯基端基的聚硅氧烷96~98、含氫聚硅氧烷2~4、催化劑0.2~0.4、聚氨基甲酸酯5~25、娃微粉5~15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型模具膠，其特征在于，原料組成中優(yōu)選含丙烯基端基的聚硅氧烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型模具膠，其特征在于，所述的催化劑為有機(jī)堿、有機(jī)錫或含鉬催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型模具膠，其特征在于，所述的催化劑優(yōu)選含鉬催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型模具膠，其特征在于，所述的有機(jī)堿為丁基鋰，苯基鋰；所述的有機(jī)錫為二丁基錫、辛酸亞錫，所述的含鉬催化劑為氯鉑酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型模具膠，其特征在于，所述的硅微粉選自普通硅微粉、熔融娃微粉、球形娃微粉或超細(xì)球形娃微粉中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型模具膠，其特征在于，所述的硅微粉優(yōu)選5000目的超細(xì)球形硅微粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的新型模具膠的制備方法，其特征在于，該方法采用以下步驟: a)在室溫下，將硅微粉和聚氨基甲酸酯在攪拌混勻后加入含乙烯基或丙烯基端基的聚硅氧烷中； b)加入含氫聚硅氧烷和催化劑，攪拌均勻后，真空抽氣以排出其中的氣泡，然后在室溫下固化反應(yīng)，即制備得到模具膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種新型模具膠的制備方法，其特征在于，步驟a)中攪拌速率為900~1500轉(zhuǎn)/分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種新型模具膠的制備方法，其特征在于，步驟b)中攪拌速率為900~1500轉(zhuǎn)/分鐘，抽氣的真空度為150~160Pa，固化反應(yīng)的時(shí)間為10~12小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C08K7/18GK103497518SQ201310414939
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】王軍華, 王錦成, 杜有成, 趙雯, 趙藝 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)