一種新型環(huán)保雙組份絕熱保溫硅橡膠及其制備方法與流程

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本發(fā)明涉及硅橡膠領(lǐng)域，特別涉及一種雙組份絕熱保溫硅橡膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

根據(jù)設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則，絕熱材料是指在平均溫度等于或小于623K(350℃)時(shí)熱導(dǎo)率小于0.14W/(m·K)的材料。一般用來防止熱力設(shè)備及管道熱量散失，或者在冷凍和低溫下使用，因而又稱為保溫或保冷材料。絕熱材料種類繁多，按照材質(zhì)可分為無機(jī)材料、有機(jī)高分子材料和金屬材料。廣泛用于建筑、冶金、化工、石油、建材、機(jī)械等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位。

鄭州大學(xué)楊久俊教授以自粉煤灰中分離提取的粒徑大于44μm，表觀密度大于1.0g/m³的厚壁空心微珠為主要原料，加入適量的高鋁水泥和聚合鋁作為粘結(jié)劑，生產(chǎn)了不燒粉煤灰微珠隔熱磚，具有導(dǎo)熱率低、加熱永久線變化率低、抗震性能好等特點(diǎn)。

北京科技大學(xué)楊海龍教授以正硅酸乙酯為硅源，采用兩步溶膠凝膠法結(jié)合超臨界干燥技術(shù)制備出塊狀無裂紋二氧化硅氣凝膠，其體積密度為50-300kg/m³，熱學(xué)測試表面，常溫常壓下體積密度為100kg/m³的樣品的導(dǎo)熱系數(shù)為0.02W/(m·K)。

賈夢秋等以環(huán)氧樹脂為基體，加入空心玻璃微珠及中空微球，制備了隔熱性能和抗?jié)B性優(yōu)良的隔熱涂料。Raouf等在隔熱保溫涂料中添加微米級富勒烯薄膜，由于其具有絕熱性和高發(fā)射率的特性。因此，該涂料具有高效的隔熱保溫性。美國盾牌(Thermo-shield)節(jié)能涂料，該涂料中含有許多極細(xì)的陶瓷泡，對太陽光有很高的反射率，干燥后陶瓷泡緊密排列形成隔熱保溫層。Shinkareva等將空心玻璃微球鍍鎳后作為隔熱骨料，制備了具有良好隔熱性能、較低電阻率的保溫涂料。Nahar等對太陽光的冷卻技術(shù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測得涂覆反射涂料的室內(nèi)溫度比未涂反射涂料的室內(nèi)溫度低很多。

然而，現(xiàn)有的絕熱保溫材料還存在許多不足，例如尚缺乏耐候性優(yōu)良、以及較為環(huán)保的基體材料，例如有的使用環(huán)氧樹脂為基體，而環(huán)氧樹脂易黃變，低溫易脆裂；有的使用丙烯酸類乳液做基體，丙烯酸類產(chǎn)品化學(xué)毒性大，不環(huán)保，對人體有傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新型環(huán)保雙組份絕熱保溫硅橡膠，不僅環(huán)保，而且耐候性佳，絕熱保溫性能優(yōu)異。

本發(fā)明為達(dá)到其目的，采用的技術(shù)方案如下：

一種環(huán)保雙組份絕熱保溫硅橡膠，其配方包括A組分和B組分，其中，所述A組分包括如下質(zhì)量份的原料：粘度為200cps-150000cps的端羥基聚二甲基硅氧烷(PDMS)100份；10≤D50≤100微米的空心玻璃微珠(HG)5-30份；300m²/g≤比表面積≤1000m²/g二氧化硅氣凝膠1-40份；增量填料50-150份；比表面積≥150m²/g的補(bǔ)強(qiáng)填料1-10份；所述B組分包括如下質(zhì)量份的原料：交聯(lián)劑10-50份；催化劑0.005-10份；溶劑5-100份；偶聯(lián)劑0.1-50份。

本發(fā)明環(huán)保雙組份絕熱保溫硅橡膠，優(yōu)選粘度為200cps-150000cps的端羥基聚二甲基硅氧烷，若粘度低于200cps，會(huì)導(dǎo)致交聯(lián)密度過大而發(fā)生脆裂；粘度高于150000cps，則會(huì)使膠的涂覆性變差。優(yōu)選10微米≤D50≤100微米的空心玻璃微珠(HG)，若粒徑太小，會(huì)使膠粘度增大，填充量減少；粒徑太大，則會(huì)使膠的表面光澤變差。優(yōu)選300m²/g≤比表面積≤1000m²/g的二氧化硅氣凝膠，若比表面積過小，有機(jī)硅氣凝膠不能發(fā)揮其隔熱效果，比表面積過大，則不易分散到膠中。優(yōu)選比表面積≥150m²/g的補(bǔ)強(qiáng)填料，若比表面積過小會(huì)造成沉降、分層。本發(fā)明通過上述方案可制備一種不僅環(huán)保，而且耐候性佳，絕熱保溫性能優(yōu)異的新型環(huán)保雙組份絕熱保溫硅橡膠。

優(yōu)選的，A組分和B組分的質(zhì)量比為8～12:1。

優(yōu)選的，所述增量填料選自高嶺土、硅微粉、滑石粉、硅藻土、硼酸鋅中的至少一種；所述增量填料的粒徑優(yōu)選為400-5000目，更優(yōu)選為高嶺土，優(yōu)選粒徑為400-5000目的高嶺土可以保證填料的填充量較大，同時(shí)不會(huì)發(fā)生沉降。

優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑選自正硅酸丙酯、正硅酸乙酯、SI-40、SI-28、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一種。

優(yōu)選的，所述催化劑選自二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫、辛酸亞錫、二(十二烷基硫)二丁基錫、鈦酸丙酯、鈦酸丁酯、或上述催化劑的螯合物中的至少一種。

優(yōu)選的，所述溶劑選自二甲基二乙氧基硅烷、端甲基聚二甲基硅氧烷中的至少一種。

作為一種具體實(shí)施方式，所述偶聯(lián)劑選自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。

作為一種具體實(shí)施方式，所述補(bǔ)強(qiáng)填料選自氣相二氧化硅、甲基MQ樹脂、乙烯基MQ樹脂、沉淀白炭黑中的至少一種。

作為一種優(yōu)選方案，采用二氧化硅氣凝膠粉體，其孔隙率大于90％，孔徑在30-80nm，表面疏水。

本發(fā)明第二方面提供一種上文所述的環(huán)保雙組份絕熱保溫硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：

1)將A組分各原料加入攪拌機(jī)內(nèi)，加熱到100℃，抽真空，保持真空度為-0.07～-0.12MPa，攪拌1-4小時(shí)，冷卻至室溫；

2)將B組分加入攪拌機(jī)中，抽真空，保持真空度為-0.07～-0.12MPa，攪拌20-50分鐘；

3)將A組分和B組分混合均勻，真空脫泡。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案，具有如下有益效果：

1、本發(fā)明采用空心玻璃微珠與二氧化硅氣凝膠按照一定比例復(fù)配，可以有效提高硅橡膠的保溫效果。

2、本發(fā)明以粘度為200cps-150000cps的端羥基聚二甲基硅氧烷為基體材料的保溫材料，不僅環(huán)保，且耐候性能優(yōu)異，在具體實(shí)施方式中，可以采用400cps、500cps、1000cps、10000cps等粘度的端羥基聚二甲基硅氧烷作為基礎(chǔ)樹脂。

3、本發(fā)明的優(yōu)選配方體系中，添加特定粒徑的高嶺土，可以達(dá)到很好的增量、增硬目的。

4、本發(fā)明的環(huán)保雙組份絕熱保溫硅橡膠不僅耐候性佳，而且保溫性能好，其導(dǎo)熱系數(shù)在0.01-0.12W/(m·K)；而且，本發(fā)明的硅橡膠綠色環(huán)保，不會(huì)對人體造成傷害。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1

A組分：在雙行星攪拌機(jī)中加入1000g 20000cps PDMS，100g HG，10g比表面積400m²/g的二氧化硅氣凝膠，500g高嶺土，20g比表面積≥150m²/g的氣相二氧化硅。加熱到100℃，之后抽真空，保持真空度-0.09MPa，公轉(zhuǎn)45HZ，自轉(zhuǎn)45HZ。在以上條件下攪拌2小時(shí)，之后冷卻至室溫，既得。所用二氧化硅氣凝膠為貴州航天烏江機(jī)電設(shè)備有限責(zé)任公司提供的氣凝膠粉體，孔隙率要大于90％，孔徑在30-80nm，表面疏水。

B組分：在雙行星攪拌機(jī)中加入正硅酸丙酯200g；二月桂酸二丁基錫10g；二甲基二乙氧基硅烷200g；γ―氨丙基三乙氧基硅烷20份。抽真空，保持真空度-0.09MPa，公轉(zhuǎn)30HZ，自轉(zhuǎn)10HZ，攪拌30分鐘出料，既得。