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。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過聚氨基甲酸酯和硅微粉的有機-無機協(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)定性好以及機械強度高，耐熱性能好。
【專利說明】一種新型模具膠及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于硅橡膠材料【技術領域】，尤其是涉及一種新型模具膠及其制備方法，具體來說是一種尺寸穩(wěn)定性好、熱收縮率低，耐熱性能好，機械強度高的新型模具膠及其制備方法。
【背景技術】
[0002]硅膠，也稱硅橡膠，具有耐高溫、耐腐蝕、抗撕拉性強、仿真精度高等優(yōu)點，因此被廣泛應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，每個硅原子上含有I~2個有機基團(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):良好的化學穩(wěn)定性、無毒、無腐蝕性；流動性好，能自動充滿模具；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，紋飾逼真；制模速度快，一般20小時內(nèi)即可制成模具。
[0004]但是，在長期使用過程中發(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)品的紋飾精細度及外觀，且導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，是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統(tǒng)稱，它是由有機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；對于尖銳物質(zhì)的沖擊`有很好的抵抗作用；撕裂強度大并且裂痕的傳播范圍小；永久變形能力?。粡驮芰?，拉伸強度高，位移補償能力強；固化前后體積變化??；使用范圍溫度范圍寬。并且,耐霉菌性能好,無污染等優(yōu)點
[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。硅微粉是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料。由于它具備耐溫性好、耐酸堿腐蝕、導熱性差、高絕緣、低膨脹、化學性能穩(wěn)定、硬度大等優(yōu)良的性能，被大量應用在塑料，硅橡膠、國防等領域。
[0007]申請?zhí)枮?01310092828.X的中國專利公開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、硅樹脂、晶須作為原料制備得到模具膠，該種模具膠因為采用的硅樹脂和晶須的協(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無機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械強度；再者所選用的硅微粉價格較硫酸鈣晶須較便宜，更具有經(jīng)濟性和實用性。

【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，機械強度高的新型模具膠及其制備方法。
[0009]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(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堿、有機錫或含鉬催化劑。
[0013]作為優(yōu)選的實施方式，催化劑為含鉬催化劑。
[0014]作為更加優(yōu)選的實施方式，有機堿為丁基鋰，苯基鋰。
[0015]作為更加優(yōu)選的實施方式，有機錫為二丁基錫、辛酸亞錫。
[0016]作為更加優(yōu)選的實施方式，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、球形娃微粉或超細球形娃微粉中的至少一種。
[0018]作為優(yōu)選的實施方式，娃微粉優(yōu)選5000目的超細球形娃微粉。
[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，即制備得到模具膠。
[0022]步驟a)中攪拌速率為900~1500轉/分鐘。
[0023]步驟b)中攪拌速率為900~1500轉/分鐘，抽氣的真空度為150~160Pa，固化反應的時間為10~12小時。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過聚氨基甲酸酯和硅微粉的有機-無機協(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、化學性能穩(wěn)定好的硅微粉作為填充劑及其有機聚合物-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，耐熱性能以及機械強度得到很大的提高，能改善所制造產(chǎn)品的紋飾精細度和外觀及延長模具的使用壽命，具有實用價值和應用前景。
【具體實施方式】
[0025]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0026]實施例中所用的聚氨基甲酸酯為市購產(chǎn)品，由上海杰德惠化學科技有限公司生產(chǎn)，牌號為JDH-02-S ;所用的硅微粉的平均長徑比為0.2-0.5 μ m,為市購產(chǎn)品，由深圳市吉田化工有限公司生產(chǎn)，牌號為5000#。
[0027]實施例1
[0028]將25克聚氨基甲酸酯與5克超細球形硅微粉于室溫下混合，在1500rpm轉速下攪拌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，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0029]對比例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，得到普通的RTV模具膠。
[0031]對比例1.2
[0032]將25克聚氨基甲酸酯與5克超細球形硅微粉于室溫下混合，在1500rpm轉速下攪拌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，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0033]實施例2
[0034]將20克聚氨基甲酸酯與10克超細球形硅微粉于室溫下混合，在1200rpm轉速下攪拌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，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0035]對比例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，得到普通的RTV模具膠。
[0037]對比例2.3
[0038]將20克聚氨基`甲酸酯與10克超細球形硅微粉于室溫下混合，在1200rpm轉速下攪拌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，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0039]實施例3
[0040]將15克聚氨基甲酸酯與15克超細球形硅微粉于室溫下混合，在900rpm轉速下攪拌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，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0041]對比例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，在室溫下進行固化反應10小時，得到普通的RTV模具膠。
[0043]對比例3.2
[0044]將15克聚氨基甲酸酯與15克超細球形硅微粉于室溫下混合，在900rpm轉速下攪拌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，得到本發(fā)明所述的模具膠。
[0045]按ASTM D696-2003,采用ZRPY-300熱機械分析儀，STA-PT1000熱失重分析儀，GT-TCS-2000電腦系統(tǒng)拉力試驗機上測試上述實施例和對比例所制得的模具膠的熱膨脹系列參數(shù)，測試數(shù)據(jù)見表1所示。[0046]表1.模具膠的熱膨脹系列參數(shù)數(shù)據(jù)
【權利要求】
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堿、有機錫或含鉬催化劑。
4.根據(jù)權利要求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)權利要求3所述的一種新型模具膠，其特征在于，所述的有機堿為丁基鋰，苯基鋰；所述的有機錫為二丁基錫、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、球形娃微粉或超細球形娃微粉中的至少一種。
7.根據(jù)權利要求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目的超細球形硅微粉。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項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，即制備得到模具膠。
9.根據(jù)權利要求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/分鐘。
10.根據(jù)權利要求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/分鐘，抽氣的真空度為150~160Pa，固化反應的時間為10~12小時。
【文檔編號】C08K7/18GK103497518SQ201310414939
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權日:2013年9月12日
【發(fā)明者】王軍華, 王錦成, 杜有成, 趙雯, 趙藝 申請人:上海工程技術大學