[发明专利]韧性高模量的硅树脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种韧性高模量的硅树脂组合物及其制备方法。

背景技术

有机硅树脂的耐高温、耐寒性、耐候性优良，在-50～300℃的温度范围内力学性能较为稳定，由于其玻璃化转变温度较低(-70～-140℃)、比重小、易于成型为各种形状，具有良好的吸收机械能的特性，广泛用作舰船、车辆及飞行器等的动力机械以及仪器仪表、电子元器件的振动隔离和缓冲减震材料。

普通的硅树脂材料压缩模量小（<10MPa）、吸收机械能的能力较差，难以满足精密仪器仪表缓冲减震和振动隔离的使用要求。在有机硅树脂/不饱和羧酸金属盐共混增强研究中发现，采用大用量（80～150份）不饱和羧酸金属盐增强硅树脂材料，虽然材料的压缩模量得到了大幅提高，由不足10MPa上升至0.5GPa、甚至1GPa以上，但是在压缩模量大于0.8GPa条件下，在压缩或冲击过程中高模量硅树脂表现为脆性，在超过其压缩强度后迅即开裂、而不是发生塑性变形，其断裂应变小于5%，在落锤冲击作用下易于破碎，因此该材料难以满足实际使用的要求。

在发明专利CN101481502中提出，采用硅橡胶生胶50份，配合白炭黑25份、助剂0.2、三氧化二铁2、过氧化二异丙苯2、氧化锌7、甲基丙烯酸14.4的配方，通过混炼、硫化可获得高拉伸强度（8.5MPa）的强韧硅橡胶。该文献中采用了甲基丙烯酸与氧化锌就地（in-site）反应生成甲基丙烯酸锌（不饱和羧酸盐）的方法，但其实际用量按生胶为100质量份时约有40质量份。在文献2（2011年全国高分子学术论文报告会文集（大连），2011，344）中提出的采用甲基丙烯酸锌作为甲基乙烯基硅橡胶的增强剂，并认为在过氧化物用量为5质量份、甲基丙烯酸锌用量在40质量份时补强效果最好。从上述文献中的数据来看，其不饱和羧酸盐的用量范围较小，难以达到较高的压缩模量（>200MPa）的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种韧性高模量的硅树脂组合物及其制备方法，该组合物在高温和必要的压力条件下硫化或交联，得到所需形状的具有优良耐高低温特性的韧性硅树脂材料。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种韧性高模量的硅树脂组合物，包括下述重量份的组分：

成分A：聚合度不低于4000的有机聚硅氧烷，100重量份；

成分B：比表面积不低于50m²/g的二氧化硅填料，30～70质量份；

成分C：不饱和羧酸金属盐，80～150质量份；

成分D：增韧剂组合物，8～40重量份；

成分E：有机过氧化物，0.5～10重量份。

进一步的技术方案是：所述的不饱和羧酸金属盐中的不饱和羧酸为甲基丙烯酸、丙烯酸、巴豆酸、肉桂酸、反-2-甲基-2-丁烯酸、马来酸、月桂酸、油酸、亚油酸中一种或几种；不饱和羧酸金属盐中的金属原子为锂、钠、钾、镁、铝、铁、锌、钙、钛、锰、铜中一种或几种。

进一步的技术方案是：所述的增韧剂组合物为饱和脂肪酸金属盐，异丁烯-异戊二烯共聚物及衍生物，乙烯-异戊二烯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，乙烯-丙烯共聚物，乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物及其衍生物中的一种或几种。

进一步的技术方案是：所述的饱和脂肪酸金属盐中的饱和脂肪酸为硬脂酸、己酸、癸酸、环烷酸、2-乙基-己酸中的一种；所述的饱和脂肪酸金属盐中的金属为锂、钠、钾、镁、铝、铁、锌、钙、钛、锰、铜中的一种或几种。

进一步的技术方案是：所述的异丁烯-异戊二烯共聚物为丁基橡胶或液体丁基橡胶；异丁烯-异戊二烯共聚物的衍生物为丁基橡胶的卤化产物。

进一步的技术方案是：所述的乙烯-丙烯共聚物为乙烯与丙烯两种单体发生共聚得到的橡胶共聚物，其中乙烯-丙烯共聚物中的丙烯含量在25～55％。

进一步的技术方案是：所述的乙烯-辛烯共聚物为乙烯辛烯两种单体发生共聚得到的橡胶共聚物，其中乙烯-辛烯共聚物中的辛烯含量在15～35%。

进一步的技术方案是：所述的乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物是通过乙烯、丙烯和二烯烃的共聚得到的橡胶共聚物，其中的非共轭二烯烃包括乙叉降冰片烯、1,4一己二烯、二环戊二烯。

进一步的技术方案是：所述的乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物为乙烯-丙烯-乙叉降冰片烯共聚物、乙烯-丙烯-己二烯共聚物、乙烯-丙烯-双环戊二烯共聚物。