[发明专利]一种环保型热塑性硅橡胶弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保型热塑性硅橡胶弹性体及其制备方法，该环保型热塑性硅橡胶弹性体的配方由下列按重量份数配比的成分组成：硅橡胶10～90份，聚氨酯10～90份，相容剂1～10份，交联剂0.5～5份，助交联剂0.5～5份，抗氧剂0.5～5份。通过大量实验证实，采用先进的动态硫化加工工艺和特定配方制成的环保型热塑性硅橡胶弹性体，兼具各组分的优良性能，它具有很高的强度和硬度，且制备方法工艺简单，成本低，适合广泛推广。

技术领域

本发明涉及一种复合材料技术领域，特别涉及一种环保型热塑性硅橡胶弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性弹性体(TPE)是指在常温条件下显示橡胶所具有的弹性，而在高温条件下又能通过塑化成型的材料。采用动态硫化法制得的热塑性弹性体称为动态硫化热塑性弹性体(TPV)。动态硫化(Dynamic Vulcanization)是指将橡胶和塑料熔融共混于高剪切场和高温度场的混合器里，在剪切力和交联剂的作用下，使橡胶边交联边剪切，形成细小颗粒，并且在塑料连续相中均匀地分散，其中硫化橡胶颗粒为分散相，塑料为连续相。

动态硫化是指在高温作用下将橡胶相和塑料相熔融，树脂为分散相分散于连续相橡胶相中，然后在交联剂和高剪切的作用下，橡胶相发生交联，粘度增大，被剪切成微米级粒子分散于塑料相中，实现相反转。

硅橡胶的主链是由硅和氧原子交替构成，且其硅原子上一般连有两个有机基团。硅橡胶因其显著的高低温性能，尤其是在200℃以上仍能保持柔韧性、回弹性等，使其受到人们的关注，应用范围不断扩大。但是其力学较差，耐油、耐溶剂性能一般，并且硅橡胶属于热固性橡胶，不能重复利用，这大大限制了其应用的快速发展。

聚氨酯(TPU)是由异氰酸酯单体与羟基化合物单体聚合而成，具有良好的力学性能、耐油性、耐磨性、耐老化和粘合性。但是其耐老化性能、耐热性能较差。

结合硅橡胶与聚氨酯两者的优点，是制备性能优异材料的一种重要方法。在目前的研究中，通过动态硫化制备的热塑性硅橡胶材料一般强度较低，生产工艺复杂，生产相率较低。动态硫化工艺不能解决非极性硅橡胶和极性聚氨酯材料相容性差的问题，并且由于硅橡胶与热塑性聚氨酯弹性体材料的粘度相差巨大，在动态硫化过程中会出现橡胶不易剪切、破碎形成均匀微小的分散相颗粒，最终导致硅橡胶聚氨酯热塑性硫化胶的微观形态不够精细，力学性能和弹性也较差，拉伸强度一般低于10Mpa。此外动态硫化工艺为使硅橡胶充分硫化，一般需要在密炼机或挤出机中混炼时间长，一般不低于6min，不仅对工艺稳定性控制要求较高，而且长时间热剪切处理对热塑性聚氨酯弹性体基材的性能造成不良影响，同时动态硫化工艺中需要使用铂金等贵金属催化剂引发交联，成本较高且易出现铂黑杂质。

因此，有必要开发一种存储安全，环保型、硬度适中、高强度的环保型热塑性硅橡胶弹性体及其制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有的不足，提供一种存储安全，环保型、硬度适中、高强度的环保型热塑性硅橡胶弹性体。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该环保型热塑性硅橡胶弹性体的配方由下列按重量份数配比的成分组成：硅橡胶10～90份，聚氨酯10～90份，相容剂1～10份，交联剂0.5～5份，助交联剂0.5～5份，抗氧剂0.5～5份。

作为本发明的优选技术方案，所述硅橡胶的分子主链包括硅原子和氧原子交替的高分子弹性材料，分子侧链为有机团，且每个大分子上还包含有至少2个以上的乙烯基。

作为本发明的优选技术方案，所述硅橡胶为端羟基硅橡胶、二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、氟硅橡胶中的一种或两种及以上。

作为本发明的优选技术方案，所述聚氨酯为由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物聚合而成的聚合物，所述聚氨酯为聚酯型聚氨酯或聚醚性聚氨酯。