[发明专利]一种高耐热多孔有机硅合金弹性体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔有机硅固体材料，特别是一种耐热性能和力学性能的优异多孔有机硅固体材料及其制备方法。

背景技术

目前市场上对于具有高耐热温度（T≥280℃）的多孔有机硅固体材料的需求与日俱增，但却没有相应的产品与之对应，所以对此类产品的研发迫在眉睫。国内市场上少见高耐热多孔有机硅固体材料，少量销售且口碑较好的基本都是进口产品，国内产品的市场占有率更少。

为了提高多孔有机硅固体材料的耐热温度，有研究者提出通过加入助交联剂和采用二次辐射交联的方法，提高材料的硫化程度，进而提高材料的耐热温度。中国专利CN101781464A公开了一种硅橡胶泡沫材料的制备方法。首先，该方法加入了助交联剂在室温下发挥其交联作用，提高材料的硫化程度，但采用的助交联剂效果有限，无法真正保证材料硫化的充分进行，在高温下该材料极易因硫化不完全发生链段的降解，导致性能迅速劣化，不宜在高温下使用。其次，该方法介绍的这种室温硫化的硅橡胶泡沫材料，属单一基体组分的材料，只能体现出硅橡胶的性能，不如合金基体组分的材料的综合性能优异，如其耐热性和力学性能均不如合金基体组分的材料，不适于在高温及要求高力学性能的环境下使用。

为了提高多孔有机硅固体材料的开孔率和耐热温度，有研究者提出加入交联剂提高硫化来提高材料的硫化程度，进而提高材料的耐热温度。中国专利CN102093718A公开了一种低密度、高开孔率硅橡胶泡沫材料的制备方法。首先，该方法只是通过第二段发泡过程，提高了材料的发泡倍率，但在第二段发泡过程中未加入任何可提高硫化程度的助剂，故材料的硫化过程难以充分进行，在高温下该材料极易因硫化不完全发生链段的降解，导致性能迅速劣化，因此材料的耐热性较低。其次，该方法旨在介绍一种开孔型的硅橡胶泡沫材料，开孔型材料耐水性差，故在有水介质存在情况下材料性能也会迅速下降，不利于耐高温性的实现。

因此提出了一种高耐热多孔有机硅合金弹性体材料及其制备方法，该方法解决了此类材料耐高温性差、力学性能低、发泡倍率低、密度单一、开孔材料耐介质性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐热多孔有机硅合金弹性体材料（可在≥280℃下长期使用）。该材料属高性能聚合物软质多孔材料，具有低密度、高柔软性、高延展性、高弹性、高孔隙度、良好的吸收机械震动或冲击及高频减震的物理特性，在高温下可长时间连续使用且阻燃。其应用领域涉及工业、农业、交通运输、军事、建筑及日用品等，用做减震、阻尼、隔音和电绝缘的优良材料。在航空航天方面用作航天器、火箭等的轻质、耐高温、抗湿材料，也可作为推进器、机翼和机舱的填充材料以及火箭壁的绝热材料等。

本发明的另一目的在于提供一种高耐热多孔有机硅合金弹性体材料的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的，一种高耐热多孔有机硅合金弹性体材料，由以下组份质量百分比含量的原料制备而成：

合金组分一        40-50%;

合金组分二        20-30%；

结构控制剂        0.5-1%；

发泡剂            2-6%；

发泡助剂          1-3%；

硫化剂            1-4%；

交联剂            0.5-1.5%；

催化剂            0.05-0.1%；

补强剂            15-25%。

相应地，本发明还给出了高耐热多孔有机硅合金弹性体材料的制备方法，包括下述步骤：

将上述质量百分比的合金组分一、合金组分二、交联剂、结构控制剂、补强剂和催化剂进行称量，使用炼胶机充分混炼，使之形成均匀的混合相，再将混炼好的胶料停放2-4h；后加入发泡剂、发泡助剂和硫化剂，使用炼胶机再进行充分混炼；将混炼胶放入模具中，于压机上进行硫化发泡反应，预发泡温度为50-80℃，时间为2-6min，一段硫化温度为120-160℃，时间为6-12min，二段交联温度为170-200℃，时间为5-10min。两段反应完成之后进行冷却脱模，取出物料。再进行后处理，条件为：80-120℃烘干0.5-1小时，继续升温至140-160℃烘干0.5-1小时，继续升温至170-180℃烘干1-2小时，继续升温至190-200℃烘干2-3h，即得高耐热多孔有机硅合金弹性体材料。该材料具有优异的高耐热性，可在280℃的高温下连续使用。