[发明专利]金属饰品浇注成型用硅橡胶模具材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅橡胶模具，尤其是一种金属饰品浇注成型用硅橡胶模具材料及其应用。

背景技术

通常具有特定形状的金属饰品，如发夹或胸针，是通过将金属饰品原料低熔点金属合金的熔体浇注入具有指定形状的模具，冷却固化后制得的。一般，采用金属材料制作的模具作为金属饰品浇注成型用模具，这种模具是通过对金属进行加工使其具有指定形状，其生产成本高，并存在着重且难以操作的问题。此外，从室温到金属浇注温度的往复变化会使金属模具变形。

20世纪后半叶研制成功的液体硅橡胶具有优异的仿真性、脱模性和极低的收缩率，且加工成型方便等特点，成为一种优良的模具材料。许多成型加工领域纷纷采用液体硅橡胶代替金属或其它材料制造工作模具。目前硅橡胶模具已广泛应用于高频压花制革制鞋、文物复制、塑料成型、精密铸造、机械测绘以及石膏、低熔点金属合金成型等领域。

但某些金属合金浇注成型过程中金属熔体温度高达350-400℃，液体硅橡胶模具的耐热性达不到要求。高温硫化硅橡胶比液体硅橡胶具有更高的耐热稳定性，同时具有优良的仿真性和脱模性，因此可作为低熔点金属合金饰品浇注成型模具用材料。

以高温硫化的聚硅氧烷为主要原料，通过配合补强剂、过氧化物硫化剂及其它添加剂，经混炼、塑形、高温硫化等过程，即可方便地制成金属饰品浇注成型用模具，因此，这种模具的生产成本低。

由于硅橡胶模具在反复使用过程中受热、氧和机械疲劳作用，使其物理机械性能逐渐降低，表面出现变色、硬化变脆，导致裂缝，并产生小碎片，从而影响金属饰品的美观，最终模具失去使用价值。

高温硫化硅橡胶只能在300℃下短期使用，其原因是由于高温时硅橡胶发生主链解扣式降解和侧链的氧化反应，因此在金属合金浇注成型过程中高温硫化硅橡胶模具的使用寿命较短，更换频率高，生产效率低，且使用后的废橡胶模具回收再利用困难，造成资源浪费和环境污染。通过添加耐热助剂，抑制聚硅氧烷主链解扣式降解和侧链的氧化反应，能提高有机硅橡胶的耐热性，延长硅橡胶模具的使用寿命。

另外，与金属材料相比，有机硅橡胶的导热性较差，其导热系数一般只有0.16W/(m·K)，不能把金属饰品浇注成型固化过程中放出的热量有效、快速地散发到周围环境中，影响饰品的质量和生产效率以及模具的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种具有优良的耐热性、导热性，轻且易于操作的金属饰品浇注成型用硅橡胶模具材料。

一种金属饰品浇注成型用硅橡胶模具材料，原料以重量份计包括：带有乙烯基的聚硅氧烷100份，补强剂10～80份，导热助剂5～30份，耐热助剂0.3～5份，硫化剂0.5～5份。

所述的带有乙烯基的聚硅氧烷为聚甲基乙烯基硅氧烷和/或聚甲基苯基乙烯基硅氧烷。所述的带有乙烯基的聚硅氧烷中乙烯基硅氧烷链节的摩尔百分比含量为0.05-0.50％，优选0.08-0.40％。

带有乙烯基的聚硅氧烷可以选用普通市售产品，成都有机硅研究所的110-2甲基乙烯基硅橡胶等均可采用。

未经补强的聚硅氧烷的强度较差，需要加入各种颗粒状的补强剂。气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、石英粉、硅藻土、玻璃微球、氧化铁、氧化锌、二氧化钛、氧化镁、滑石、硅酸铝、氧化铝、碳酸钙、碳黑均可用作补强剂或半补强剂。

100重量份的带有乙烯基的聚硅氧烷使用补强剂10至80重量份、优选15至70重量份，最优选20至60重量份。

硅石填料如气相二氧化硅或沉淀二氧化硅具有优异的增强效应，用BET吸附法测得其比表面积为50-400m²/g，优选为100-350m²/g，并且其表面是未经处理或用有机硅处理过的，如氯硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷均是理想的有机硅化合物。当使用未经处理的补强剂如沉淀二氧化硅时，可使用结构控制剂在硅橡胶混炼过程中对沉淀二氧化硅进行处理，以改善胶料的工艺性能、储存稳定性和物理机械性能。二苯基硅二醇、低分子量羟基硅油、含烷氧基的有机硅烷中的至少一种可作为结构控制剂。