[发明专利]一种具有高拉伸强度的硅橡胶泡沫材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅橡胶泡沫材料的制备方法技术领域，特别是涉及一种具有高拉伸强度的硅橡胶泡沫材料的制备方法。 

背景技术

硅橡胶是由硅氧键交替组成主链，其侧链上含有有机基团的半有机半无机高分子，得益于其结构的特殊性，以硅橡胶为基体制备的硅橡胶泡沫具有许多其他橡胶泡沫所不能同时具备的优异性能，如优良的耐高低温性能，优异的绝缘性、化学稳定性和生理惰性等，广泛用于化工、电子、军工、航空和航天等。 

在生产加工和使用过程中，硅橡胶泡沫的力学性能，例如拉伸强度、断裂伸长率等是其主要的性能之一。例如，搬运、卷曲、裁剪等过程中，如果没有较高的力学强度，经常会发生断裂或者破损情况；使用过程中，也会因为硅橡胶泡沫力学强度过低而不得不采用额外的设备或者工艺来防止硅橡胶泡沫的断裂或者破损。 

但是，在未添加补强剂的情况下，硅橡胶泡沫的拉伸强度、断裂伸长率等力学性能较差，产品应用范围极小，故在硅橡胶泡沫的制备过程中往往需要加入各种填料，以提高硅橡胶泡沫力学性能，拓宽产品应用范围。 

目前，制备硅橡胶泡沫时使用的补强剂包括二氧化硅、碳酸钙、炭黑、氧化锌、氧化铝等，其中二氧化硅是硅橡胶泡沫最常用的补强剂。但是，这些补强剂普遍存在加入量多、加工难度大、补强效率低等问题。 

二氧化硅作为硅橡胶泡沫的补强剂时，包括气相法或沉淀法二氧化硅，亲水的或者疏水的。例如，中国专利CN1884378A公开了一种将硅橡胶、沉淀法白炭黑或者气相法白炭黑作为补强剂、结构控制剂、成孔剂和助交联剂混合后用电子束或γ射线辐射交联，然后水洗成孔剂从而得到开孔型硅橡胶泡沫材料；中国专利CN101781464A公开了一种将硅橡胶、白炭黑、结构控制剂、发泡剂、发泡助剂和助交联剂混合成型后用电子束或γ射线辐射交联，然后加热发泡并进一步进行二次交联得到硅橡胶泡沫的方法。 

不过，沉淀法二氧化硅(白炭黑)颗粒较大，通常是微米量级，往往需要很高的填充量才能稍微改善硅橡胶泡沫的力学性能。气相法二氧化硅对硅橡胶泡沫的力学增强效果好于沉淀法二氧化硅，但是气相法二氧化硅容易团聚从而使其在硅橡胶中的分散性较差，故常常需要加入小分子硅油等结构控制剂提高其分散性，导致降低了硅橡胶泡沫的阻燃性。同时，整体而言，目前不论是加入沉淀法二氧化硅还是气相法二氧化硅，都存在这样的问题：加入量多则对硅橡胶泡沫的密度有影响，加入量少则达不到足够的力学强度。例如，前述中国专利CN1884378A中，100克硅橡胶中加入25克气相法白炭黑，不但补强剂加入量多，增加了加工难度，而且所制得的硅橡胶泡沫的拉伸强度仅为0.71MPa。 

将二氧化硅与其他种类的补强剂进行复配，对硅橡胶泡沫的强度也基本没有改善。 

例如中国专利CN102093718A中，在100Kg硅橡胶中加入50Kg纳米二氧化硅和30Kg蒙脱土作为补强剂，所制备的硅橡胶泡沫的拉伸强度也仅为0.41MPa。 

发明内容

针对上述技术现状，本发明旨在提供一种硅橡胶泡沫材料的制备方法，利用该方法能够制得具有高拉伸强度的硅橡胶泡沫材料。 

为了实现上述技术目的，本发明人在科研实践探索中发现，在制备硅橡胶泡沫材料时，以石墨烯作为补强剂，制得的硅橡胶泡沫除了具有一般硅橡胶泡沫所具有的优点，例如质轻、隔热、耐冲击性能好，耐高低温性能好和化学稳定性优良等优点外，还具有优异的力学拉伸强度，其力学拉伸强度能够达到1.0MPa以上，对各组分含量进行调整，其力学拉伸强度能够达到1.2MPa以上，进一步优选能够达到1.3～2.8MPa。 

具体而言，本发明所采用的技术方案为：一种具有高拉伸强度的硅橡胶泡沫材料的制备方法，以硅橡胶、发泡剂、发泡助剂、交联剂、补强剂为原料，通过以下步骤制备： 

将原料混合均匀，加工成片状材料，然后裁剪成一定尺寸放入密闭模具中进行热处理发泡，得到发泡片材； 

其特征是：所述的补强剂为石墨烯。 

作为优选，所述的原料的各组分及其重量份数如下： 

硅橡胶100份、发泡剂1～5份、发泡助剂1～5份、交联剂1～10份、补强剂1～20份。 

作为优选，所述的原料中，补强剂的重量份数为2～15份，进一步优选为3～10份，更优选为4～8份。 

所述的硅橡胶包括氟硅橡胶、腈硅橡胶、二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、乙基硅橡胶和苯撑硅橡胶中的一种或多种。