加成型纺织商标用液体硅橡胶的配方设计
加成型液体硅橡胶是一种无毒、无味具有优良生理惰性的新 型
材料，是近年来发展较快、档次较高的有机硅产品。液体硅橡胶（LSR）粘度低（一 般在硫化前具有一定流动性 ） ，通过含乙烯基硅油和含硅氢键的化合物在铂催化 剂作用下进行硅氢加成反应来实现的。 由于加成型液硅橡胶在理论上不产生副产 物，且具有收缩率低、操作时间容易控制、转化率高、能深层硫化等特点，因而 被大批量用于服装商标制作。 服装商标生产主要以布料为底材， 用硅橡胶做浆料， 通过厚板印刷纺织品印花图案， 既可印出各种规格不同的产品， 厚度也可以任意 选择，质感强烈，图案表面光泽亮丽，且柔和温润，可进行多色及套色印花，印 出的图案绚丽多彩， 美不胜收。总的来说，硅橡胶在布料领域主要为装饰性应用， 利用硅橡胶强烈的装饰效果，在牛仔服、 T 恤衫等休闲服饰、演出服饰、唐装及 泳衣、潜水服、内衣上进行硅橡胶印花，以提高产品的附加值。本实验以 D4（或 DMC、） 乙烯基双封头、 乙烯基环体等为原料， 以四甲基氢氧化铵为催化剂合成了 高摩尔质量的乙烯基硅油；以高含氢硅油、含氢双封头、六甲基二硅氧烷、 D4 等为原料合成低含氢硅油交联剂；再以白炭黑、 MQ树脂为填料，以二甲基硅油 为稀释剂制备纺织商标用透明液体硅橡胶。
1 实验部分
1.1
主要原材料
D4或DMC GE东芝有机硅公司；乙烯基双封头、乙烯基环体：宁波市 恒
昌新材料有限公司；高含氢硅油：KF-99，信越化学工业株式会社；六甲基二 硅氧烷：浙江新安化工股份有限公司；六甲基二硅氮烷： Degussa公司；气相白 炭黑： N-20， Wacker 公司；四甲基氢氧化铵：北京朝福实验化工厂；含氢双封 头剂：浙江三门鸿乡有机硅助剂厂；二甲基硅油： KF-96，粘度为O.IPa ? s,信 越化学工业株式会社；铂金络合物：自制；抑制剂：甲基丁炔醇，四川天一科技 公司；正硅酸乙脂： Si40 ,浙江衢州瑞力杰化工有限公司；固化 （硬化）剂 TM-1310B自制；偶联剂：KH-570,深圳市优越昌浩科技有限公司。
1.2
设备与仪器
强力电动搅拌器：JBD-90型，上海标本模具厂；旋转式粘度汁：NDJ-79
型，同济大学机电厂；转子粘度计：NDJ-1型，上海金科仪器设备厂；电光分析 天平：TG-380B上海实验仪器厂；三辊研磨机：SY-150,常州八方机械厂；拉 力试验机：GT-7010-AE高铁（东莞）检测仪器有限公司；冲片机：GT-7016-A, 高铁（东莞）检测仪器有限公司；硬度计：LX-A,上海橡胶实验厂；硫化机：XW-20 无锡市锡伟橡塑机械厂；密炼机： 5 L ，江苏如皋通达机械有限公司；硫化仪： EKT-2000,台湾华中科技有限公司；比重计： NB-1型，上海昌吉地质仪器有限 公司。
1.3 实验步骤
1.3.1
乙烯基硅油的合成
将 D4（DMC、） 乙烯基双封头、乙烯基环体等按一定比例加入三口烧瓶
中，升温至60-70E，抽真空脱水1h;去掉真空，加入四甲基氢氧化铵催化剂， 升温至110-115C,搅拌聚合2h,当烧瓶中物料粘度基本不变时， 迅速将物料加 温到190-200C，恒温破媒1 h后，抽真空脱除低分子，得到外观无色透明的乙 烯基硅油，通
过调节反应物的比例， 制备乙烯基含量和分子量不同的乙烯基硅油。
1.3.2 端含氢硅油制取
将D4含氢双封头、高含氢硅油 KF-99、六甲基二硅氧烷及酸性阻离 子树
脂按一定比例投入三口烧瓶中， 控制温度65-70E搅拌回流2h,而后升温至 115-120C继续搅拌聚合3h,反应结束后过滤所得液体再投入三口烧瓶中，120C 减压脱除低分子得到含氢硅油，备用。
1.3.3 乙烯基MC树脂的合成
在容积为3L的耐压玻璃瓶中加入六甲基二硅氧烷 342 g、乙烯基双封 头
99 g、正硅酸乙酯 Si40 1200g和浓H2SO4l5g,在搅拌下于5min内滴加254g 水，这时液体温度升到60C以上，将反应物在115C下搅拌反应5h。反应结束 后将反应物置于蒸馏烧瓶中，用 NaHCO中和后加入甲苯，将副产物乙醇和残存 的水蒸出，然后继续升温至140C，将甲苯蒸出得到 MC树脂，待用。
1.3.4 白炭黑处理
将白炭黑加到处理器中，在搅拌下投入六甲基二硅氮烷、二甲二乙、
水，在160C、真空0.03-0.0 6MPaF处理2-3h，然后除去残余的低挥发物，待 用。
1.3.5 液体硅橡胶基料的制备
(1) A组份AP-1310A-35的配制：将乙烯基硅油及已经处理过的气相白 炭
黑投入密炼机中升温至，150-160C热处理2h，然后冷却再投入二甲基硅油、 MC树脂和铂金催化剂等，搅拌均匀，过滤，包装。
(2) B组份固化(硬化)剂TM-1310B配制：按生产配方工艺将乙烯基硅 油、
含氢硅油、抑制剂和偶联剂 KH-570等搅拌均匀，过滤，包装。
1.3.6 性能测试
将A B组份按质量比10: 1混合均匀，于130CX 5min制成标准试片， 分
别用哑铃和直角裁刀截取，拉伸强度和伸长率按 GB/T528-1998测试，撕裂强 度按 GB/T528-1999 测试，硬度按 GB/T531-1999 测试，粘度按 GB/T2794-1995 测试，密度按GB/T533进行测试。
2 结果与讨论
2.1 气相白炭黑用量对液体硅橡胶性能的影响
由表 1 可以看出，随气相白炭黑用量的增加，硅橡胶基料的硬度不断 升
高，影响液体胶的加工性能， 但硅橡胶的物理力学性能是上升趋势。 要制备纺 织标牌用液体硅橡胶首先考虑液体基胶的粘度和流动性， 白炭黑的用量以 15-20 份为宜。
表 1 气相白炭黑用量对纺织商好用液体硅橡胶力学性能和加工 性能的影响
项目
白炭黑用量 / 份 10 15 20 25 30 35
密度 /(g ? cm-3) 1.080 1.083 1.085 1.092
1.100 1.120
基料粘度/(Pa ?s ) 180 430 640 760 900 1100
硫化性能(130 °CX 5min) 邵尔 A 硬度 20 28 36 44 48 58
拉伸强度 /MPa 5.30 6.50 7.26 7.50 8.20 8.90
撕裂强度/(kN ?m -1) 18.40 22.30 24.30 29.60 37.62 40.27
扯断伸长率 /% 530 580 633 640 660 730
线收率 /% 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
1）以Wacker HDKN-2C为例，其比表面积为 200m2/g；乙烯基硅油用量
100份，其混合粘度为20Pa?s,高低粘度分别为5Pa?s、80Pa?s。
2.2 乙烯基硅油粘度对液体硅橡胶性能的影响
由表 2 可见，用高低粘度搭配的相同粘度乙烯基硅油做基础硅油在物 理
性能方面优于单一粘度硅油。 同时发现配制相同粘度硅油做基础油时， 用高分 子量
硅油比低分子量硅油，其液体硅橡胶的物理力学性能更佳。
表 2 乙烯摹硅油粘度对纺织商标用液体硅橡胶力学性能和加工 性能的影
响
项目 乙烯基硅油 1# 2# 3# 4# 5#
基料粘度/(Pa ? s) 430 428 432 433 425
邵尔 A 硬度 36 36 36 36 36
拉伸强度 /MPa 5.2 6.5 6.4 6.1 5.7
撕裂强度/(kN ?m -1) 17.3 22.3 21.3 19.6 18.9
扯断伸长率 /% 510 580 538 510
490 线收率 /% 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
密度/(g ? cm-1) 1.08 1.08 1.08
1.08 1.08
1)气相白炭黑N-20: 15份；硫化条件：130CX 5min； 2)用量100份, 混
合粘度为20Pa?s ,高/低粘度：1#-粘度为20Pa?s的单-硅油； 2#- 5/80(Pa ? s) ； 3#- 2/80(Pa ? 3) ； 4#- 5/40(Pa ? s) ； 56- 2/40(Pa ? s)。
2.3 稀释剂二甲基硅油用量对液体硅橡胶性能的影响 由表 3 可见,随
着二甲基硅油用量的增加,硅橡胶的物理力学性能呈 下降趋势,粘度低,流动性好,加工性能优越。添加量以 2-4 份为佳。
表 3 稀释剂二甲基硅油用量对纺织商标用液体硅橡胶力学性能 和加工性能
的影响 硅油用量 /份
粘度/(Pa ? s) 密度 /(g ?c m-3) 邵尔 A 硬度
拉伸强度 /MPa 撕裂强度 /(kN ?m-1) 扯断伸长率 /% 线收率 /% 0 428 1.08 36 6.5 22.3 580 0.1 2 340 1.08 33 6.2 19.4 430 0.2 4 270 1.08 30 5.7 14.7 350 0.2 6 220 1.08 28 4.3 12.6 290
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