一种防撞硅橡胶垫及其制备方法与流程

本发明属于硅橡胶材料，具体涉及一种防撞硅橡胶垫及其制备方法。

背景技术：

1、为了一些高端家具或设备在使用过程中免受冲击和刮擦，以及防止对人体造成意外伤害，一般需要在这些物品的外部加上缓冲阻尼材料。橡胶垫是属于粘弹性阻尼材料，因此具有粘性材料和弹性材料的特性，既能通过粘性流动来耗散能量，又能通过弹性来储存能量，是现有应用最广泛的一种阻尼材料。

2、一般采用天然橡胶、顺丁橡胶等橡胶材料制备橡胶垫，但是，这些材质的橡胶垫也受制于其自身材料玻璃转变温度的影响，其阻尼性能往往在较窄的温度范围内才得以实现，且极易受温度、压力等外界因素影响而老化，当处于工作温度范围后其阻尼性能失效，造成防撞性能大幅度降低，而硅橡胶能在较宽的温度范围内使用(通常在-60℃到250℃之间)，但是其力学性能较差，需要进行改性才能作为缓冲阻尼用的橡胶垫。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种防撞硅橡胶垫及其制备方法，通过对硅橡胶进行改性，增强其力学性能，满足缓冲阻尼用橡胶垫的使用要求。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种防撞硅橡胶垫的制备方法，包括如下步骤：

4、将复合硅橡胶和固化剂用密炼机混合后转移至模具中，在温度为100-105℃和压力为10mpa的平板硫化机中硫化25-30min，再将模具放入100℃的烘箱，进行6-8h的后硫化，冷却、脱模，得到硅橡胶垫坯体；

5、在硅橡胶垫胚体表面涂覆耐磨涂料，40-60℃下固化8-12h，在橡胶胚体上形成一层耐磨涂层，获得粗制硅橡胶垫；将粗制橡胶垫经过去毛边、打磨后，获得防撞硅橡胶垫。

6、进一步地，复合硅橡胶和固化剂加入的质量比为100：1.2-1.8，其中固化剂为端氨基聚醚。

7、进一步地，复合硅橡胶通过如下步骤制备：

8、步骤一：将干燥的聚丁二烯二醇和七甲基三硅氧烷加入反应釜中，氮气保护下升温至80℃并加入铂催化剂，保温搅拌反应3-5h，抽真空，100℃脱水1-2h，获得接枝改性聚丁二烯二醇。

9、步骤二：将接枝改性聚丁二烯二醇、扩链剂和异氰酸酯加入反应釜中，150-300r/min搅拌混合，升温至75-85℃并向反应釜中加入二月桂酸二丁基锡，150-300r/min条件下保温搅拌反应至nco含量为25-30％，抽真空脱除气泡，自然冷却，得聚氨酯预聚体。

10、步骤三：将干燥的环氧树脂和聚氨酯预聚体加入反应釜中，在40℃和150-300r/min的条件下向反应釜中加入1.2％wt硅烷偶联剂kh550改性的滑石粉，10-15min加完，再向反应釜中加入二月桂酸二丁基锡，70-75℃保温搅拌反应3-4h，获得聚氨酯橡胶聚合物。

11、步骤四：将聚氨酯橡胶聚合物、相容剂和硅橡胶按照3：1：6的质量比加入开炼机中，在100-110r/min和185-190℃的条件下混炼8-10min，得到复合硅橡胶。

12、进一步地，步骤一中聚丁二烯二醇、七甲基三硅氧烷、二月桂酸二丁基锡的质量比为16-20：10-15：0.01-0.05。

13、进一步地，步骤二中接枝改性的聚丁二烯二醇、扩链剂、异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡的质量比为40-70：3-6：30-40：0.1-1，扩链剂为丙三醇。

14、进一步地，步骤三中环氧树脂、聚氨酯预聚体、1.2％wt硅烷偶联剂kh550改性的滑石粉、二月桂酸二丁基锡的质量比为15-25：65-90：10-15：0.5-2。

15、进一步地，相容剂通过如下步骤制备：

16、将羟烃基双封端聚二甲基硅氧烷和聚四氢呋喃250加入真空反应釜中，在115-120℃的条件下保温反应100-120min，将异佛尔酮二异氰酸酯用四氢呋喃溶解后加入真空反应釜中，在80-85℃的条件下搅拌反应100-120℃，将反应产物絮胶3次，得到相容剂；絮胶的方法为：将反应产物旋转蒸发除去溶剂四氢呋喃，倒入去离子水絮凝，过滤，将滤饼用四氢呋喃溶解，重复操作上述步骤。

17、进一步地，羟烃基双封端聚二甲基硅氧烷、聚四氢呋喃250、异佛尔酮二异氰酸酯和四氢呋喃的用量比为1.44-1.48g：0.224-0.226g：1g：10ml。

18、进一步地，耐磨涂料通过如下步骤制备：

19、步骤a：将邻苯二甲酸酐、三羟甲基氨基甲烷和无水乙醇加入反应釜中搅拌混合，在70-95℃的条件下保温反应10-12h，自然冷却后转移至烘箱中，35℃真空干燥，得到中间产物1；

20、步骤b：将中间产物1和端羟丙基聚二甲基硅氧烷加入反应釜中混合均匀后，再加入对甲苯磺酸，在氮气保护和145℃的条件下搅拌反应2.5h，减压蒸馏除去小分子杂质，得到中间产物2；

21、步骤c：将环氧树脂和二甲苯加入反应釜中，在90℃和800-1100r/min的条件下搅拌20-30min，使环氧树脂完全溶解，升温至140-160℃后加入中间产物2，800-1100r/min保温搅拌反应4h后，获得超支化改性环氧树脂；

22、步骤d：将超支化改性环氧树脂、消泡剂和二甲苯倒入研钵中混合，再加入二乙烯三胺，混合均匀后得到耐磨涂料。

23、进一步地，步骤a中邻苯二甲酸酐、三羟甲基氨基甲烷、无水乙醇的用量比为14.8-17.8g：12.1g：150-250ml。

24、进一步地，步骤b中中间产物1、端羟丙基聚二甲基硅氧烷、对甲苯磺酸的质量比为200-250：480-560：0.8-1.5。

25、进一步地，步骤c中环氧树脂、二甲苯、中间产物2的质量比为100：40-60：10-20。

26、进一步地，步骤d中超支化改性的环氧树脂、消泡剂和二甲苯、二乙烯三胺的质量比为90-100：1-3：40-60：2-5，其中消泡剂为磷酸酯类消泡剂。

27、本发明的有益效果：

28、本发明通过添加相容剂，便于普通硅橡胶与聚氨酯橡胶聚合物共混均匀，改善共混体系的微观结构和材料性能，然后在表面涂覆耐磨涂层，制备出力学性能和耐油性能好的硅胶垫，有助于增加防撞硅橡胶垫的应用范围。

29、本发明聚氨酯橡胶聚合物利用聚丁二烯二醇为软段原料，扩链剂、异氰酸酯为硬段原料，进行了聚氨酯预聚体的合成。以聚氨酯为基质，利用了聚氨酯阻尼材料的可设计性，调整软硬段比例，与环氧树脂、改性后的滑石粉共混改性后，有助于提升其耐久性。在此过程中对聚丁二烯二醇进行嵌段接种改性，使得阻尼橡胶聚合物中含有有机硅的链段，链段中的有机硅可以使得软段的玻璃化转变温度降低，可以使得材料的阻尼温域变宽并向低温移动；同时环氧树脂与聚氨酯预聚体之间发生环氧基的开环反应而发生交联反应，可以形成互穿聚合物网络，会获得一个宽的玻璃化转变温度，进一步拓宽阻尼温域，且这种互穿聚合物网络可以使得最终聚合物具有出色的热稳定性、机械性能，此外，混入的有机改性的滑石粉则可以很好地在聚合物体系中分散，且与聚合物链之间发生氢键作用，增强其机械性能。

30、耐磨涂料以环氧树脂为涂料基质，从超支化改性的角度出发，合成了中间产物1—多官能度的聚合单体，再利用此单体进行中间产物2—含有羟基的超支化聚酰胺，再利用中间产物2的羟基与环氧树脂的环氧基发生开环反应，而发生交联，从而达到对环氧树脂的超支化改性，使得环氧树脂具有超支化聚合物的特性，形成的耐磨涂层有提高防撞硅橡胶垫的耐热性和耐磨性，从而延长其使用寿命。