CN110804312A - 一种发泡硅凝胶及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及硅凝胶技术领域，尤其涉及一种发泡硅凝胶及其制备方法与应用。本发明公开了一种发泡硅凝胶，由以下组分制成：端乙烯基聚二甲基硅氧烷、甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷、膨胀微球、第一聚二甲基硅氧烷、第二聚二甲基硅氧烷、第三聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷、1‑乙炔基环已醇、色浆和增粘剂；增粘剂由正硅酸乙酯、四甲基二硅氧烷和KH‑560在催化剂的条件下进行反应制得。该发泡硅凝胶采用了本申请制备的增粘剂，该增粘剂两端含有环氧基和乙氧基硅活性基团，可以分别与发泡硅凝胶和TPU形成化学键，使得该发泡硅凝胶与TPU粘结性好，且不影响发泡硅凝胶的物理性能和外观，不会发生脱膜的现象。
Description
技术领域
本发明涉及硅凝胶技术领域，尤其涉及一种发泡硅凝胶及其制备方法与应用。
背景技术
随意人们生活水平的不断提高，对新兴事物的接受程度也越来越高，平时所穿的女式内衣的垫片一般是由聚氨酯发泡的海绵生产的，近年来由于硅凝胶的环保和仿人体的真实感等特性，一部分女士内衣的文胸垫片和臀垫是由硅凝胶制作的，应用后发现硅凝胶的比重偏大，内衣偏重，所以发泡硅凝胶的市场需求越来越大。
但现有的发泡硅凝胶与TPU膜粘结性不好，容易产生脱膜的现象。
发明内容
本发明提供了一种发泡硅凝胶及其制备方法与应用，解决了现有的发泡硅凝胶与TPU膜粘结性不好，容易产生脱膜现象的问题。
其具体技术方案如下：
本发明提供了一种发泡硅凝胶，由以下组分制成：
端乙烯基聚二甲基硅氧烷、甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷、膨胀微球、聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷、1-乙炔基环已醇、色浆和增粘剂。
本发明中，所述端乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度为2000～100000mpa.s优选为20000mpa.s～80000mpa.s，更优选为20000mpa.s、30000mpa.s、60000mpa.s和80000mpa.s；
所述甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为100～20000mpa.s，优选为350mpa.s～500mpa.s，更优选为260mpa.s、350mpa.s、400mpa.s和500mpa.s；
所述第一聚二甲基硅氧烷的粘度为50mpa.s～1000mpa.s，其中，所述第一聚二甲基硅氧烷的粘度为50mpa.s～1000mpa.s，优选为200mpa.s～1000mpa.s，更优选为200～500mpa.s，进一步优选为200mpa.s、350mpa.s或500mpa.s；所述第二聚二甲基硅氧烷的粘度为50mpa.s～1000mpa.s，优选为200mpa.s～1000mpa.s，更优选为200～500mpa.s，进一步优选为350mpa.s；所述第三聚二甲基硅氧完的粘度为50mpa.s～1000mpa.s，优选为200mpa.s～1000mpa.s，更优选为200～500mpa.s，进一步优选为200mpa.s、350mpa.s和500mpa.s
所述含氢聚二甲基硅氧烷的粘度为30-200mpa.s，其中，所述含氢聚二甲基硅氧烷的含氢量为0.18％～0.8％，优选为0.18％～0.36％，更优选为0.18％、0.25％和0.36％。
所述增粘剂由正硅酸乙酯、四甲基二硅氧烷和硅烷偶联剂KH-560在催化剂的条件下进行反应制得。
本发明中，所述催化剂选自硫酸、阳离子交换树脂或酸性白土，优选为硫酸；增粘剂为CH2OCHCH2O(CH2)3SI(OCH3)2OSI(CH3)2OSI(CH3)2OSI(OCH2CH3)3，该增粘剂两端含有活性基团，活性基团水解形成羟基，一端的环氧基与TPU表面的羟基反应形成化学键，粘结性好，另一端的乙氧基硅与硅凝胶中的硅油结构相似，相容性好，稳定存在体系中，不影响发泡硅凝胶的物理性能和外观。
本发明中，所述正硅酸乙酯、所述四甲基二硅氧烷、所述KH-560和所述催化剂的质量比为(5～35)：(0.5～20)：(45～95)：(0.01～2)，优选为(5～25)：(0.5～15)：(60～95)：(0.01～1)，更优选为(5～15)：(0.5～10)：(75～95)：(0.01～1)。
本发明中，所述增粘剂制备的反应温度为80℃～100℃，优选为80℃，反应的时间为10h～15h，优选为10h。
本发明中，发泡硅凝胶还包括防聚结剂；防聚结剂选自改性有机膨润土、硅藻土或白炭黑，优选为有机膨润土。现有技术中，女士内衣、帖片、义乳等行业的方法主要是添加膨胀微球、玻璃微珠等材料降低产品密度。由于玻璃微珠的比重偏大已渐渐被市场淘汰。膨胀微球是主要的趋势。膨胀微球虽然密度较低，但是膨胀微球制作出的发泡硅凝胶色浆中的色粉容易产生团聚，使得颜色发生沉降，出现分层的现象。本发明使用防聚集剂对色浆进行预处理，使得制备发泡硅凝胶时不会出现色浆沉降的现象。
本发明中，发泡硅凝胶的针入度为15～52，粘度为2700mpa.s～5000mpa.s，密度为0.31g/cm3～0.4g/cm3。
本发明还提供了上述发泡硅凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将端乙烯基聚二甲基硅氧烷、第一聚二甲基硅氧烷、甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷和膨胀微球混合后进行发泡，得到第一产物；
步骤2：将所述第一产物、第二聚二甲基硅氧烷和催化剂进行混合，得到第二产物；
步骤3：将所述第一产物、第三聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷、1-乙炔基环已醇、色浆和增粘剂进行混合，得到第三产物；
步骤4：将所述第二产物与所述第三产物进行混合，得到发泡硅凝胶。
本发明步骤1中所述发泡的温度为150℃～180℃，优选为150℃，所述发泡的时间为50min～100min，优选为50min；
所述端乙烯基聚二甲基硅氧烷、所述第一聚二甲基硅氧烷、所述甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷和所述膨胀微球的质量比为(25～50)：(30～50)：(20～30)：(6～10)，优选为25：45：30：6、30：40：30：10、35：35：30：10、30：50：20：8和50：30：20：10；所述混合的装置为高速分散机，所述发泡优选置于烘箱。
本发明步骤2中混合的装置优选为高速分散搅拌机；所述第一产物、所述第二聚二甲基硅氧烷和所述催化剂的质量比为100：(20～30)：0.5，优选为100：20：0.5和100：30：0.5；所述催化剂选自氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物或氯铂酸与四乙烯基四甲基环硅氧烷的络合物。
本发明步骤3中所述第一产物、所述第三聚二甲基硅氧烷、所述含氢聚二甲基硅氧烷、所述色浆、所述增粘剂和所述1-乙炔基环已醇的质量比为100：10：10：1：1：(0.15～0.25)。
本发明步骤3中，还需加入：防聚结剂；所述防聚结剂与所述色浆的质量比为(0.1-1.5)：1
本发明步骤4中所述第一产物与所述第二产物的质量比为1：1。
本发明还提供了上述发泡硅凝胶在制备内衣垫片中的应用，包括以下步骤：
将所述发泡硅凝胶打入TPU的袋子内，成型，得到内衣垫片。
优选地，所述成型的温度为150℃～160℃，优选为150℃，时间为50min～100min，优选为50min。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种发泡硅凝胶，该发泡硅凝胶采用了本申请制备的增粘剂，该增粘剂两端含有环氧基和乙氧基硅活性基团，可以分别与发泡硅凝胶和TPU形成化学键，使得该发泡硅凝胶与TPU粘结性好，且不影响发泡硅凝胶的物理性能和外观，不会发生脱膜的现象。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种发泡硅凝胶及其制备方法与应用，用于解决现有的发泡硅凝胶与TPU膜粘结性不好，容易产生脱膜的现象。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例为增粘剂的制备
将质量比为15：5：75：0.05的正硅酸乙酯、四甲基二硅氧烷、KH-560和硫酸在80度条件下反应10小时，得到增粘剂。
实施例2
(1)将50份粘度为20000mpa.s端乙烯基聚二甲基硅氧烷、30份聚二甲基硅氧烷粘度为500mpa.s和20份粘度为350mpa.s的甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，10份膨胀微球搅拌均匀，然后置于烘箱中，在150℃/30min的条件下发泡，然后放在空气中自然冷却，得到基胶。
(2)将上述基胶100份，加20份粘度为350mpa.s的聚二甲基硅氧烷，加氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物0.5份(铂含量2000PPM)在高速分散机拌机搅拌均匀得A剂。
(3)上述基胶100份，加粘度12份为350mpa.s的聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷8份(含氢量0.36％)、预处理色浆(有机膨润土与色浆，质量比为0.05:1)1份、1份增粘剂、1-乙炔基环已醇0.15份在高速分散机中搅拌均匀得B剂。
(4)将A剂与B剂按质量比为1：1混合，排掉气泡，得到发泡硅凝胶。
本实施例发泡硅凝胶针入度15，粘度5000mpa.s，密度0.31g/cm3。
将本实施例发泡硅凝胶用针筒打入TPU的袋子内150℃/50min成型，颜色分布均匀，没有分层现象；用手反复搓袋子，发泡硅凝胶与TPU没有脱膜现象。
实施例3
(1)将30份粘度为20000mpa.s端乙烯基聚二甲基硅氧烷、50份粘度为350mpa.s聚二甲基硅氧烷和20份粘度为400mpa.s的甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，8份膨胀微球搅拌均匀，然后置于烘箱中，在150℃/30min的条件下发泡，然后放在空气中自然冷却，得到基胶。
(2)将上述基胶100份，加30份粘度为350mpa.s的聚二甲基硅氧烷，加氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物0.5份(铂含量2000PPM)在高速分散机拌机搅拌均匀得A剂。
(3)上述基胶100份，加粘度25份为350mpa.s的聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷5份(含氢量0.36％)、预处理色浆(有机膨润土与色浆，质量比为0.1:1)1份、1份增粘剂、1-乙炔基环已醇0.15份在高速分散机中搅拌均匀得B剂。
(4)将A剂与B剂按质量比为1：1混合，排掉气泡，得到发泡硅凝胶。
本实施例发泡硅凝胶针入度35，粘度3200mpa.s，密度0.36g/cm3。
将本实施例发泡硅凝胶用针筒打入TPU的袋子内150℃/50min成型，颜色分布均匀，没有分层现象；用手反复搓袋子，硅凝胶与TPU没有脱膜现象。
实施例4
(1)将35份粘度为60000mpa.s端乙烯基聚二甲基硅氧烷、35份粘度为350mpa.s聚二甲基硅氧烷和30份粘度为260mpa.s的甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，10份膨胀微球搅拌均匀，然后置于烘箱中，在150℃/30min的条件下发泡，然后放在空气中自然冷却，得到基胶。
(2)将上述基胶100份，加20份粘度为350mpa.s的聚二甲基硅氧烷，加氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物0.5份(铂含量2000PPM)在高速分散机拌机搅拌均匀得A剂。
(3)上述基胶100份，加粘度10份为350mpa.s的聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷10份(含氢量0.25％)、预处理色浆(有机膨润土与色浆，质量比为0.15:1)1份、1份增粘剂、1-乙炔基环已醇0.2份在高速分散机中搅拌均匀得B剂。
(4)将A剂与B剂按质量比为1：1混合，排掉气泡，得到发泡硅凝胶。
上述发泡硅凝胶针入度42，粘度4300mpa.s，密度0.31g/cm3将上述发泡硅凝胶用针筒打入TPU的袋子内150℃/50min成型，颜色分布均匀，没有分层现象；用手反复搓袋子，硅凝胶与TPU没有脱膜现象。
实施例5
(1)将30份粘度为30000mpa.s端乙烯基聚二甲基硅氧烷、40份粘度为200mpa.s聚二甲基硅氧烷和30份粘度为500mpa.s的甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，10份膨胀微球搅拌均匀，然后置于烘箱中，在150℃/30min的条件下发泡，然后放在空气中自然冷却，得到基胶。
(2)将上述基胶100份，加20份粘度为200mpa.s的聚二甲基硅氧烷，加氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物0.5份(铂含量2000PPM)在高速分散机拌机搅拌均匀得A剂。
(3)上述基胶100份，加粘度10份为200mpa.s的聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷10份(含氢量0.25％)、预处理色浆(有机膨润土与色浆，质量比为0.2:1)1份、1份增粘剂、1-乙炔基环已醇0.15份在高速分散机中搅拌均匀得B剂。
(4)将A剂与B剂按质量比为1：1混合，排掉气泡，得到发泡硅凝胶。
本实施例发泡硅凝胶针入度22，粘度2700mpa.s，密度0.32g/cm3。
将本实施例发泡硅凝胶用针筒打入TPU的袋子内150℃/50min成型，颜色分布均匀，没有分层现象；用手反复搓袋子，硅凝胶与TPU没有脱膜现象。
实施例6
(1)将25份粘度为80000mpa.s端乙烯基聚二甲基硅氧烷、45份粘度为350mpa.s聚二甲基硅氧烷和30份粘度为500mpa.s的甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，6份膨胀微球搅拌均匀，然后置于烘箱中，在150℃/30min的条件下发泡，然后放在空气中自然冷却，得到基胶。
(2)将上述基胶100份，加20份粘度为350mpa.s的聚二甲基硅氧烷，加氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物0.5份(铂含量2000PPM)在高速分散机拌机搅拌均匀得A剂。
(3)上述基胶100份，加粘度10份为350mpa.s的聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷10份(含氢量0.18％)、预处理色浆(有机膨润土与色浆，质量比为0.25:1)1份、1份增粘剂、1-乙炔基环已醇0.25份在高速分散机中搅拌均匀得B剂。
(4)将A剂与B剂按质量比为1：1混合，排掉气泡，得到发泡硅凝胶。
本实施例发泡硅凝胶针入度52，粘度5000mpa.s，密度0.4g/cm3。
将本实施例发泡硅凝胶用针筒打入TPU的袋子内150℃/50min成型，颜色分布均匀，没有分层现象；用手反复搓袋子，硅凝胶与TPU没有脱膜现象。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种发泡硅凝胶，其特征在于，由以下组分制成：
端乙烯基聚二甲基硅氧烷、甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷、膨胀微球、聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷、1-乙炔基环已醇、色浆和增粘剂；
所述增粘剂由正硅酸乙酯、四甲基二硅氧烷和KH-560在催化剂的条件下进行反应制得。
2.根据权利要求1所述的发泡硅凝胶，其特征在于，所述正硅酸乙酯、所述四甲基二硅氧烷、所述KH-560和所述催化剂的质量比为(5～35)：(0.5～20)：(45～95)：(0.01～2)。
3.根据权利要求1所述的发泡硅凝胶，其特征在于，所述反应的温度为80℃～100℃，反应的时间为10h～12h；
所述催化剂选自硫酸、阳离子交换树脂或酸性白土。
4.根据权利要求1所述的发泡硅凝胶，其特征在于，所述端乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度为2000～100000mpa.s；
所述甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷粘度为100～20000mpa.s；
所述聚二甲基硅氧烷粘度为50-1000mpa.s；
所述含氢聚二甲基硅氧烷的粘度为30-200mpa.s。
5.根据权利要求1所述的发泡硅凝胶，其特征在于，还包括：防聚结剂；
所述防聚结剂选自改性有机膨润土、硅藻土或白炭黑。
6.权利要求1至5任意一项所述的发泡硅凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将端乙烯基聚二甲基硅氧烷、第一聚二甲基硅氧烷、甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷和膨胀微球混合后进行发泡，得到第一产物；
步骤2：将所述第一产物、第二聚二甲基硅氧烷和催化剂进行混合，得到第二产物；
步骤3：将所述第一产物、第三聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷、1-乙炔基环已醇、色浆和增粘剂进行混合，得到第三产物；
步骤4：将所述第二产物与所述第三产物进行混合，得到发泡硅凝胶；
所述聚二甲基硅氧烷包括：第一聚二甲基硅氧烷、第二聚二甲基硅氧烷和第三聚甲基硅氧烷。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述端乙烯基聚二甲基硅氧烷、所述第一聚二甲基硅氧烷、所述甲基乙烯基聚二甲基硅氧烷和所述膨胀微球的质量比为(25～50)：(30～50)：(20～30)：(6～10)；
所述发泡的温度为150℃～180℃，所述发泡的时间为50min～100min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将所述第一产物、所述第二聚二甲基硅氧烷和所述催化剂的质量比为100：(20～30)：0.5；
所述第一产物、所述第三聚二甲基硅氧烷、所述含氢聚二甲基硅氧烷、所述色浆、所述增粘剂和所述1-乙炔基环已醇的质量比为100：10：10：1：1：(0.15～0.25)；
所述第一产物与所述第二产物的质量比为1：1。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物或氯铂酸与四乙烯基四甲基环硅氧烷的络合物。
10.权利要求1至5任意一项所述的发泡硅凝胶在制备内衣垫片中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
将所述发泡硅凝胶打入TPU的袋子内，成型，得到内衣垫片。
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