一种具有电响应性的有机硅合成革及其制造方法与流程

专利2022-06-29  89

本发明涉及一种具有电响应性的有机硅合成革及其制造方法,属于有机硅合成革的制造技术领域。



背景技术:

有机硅合成革作为时下热门的合成革新品种,具有天然的耐水解性、防污性、耐候性等特性。尤其是其采用无溶剂的制造技术,避免了聚氨酯合成革、pvc人造革的dmf、mek等有机溶剂和增塑剂大量排放的现象,因而近年来受关注度比较高。然而,尽管其相较于传统的皮革材料优势明显,但其也有一些比较显著的缺点,例如,有机硅材料其本体电阻非常之高,一般为1016ω*m,属于绝缘材料。因此,使用其作为合成革的表面材料具有表面电阻高、静电大、容易吸灰等缺点。

通常为了降低电阻值,一般会在有机硅材料中添加金属粉末、导电炭黑、抗静电剂等材料以增加本体材料的导电率。然而,这些材料例如金属粉末、导电炭黑等导电粉末一般填充量比较大,严重影响材料的力学性能,因此所形成的有机硅合成革表面耐刮耐磨性能很差。而抗静电剂尽管添加量比较少,但是其作用的机理是在富集在材料的表面,靠吸收空气中的水分形成一层水膜,其降低电阻值的范围十分有限,一般只能在109-1010ω*m左右。对于一些需要具有高导电性能的应用,例如表面需要具有电响应的应用(通常电阻值要求小于105ω*m)则显得束手无策。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有电响应性的有机硅合成革及其制造方法,该有机硅合成革具有较低的体积电阻率,导电率持久有效,且该有机硅合成革耐刮耐磨性能好。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种具有电响应性的有机硅合成革,所述有机硅合成革由三层材料组成,从上到下依次分别为导电性面胶层、导电性底胶层、基材层;

所述导电性面胶层的制备原料包含如下重量份的组分:基胶100份、乙烯基硅树脂10-60份、乙烯基硅油5-30份、含氢硅油1-20份、聚四氟乙烯微球10-30份、离子导电剂3-20份、铂金催化剂0.1-5份、抑制剂0.01-3份;

所述导电性底胶层的制备原料包含如下重量份的组分:基胶100份、乙烯基硅树脂5-40份、甲基硅树脂5-20份、乙烯基硅油10-30份、含氢硅油1-20份、离子导电剂3-20份、铂金催化剂0.1-5份,抑制剂0.01-3份;

所述基材层为涤纶、芳纶、腈纶、锦纶、维尼纶、粘胶纤维、氨纶、玻璃纤维、预氧纤维中的一种或上述材料的混纺;

所述基胶包含如下重量份的组分:乙烯基硅油100份、白炭黑10-40份、导电炭黑20-50份、硅氮烷5-15份、乙烯基三甲氧基硅烷1-3份、水1-10份。

作为本发明所述有机硅合成革的优选实施方式,所述导电性面胶层中,离子导电剂的用量为10-15份,乙烯基硅树脂的用量为20-40份;所述导电性底胶层中,离子导电剂的用量为10-15份。

作为本发明所述有机硅合成革的优选实施方式,所述导电性面胶层的厚度为10-200μm,所述导电性底胶层的厚度为10-1000μm。

作为本发明所述有机硅合成革的优选实施方式,所述导电性面胶层中的活性氢含量与乙烯基含量的摩尔比值为0.5-5,所述导电性底胶层中的活性氢含量与乙烯基含量的摩尔比值为0.5-5。硅氢比太低,则交联密度低,力学强度差,无耐磨性能;硅氢比太高,容易产生脱氢反应,产生气泡,且由于过高的交联密度导致胶体过脆。

作为本发明所述有机硅合成革的优选实施方式,所述乙烯基硅油为分子链上至少含有两个与硅原子相连的乙烯基的聚二甲硅氧烷,乙烯基处于分子链的末端或侧位,所述乙烯基硅油可以是直链的,也可以支链的,或者他们的组合物,所述乙烯基硅油粘度不做特别的限定,温度在25℃时,导电性面胶层中粘度优选为2000-200000mpa.s,导电性底胶层中粘度优选为5000-100000mpa.s,粘度太低,则力学性能太低,粘度太高,则加工困难,所述的乙烯基硅油的乙烯基含量不做特别的限定,质量分数优选为0.01%-2%,导电性面胶层中进一步优选为0.06%-0.8%,导电性底胶层中进一步优选为0.1%-0.8%;所述导电炭黑为导电槽黑、导电炉法碳黑、乙炔炭黑、科琴黑中的至少一种;所述白炭黑为比表面积为50-400m2/g的气相法二氧化硅。

作为本发明所述有机硅合成革的优选实施方式,所述乙烯基硅树脂的结构为mt型、mq型、mtq型、mdq型、mdt型中的至少一种,所述乙烯基硅树脂的数均分子量不做特别的限定,优选为500-30000,进一步优选为1500-20000,所述乙烯基硅树脂的乙烯基含量不做特别限定,质量分数优选为0.1%-5%,进一步优选为0.5%-3%,乙烯基含量太低,则有效交联密度低,力学强度差,乙烯基含量高,则交联密度太高,胶体脆性强;所述含氢硅油为分子链上至少含有三个与硅原子直接相连的活性氢原子的聚二甲基硅氧烷,活性氢原子处于分子链的末端或侧位,所述含氢硅油活性氢含量不做特别限定,导电性面胶层中质量分数优选为0.1-1.6%,导电性底胶层中优选为0.2-1.2%,所述含氢硅油粘度不做特别的限定,优选温度在25℃时,粘度为1-1000mpa.s,进一步优选为10-200mpa.s。

作为本发明所述有机硅合成革的优选实施方式,所述聚四氟乙烯(ptfe)微球的粒径为0.1-5μm,ptfe微球是提供涂层表面爽滑、防污的助剂;所述离子导电剂为季铵盐导电剂、咪唑类导电剂、吡啶类导电剂、季鏻类导电剂、吡咯烷类导电剂、哌啶类导电剂中的至少一种,可以列举四乙基铵、四丁基铵、十二烷基三甲基铵、十六烷基三甲基铵、十八烷基三甲基铵、三丁基甲基铵双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、三丁基甲基氯化铵、n-甲氧基乙基-n-甲基二乙基铵四氟硼酸盐等季铵盐导电剂;1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑碘盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐等咪唑类导电剂;n-辛基吡啶溴盐、n-己基吡啶双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、n-己基吡啶六氟磷酸盐、n-己基吡啶四氟硼酸盐等吡啶类导电剂;n-己基吡啶四氟硼酸盐、三丁基己基溴化膦、四丁基膦双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐等季鏻类导电剂、n-丁基-n-甲基吡咯烷双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、n-丁基-n-甲基吡咯烷溴盐等吡咯烷类导电剂;n-丁基-n-甲基哌啶双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、n-丁基-n-甲基哌啶溴盐等哌啶类导电剂。

作为本发明所述有机硅合成革的优选实施方式,所述铂金催化剂为铂黑、负载铂的纳米氧化铝粉末、负载铂的纳米二氧化硅粉末、氯铂酸、氯铂酸与一元醇的反应物、铂与链烯基硅氧烷的络合物、或为内部包覆有铂的热塑性树脂粉末,所述铂金催化剂中铂的质量浓度为1%,铂金催化剂主要是用于促进乙烯基及活性氢反应的交联反应,导电性面胶层中铂的使用量为原料总质量的1-3000ppm,导电性底胶层中铂的使用量为原料总质量的1-5000ppm;所述抑制剂为炔醇类化合物、多乙烯基硅氧烷及聚硅氧烷、酰胺类化合物、马来酸酯类化合物中的至少一种,可以列举为3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、1-乙炔基-1-环己醇等炔醇类化合物烯基硅油、甲基乙烯基环四硅氧烷等多乙烯基硅氧烷及聚硅氧烷;n,n–二烯丙基甲酰胺、n,n,n’,n’-四烯丙基邻苯二甲酰胺等酰胺类化合物、马来酸单烯丙酯等马来酸酯类化合物。

作为本发明所述有机硅合成革的优选实施方式,所述甲基硅树脂的结构为mt型、mq型、mtq型、mdq型、mdt型中的至少一种,数均分子量不做特别的限定,优选为2000-20000。

作为本发明所述有机硅合成革的优选实施方式,所述基材层的结构为针织结构、梭织结构或无纺布结构,所述基材层为无弹力、双面弹或四面弹,所述基材也可以是超纤或者真皮,所述基材的厚度不受限值,优选为0.1-3.0mm。

第二方面,本发明提供了上述有机硅合成革的制备方法,包括以下步骤:

(1)将乙烯基硅油、白炭黑、导电炭黑、硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、水按顺序投入捏合机中,将捏合机升温至100-140℃处理1h,然后将捏合机温度升温至150-180℃抽真空1h,待温度恢复至室温后,上三辊机研磨1遍,即得基胶;

(2)将基胶、乙烯基硅树脂、乙烯基硅油、含氢硅油、聚四氟乙烯微球、离子导电剂、铂金催化剂、抑制剂按顺序投入行星机中,打开冷却水抽真空分散搅拌30min,即得导电性面胶;

(3)将基胶、乙烯基硅树脂、甲基硅树脂、乙烯基硅油、含氢硅油、离子导电剂、铂金催化剂、抑制剂按顺序投入行星机中,通冷却水分散搅拌30min,即得导电性底胶;

(4)将步骤(2)制得的导电性面胶涂布在离型纸上,涂布厚度控制在10-200μm,送入80-150℃的烘箱中,烘烤1-10min固化,再将步骤(3)制得的导电性底胶涂布在已经固化好的导电性面胶层上,涂布厚度控制10-1000μm,然后通过压力辊将基材贴合到导电性底胶层上,送入80-150℃的烘箱中,烘烤2-15min固化,将离型纸从固化好合成革上剥离,即得具有电响应性的有机硅合成革。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明的有机硅合成革选用导电炭黑配合离子导电剂一起使用,具有较低的体积电阻率,体积电阻率小于105ω*m,导电率持久有效;且通过导电性面胶层、导电性底胶层以及基材层顺序叠加的方式,具有较好的耐刮耐磨等性能;同时,本发明的生产过程简单。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种具有电响应性的有机硅合成革,通过以下制备方法制得:

(1)将100份乙烯基硅油、25份比表面积为150m2/g的白炭黑、30份乙炔炭黑、10份硅氮烷、3份乙烯基三甲氧基硅烷、3份水按顺序投入捏合机中,将捏合机升温至130℃处理1h,然后将捏合机温度升温至160℃抽真空1h,待温度恢复至室温后,上三辊机研磨1遍,即为基胶;

(2)将100份上述基胶、30份乙烯基硅树脂(mt型,数均分子量:10000,vi:1.3%)、10份乙烯基硅油(粘度:10000mpa.s,vi:0.14%)、6份含氢硅油(粘度:200mpa.s,h:0.8%)、20份ptfe微球(粒径:3μm)、8份四丁基铵、1份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、0.5份3-甲基-1-丁炔-3-醇按顺序投入行星机中,打开冷却水抽真空分散搅拌30min,得导电性面胶;

(3)将100份上述基胶、20份乙烯基硅树脂(mt型,数均分子量:8000,vi:1.6%)、15份甲基硅树脂(mq型,数均分子量:3000)、15份乙烯基硅油(粘度:3000mpa.s,vi:0.14%)、10份含氢硅油(粘度:50mpa.s,h:0.50%)、8份1-乙基-3-甲基咪唑溴盐、2份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、0.8份3-甲基-1-丁炔-3-醇按顺序投入行星机中,通冷却水分散搅拌30min,得导电性底胶;

(4)将导电性面胶涂布在离型纸上,涂布厚度100μm,送入100℃的烘箱中,烘烤5min固化,再将导电性底胶涂布在已经固化好的导电性面胶层上,涂布厚度100μm,然后通过压力辊将0.5mm厚度的双面弹涤纶针织基布贴合到导电性底胶层上,送入140℃的烘箱中,烘烤3min固化,将离型纸从固化好合成革上剥离,即得具有电响应性的有机硅合成革。

实施例2

一种具有电响应性的有机硅合成革,通过以下制备方法制得:

(1)将100份乙烯基硅油、35份比表面积为150m2/g的白炭黑、20份乙炔炭黑、10份硅氮烷、3份乙烯基三甲氧基硅烷、3份水按顺序投入捏合机中,将捏合机升温至130℃处理1h,然后将捏合机温度升温至160℃抽真空1h,待温度恢复至室温后,上三辊机研磨1遍,即为基胶;

(2)将100份上述基胶、25份乙烯基硅树脂(mtq型,数均分子量:5000,vi:2.8%)、10份乙烯基硅油(粘度:10000mpa.s,vi:0.14%)、6份含氢硅油(粘度:200mpa.s,h:1.0%)、20份ptfe微球(粒径:3μm)、15份四丁基铵、1.3份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、0.5份3-甲基-1-丁炔-3-醇按顺序投入行星机中,打开冷却水抽真空分散搅拌30min,得导电性面胶;

(3)将100份上述基胶、25份乙烯基硅树脂(mtq型,数均分子量:15000,vi:1.6%)、15份甲基硅树脂(mq型,数均分子量:3000%)、15份乙烯基硅油(粘度:10000mpa.s,vi:0.14%)、10份含氢硅油(粘度:50mpa.s,h:1.0%)、20份n-己基吡啶四氟硼酸盐、2份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、0.8份3-甲基-1-丁炔-3-醇按顺序投入行星机中,通冷却水分散搅拌30min,得导电性底胶;

(4)将导电性面胶涂布在离型纸上,涂布厚度100μm,送入100℃的烘箱中,烘烤5min固化,再将导电性底胶涂布在已经固化好的导电性面胶层上,涂布厚度100μm,然后通过压力辊将1.0mm厚度的无弹力的涤纶梭织基布贴合到导电性底胶层上,送入140℃的烘箱中,烘烤3min固化,将离型纸从固化好合成革上剥离,即得具有电响应性的有机硅合成革。

实施例3

一种具有电响应性的有机硅合成革,通过以下制备方法制得:

(1)将100份乙烯基硅油、15份比表面积为150m2/g的白炭黑、40份乙炔炭黑、12份硅氮烷、2份乙烯基三甲氧基硅烷、3份水按顺序投入捏合机中,将捏合机升温至130℃处理1h,然后将捏合机温度升温至160℃抽真空1h,待温度恢复至室温后,上三辊机研磨1遍,即为基胶;

(2)将100份上述基胶、15份乙烯基硅树脂(mtq型,数均分子量:5000,vi:2.8%)、25份乙烯基硅油(粘度:20000mpa.s,vi:0.2%)、6份含氢硅油(粘度:200mpa.s,h:1.0%)、20份ptfe微球(粒径:3μm)、15份四丁基铵、1.3份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、0.5份3-甲基-1-丁炔-3-醇按顺序投入行星机中,打开冷却水抽真空分散搅拌30min,得导电性面胶;

(3)将100份上述基胶、25份乙烯基硅树脂(mtq型,数均分子量:15000,vi:1.6%)、15份甲基硅树脂(mq,数均分子量:3000)、15份乙烯基硅油(粘度:10000mpa.s,vi:0.14%)、10份含氢硅油(粘度:50mpa.s,h:1.0%)、20份n-己基吡啶四氟硼酸盐、2份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、0.8份3-甲基-1-丁炔-3-醇按顺序投入行星机中,通冷却水分散搅拌30min,得导电性底胶;

(4)将导电性面胶涂布在离型纸上,涂布厚度100μm,送入100℃的烘箱中,烘烤5min固化,再将导电性底胶涂布在已经固化好的导电性面胶层上,涂布厚度100μm,然后通过压力辊将1.0mm厚度的无弹力的涤纶梭织基布贴合到导电性底胶层上,送入140℃的烘箱中,烘烤3min固化,将离型纸从固化好合成革上剥离,即得具有电响应性的有机硅合成革。

实施例4

一种具有电响应性的有机硅合成革,通过以下制备方法制得:

(1)将100份乙烯基硅油、15份比表面积为150m2/g的白炭黑、40份乙炔炭黑、12份硅氮烷、2份乙烯基三甲氧基硅烷、3份水按顺序投入捏合机中,将捏合机升温至130℃处理1h,然后将捏合机温度升温至160℃抽真空1h,待温度恢复至室温后,上三辊机研磨1遍,即为基胶;

(2)将100份上述基胶、35份乙烯基硅树脂(mt型,数均分子量:8000,vi:1.6%)、25份乙烯基硅油(粘度:20000mpa.s,vi:0.2%)、4份含氢硅油(粘度:200mpa.s,h:1.5%)、25份ptfe微球(粒径:1μm)、15份四丁基铵、1.3份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、0.6份n,n–二烯丙基甲酰胺按顺序投入行星机中,打开冷却水抽真空分散搅拌30min,得导电性面胶;

(3)将100份上述基胶、15份乙烯基硅树脂(mt型,数均分子量:8000,vi:1.6%)、20份甲基硅树脂(mq型,数均分子量:5000)、15份乙烯基硅油(粘度:10000mpa.s,vi:0.14%)、10份含氢硅油(粘度:50mpa.s,h:1.0%)、10份n-己基吡啶四氟硼酸盐、2份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、0.6份n,n–二烯丙基甲酰胺按顺序投入行星机中,通冷却水分散搅拌30min,得导电性底胶;

(4)将导电性面胶涂布在离型纸上,涂布厚度100μm,送入120℃的烘箱中,烘烤4min固化,再将导电性底胶涂布在已经固化好的导电性面胶层上,涂布厚度100μm,然后通过压力辊将1.0mm厚度的超纤贴合到导电性底胶层上,送入140℃的烘箱中,烘烤3min固化,将离型纸从固化好合成革上剥离,即得具有电响应性的有机硅合成革。

实施例5

一种具有电响应性的有机硅合成革,通过以下制备方法制得:

(1)将100份乙烯基硅油、10份比表面积为150m2/g的白炭黑、50份乙炔炭黑、5份硅氮烷、3份乙烯基三甲氧基硅烷、1份水按顺序投入捏合机中,将捏合机升温至130℃处理1h,然后将捏合机温度升温至160℃抽真空1h,待温度恢复至室温后,上三辊机研磨1遍,即为基胶;

(2)将100份上述基胶、10份乙烯基硅树脂(mt型,数均分子量:8000,vi:1.6%)、5份乙烯基硅油(粘度:20000mpa.s,vi:0.2%)、20份含氢硅油(粘度:200mpa.s,h:1.5%)、10份ptfe微球(粒径:1μm)、3份四丁基铵、0.1份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、0.01份n,n–二烯丙基甲酰胺按顺序投入行星机中,打开冷却水抽真空分散搅拌30min,得导电性面胶;

(3)将100份上述基胶、5份乙烯基硅树脂(mt型,数均分子量:8000,vi:1.6%)、20份甲基硅树脂(mq型,数均分子量:5000)、10份乙烯基硅油(粘度:10000mpa.s,vi:0.14%)、1份含氢硅油(粘度:50mpa.s,h:1.0%)、20份n-己基吡啶四氟硼酸盐、0.1份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、0.01份n,n–二烯丙基甲酰胺按顺序投入行星机中,通冷却水分散搅拌30min,得导电性底胶;

(4)将导电性面胶涂布在离型纸上,涂布厚度10μm,送入120℃的烘箱中,烘烤4min固化,再将导电性底胶涂布在已经固化好的导电性面胶层上,涂布厚度10μm,然后通过压力辊将1.0mm厚度的超纤贴合到导电性底胶层上,送入140℃的烘箱中,烘烤3min固化,将离型纸从固化好合成革上剥离,即得具有电响应性的有机硅合成革。

实施例6

一种具有电响应性的有机硅合成革,通过以下制备方法制得:

(1)将100份乙烯基硅油、40份比表面积为150m2/g的白炭黑、20份乙炔炭黑、15份硅氮烷、1份乙烯基三甲氧基硅烷、10份水按顺序投入捏合机中,将捏合机升温至130℃处理1h,然后将捏合机温度升温至160℃抽真空1h,待温度恢复至室温后,上三辊机研磨1遍,即为基胶;

(2)将100份上述基胶、60份乙烯基硅树脂(mt型,数均分子量:8000,vi:1.6%)、30份乙烯基硅油(粘度:20000mpa.s,vi:0.2%)、1份含氢硅油(粘度:200mpa.s,h:1.5%)、30份ptfe微球(粒径:1μm)、20份四丁基铵、5份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、3份n,n–二烯丙基甲酰胺按顺序投入行星机中,打开冷却水抽真空分散搅拌30min,得导电性面胶;

(3)将100份上述基胶、40份乙烯基硅树脂(mt型,数均分子量:8000,vi:1.6%)、5份甲基硅树脂(mq型,数均分子量:5000)、30份乙烯基硅油(粘度:10000mpa.s,vi:0.14%)、20份含氢硅油(粘度:50mpa.s,h:1.0%)、3份n-己基吡啶四氟硼酸盐、5份铂金催化剂(氯铂酸异丙醇溶液,pt浓度wt1%)、3份n,n–二烯丙基甲酰胺按顺序投入行星机中,通冷却水分散搅拌30min,得导电性底胶;

(4)将导电性面胶涂布在离型纸上,涂布厚度200μm,送入120℃的烘箱中,烘烤4min固化,再将导电性底胶涂布在已经固化好的导电性面胶层上,涂布厚度1000μm,然后通过压力辊将1.0mm厚度的超纤贴合到导电性底胶层上,送入140℃的烘箱中,烘烤3min固化,将离型纸从固化好合成革上剥离,即得具有电响应性的有机硅合成革。

效果例1

针对以上实施例1-6,采用以下方法评判耐磨耐刮及导电性能,测试结果如表1所示。

耐磨性:

按照iso/np17076-2004的规定进行试验,采用cs-10砂轮、1000g的负重,测试转数为3000转。评判标准:1级--很明显,2级--比较明显,3级--能分辨出,4级--难以分辨出,5级--无法分辨出。

按照astmd4157-13的规定进行试验,采用10#帆布棉,测试周期为300000个循环。评判标准:1级--涂层被磨穿,透露基布;2级--涂层磨损较为严重,纹路被磨平;3级--涂层纹路有磨损,但可以比较清晰看清纹路;4级--涂层纹路几乎无磨损,但是光雾度略有变化;5级--涂层看不出被磨损的痕迹,光雾度无变化。

耐刮性:

使用长号回形针,尺寸约32mm*7mm,对试样表面施加7.5n的力,反复刮擦200循环,再使用10倍的显微镜观察皮革表面有无破损、断裂、脱落等现象。

电阻测试:

按照jisk7194中规定的“四点探针阵列”技术测试。

表1

从表1可以看出,实施例1-6具有显著的耐磨性、耐刮性、以及较低的体积电阻率等特性,从而印证了本发明提出的解决方案的合理性和实际效果。

效果例2

本发明中,导电性面胶层中离子导电剂的用量、乙烯基硅树脂的用量,导电性底胶层中离子导电剂的用量影响本发明有机硅合成革的性能。设置试验组1~5以考察离子导电剂的用量、乙烯基硅树脂的用量对有机硅合成革性能的影响。试验组1~5中,仅导电性面胶层中离子导电剂的用量、乙烯基硅树脂的用量,导电性底胶层中离子导电剂的用量不同,其余组分及制备方法均相同。导电性面胶层中离子导电剂的用量、乙烯基硅树脂的用量,导电性底胶层中离子导电剂的用量如表2所示。同时,对试验组1~5进行性能测试,测试结果如表3所示。

表2

表3

由表3可知,导电性面胶层中离子导电剂的用量、乙烯基硅树脂的用量,导电性底胶层中离子导电剂的用量影响本发明有机硅合成革的性能。当导电性面胶层中,离子导电剂的用量为10-15份,乙烯基硅树脂的用量为20-40份,导电性底胶层中,离子导电剂的用量为10-15份时,制备得到的有机硅合成革的综合性能最佳。

最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。


技术特征:

1.一种具有电响应性的有机硅合成革,其特征在于,所述有机硅合成革由三层材料组成,从上到下依次分别为导电性面胶层、导电性底胶层、基材层;

所述导电性面胶层的制备原料包含如下重量份的组分:基胶100份、乙烯基硅树脂10-60份、乙烯基硅油5-30份、含氢硅油1-20份、聚四氟乙烯微球10-30份、离子导电剂3-20份、铂金催化剂0.1-5份、抑制剂0.01-3份;

所述导电性底胶层的制备原料包含如下重量份的组分:基胶100份、乙烯基硅树脂5-40份、甲基硅树脂5-20份、乙烯基硅油10-30份、含氢硅油1-20份、离子导电剂3-20份、铂金催化剂0.1-5份,抑制剂0.01-3份;

所述基材层为涤纶、芳纶、腈纶、锦纶、维尼纶、粘胶纤维、氨纶、玻璃纤维、预氧纤维中的一种或上述材料的混纺;

所述基胶包含如下重量份的组分:乙烯基硅油100份、白炭黑10-40份、导电炭黑20-50份、硅氮烷5-15份、乙烯基三甲氧基硅烷1-3份、水1-10份。

2.如权利要求1所述的有机硅合成革,其特征在于,所述导电性面胶层中,离子导电剂的用量为10-15份,乙烯基硅树脂的用量为20-40份;所述导电性底胶层中,离子导电剂的用量为10-15份。

3.如权利要求1所述的有机硅合成革,其特征在于,所述导电性面胶层的厚度为10-200μm,所述导电性底胶层的厚度为10-1000μm。

4.如权利要求1所述的有机硅合成革,其特征在于,所述导电性面胶层中的活性氢含量与乙烯基含量的摩尔比值为0.5-5,所述导电性底胶层中的活性氢含量与乙烯基含量的摩尔比值为0.5-5。

5.如权利要求1所述的有机硅合成革,其特征在于,所述乙烯基硅油为分子链上至少含有两个与硅原子相连的乙烯基的聚二甲硅氧烷,乙烯基处于分子链的末端或侧位;所述导电炭黑为导电槽黑、导电炉法碳黑、乙炔炭黑、科琴黑中的至少一种;所述白炭黑为比表面积为50-400m2/g的气相法二氧化硅。

6.如权利要求1所述的有机硅合成革,其特征在于,所述乙烯基硅树脂的结构为mt型、mq型、mtq型、mdq型、mdt型中的至少一种;所述含氢硅油为分子链上至少含有三个与硅原子直接相连的活性氢原子的聚二甲基硅氧烷,活性氢原子处于分子链的末端或侧位;所述聚四氟乙烯微球的粒径为0.1-5μm;所述离子导电剂为季铵盐导电剂、咪唑类导电剂、吡啶类导电剂、季鏻类导电剂、吡咯烷类导电剂、哌啶类导电剂中的至少一种。

7.如权利要求1所述的有机硅合成革,其特征在于,所述铂金催化剂为铂黑、负载铂的纳米氧化铝粉末、负载铂的纳米二氧化硅粉末、氯铂酸、氯铂酸与一元醇的反应物、铂与链烯基硅氧烷的络合物、或为内部包覆有铂的热塑性树脂粉末,所述铂金催化剂中铂的质量浓度为1%;所述抑制剂为炔醇类化合物烯基硅油、多乙烯基硅氧烷及聚硅氧烷、酰胺类化合物、马来酸酯类化合物中的至少一种。

8.如权利要求1所述的有机硅合成革,其特征在于,所述甲基硅树脂的结构为mt型、mq型、mtq型、mdq型、mdt型中的至少一种。

9.如权利要求1所述的有机硅合成革,其特征在于,所述基材层的结构为针织结构、梭织结构或无纺布结构,所述基材层为无弹力、双面弹或四面弹。

10.如权利要求1~9任一项所述的有机硅合成革的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将乙烯基硅油、白炭黑、导电炭黑、硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、水按顺序投入捏合机中,将捏合机升温至100-140℃处理1h,然后将捏合机温度升温至150-180℃抽真空1h,待温度恢复至室温后,上三辊机研磨1遍,即得基胶;

(2)将基胶、乙烯基硅树脂、乙烯基硅油、含氢硅油、聚四氟乙烯微球、离子导电剂、铂金催化剂、抑制剂按顺序投入行星机中,打开冷却水抽真空分散搅拌30min,即得导电性面胶;

(3)将基胶、乙烯基硅树脂、甲基硅树脂、乙烯基硅油、含氢硅油、离子导电剂、铂金催化剂、抑制剂按顺序投入行星机中,通冷却水分散搅拌30min,即得导电性底胶;

(4)将步骤(2)制得的导电性面胶涂布在离型纸上,涂布厚度控制在10-200μm,送入80-150℃的烘箱中,烘烤1-10min固化,再将步骤(3)制得的导电性底胶涂布在已经固化好的导电性面胶层上,涂布厚度控制10-1000μm,然后通过压力辊将基材贴合到导电性底胶层上,送入80-150℃的烘箱中,烘烤2-15min固化,将离型纸从固化好合成革上剥离,即得具有电响应性的有机硅合成革。

技术总结
本发明涉及一种具有电响应性的有机硅合成革及其制造方法,属于有机硅合成革的制造技术领域。本发明的有机硅合成革选用导电炭黑配合离子导电剂一起使用,具有较低的体积电阻率,体积电阻率小于105Ω*m,导电率持久有效;且通过导电性面胶层、导电性底胶层以及基材层顺序叠加的方式,具有较好的耐刮耐磨等性能;同时,本发明的生产过程简单。

技术研发人员:范德文;李江群
受保护的技术使用者:江西赛欧特科新材料有限公司
技术研发日:2020.01.17
技术公布日:2020.06.09

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