一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料及其制备工艺的制作方法
本发明涉及高分子材料，具体涉及一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料及其制备工艺。
背景技术：
1、软质硅胶是一种非常灵活和柔韧的有机硅橡胶材料，因其出色的物理特性和广泛的适用范围而在多个行业中得到广泛应用，例如刀片熔接中作为垫片使用。软质硅胶结合了硅胶固有的柔韧性、化学稳定性和生物相容性等优点，同时还通过添加特定填料或改变配方来增强其它方面的性能。
2、现有技术在刀片熔接时使用的硅胶主要考虑的是硅胶的导热性，由于刀片熔接时会产生一定热度，因此对硅胶材料的耐温耐热性能有一定要求，而对硅胶材料的耐磨性能考虑较少，并且在刀片熔接的过程中用到的是软质硅胶材料，软胶材质的磨损较大，因此，本发明提供了一种耐磨性能好的软质硅胶复合材料以解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料及其制备工艺。
2、一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
3、s1：碳纳米管改性分散
4、取碳纳米管于反应瓶中并加入乙醇，超声后加入水分散剂和正癸基三甲氧基硅烷超声处理，得到处理液，将处理液烘干研磨过筛，得到处理碳纳米管，保存备用；
5、s2：制备刀片熔接硅胶垫片
6、称量乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂和偶联剂乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷混合于反应瓶中搅拌，再添加铂金催化剂、处理球形氧化铝和处理碳纳米管，形成浆料后超声，得到初步混合的混料，将初步混合的混料置于开炼机上混合，将开炼机上的混料取出放在真空箱中抽真空，将抽完真空后的混料通过管道在离型膜上挤出成纤维状，得到纤维状混料，将纤维状混料切段放置于模具中，并用热压机压实，将模具和纤维状混料一起置于烘箱固化，并切片，得到刀片熔接硅胶垫片；
7、s3：耐磨涂层液制备
8、称取kh-560、mtes和纳米sio2溶胶加入到反应瓶中，磁力搅拌随后升温反应得到浅白色油状溶胶，随后将反应瓶置于冰水浴中冷却，冷却过程中快速搅拌，搅拌同时向反应瓶中滴加固化促进剂bmi，再向反应瓶中加入混合溶剂和固化剂，即得耐磨涂层液，备用；
9、s4：在刀片熔接硅胶垫片表面涂覆耐磨涂层
10、将刀片熔接硅胶垫片放入浓度为0.5wt%的naoh溶液中，浸泡超声清洗，再用无水乙醇和去离子水交替清洗后烘干，得到处理后的刀片熔接硅胶垫片，取耐磨涂层液滴在处理后的刀片熔接硅胶垫片上，10μm的线棒涂布器进行刮涂，待其自然流平，再放入烘箱中固化，自然冷却至室温后即得到刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料。
11、进一步地，步骤s1碳纳米管改性分散，包括如下步骤：
12、s1.1：首先取5-8质量份碳纳米管于反应瓶中并加入15-24质量份乙醇，用细胞破碎仪超声1.5-2h；
13、s1.2：随后加入1.5-2质量份水分散剂和1.5-2质量份正癸基三甲氧基硅烷超声处理1-2h，得到处理液；
14、s1.3：将处理液放入150-200℃的烘箱中加热烘干1.5-2h，随后研磨过120目筛，继续加热烘干1-1.5h，得到处理碳纳米管，保存备用。
15、进一步地，步骤s2制备刀片熔接硅胶垫片，包括如下步骤：
16、s2.1：称量乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂和偶联剂乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷以2：2：0.5：1的体积比混合于反应瓶中，搅拌5-10min；
17、s2.2：向反应瓶中添加体系总质量0.5%的铂金催化剂和体系总质量5%的处理球形氧化铝，于反应瓶中继续搅拌10min；
18、s2.3：再向反应瓶中加入体系总质量2-3%的处理碳纳米管，形成浆料后超声1-1.5h，得到初步混合的混料；
19、s2.4：将初步混合的混料置于开炼机上混合10-15min至混合均匀；
20、s2.5：将开炼机上的混料取出放在真空箱中-100mpa抽真空20-25min；
21、s2.6：将抽完真空后的混料通过管道在离型膜上挤出成纤维状，得到纤维状混料；
22、s2.7：将纤维状混料切段放置于模具中，并用热压机压实，将模具和纤维状混料一起置于150-160℃恒温烘箱中2-2.5h固化，并切片，得到刀片熔接硅胶垫片。
23、进一步地，步骤s1.2的水分散剂为聚丙烯酸。
24、进一步地，步骤s2.2的处理球形氧化铝的制备工艺为：取5μm球形氧化铝置于反应瓶中，加入硅烷偶联剂和酒精，球形氧化铝、硅烷偶联剂和酒精的质量比为1：4：10，用玻璃棒初步搅拌5min，磁力搅拌器200r/min搅拌1h，超声6h清洗并干燥，得到处理球形氧化铝。
25、进一步地，步骤s3耐磨涂层液制备，包括如下步骤：
26、s3.1：称取2-3质量份kh-560、4.4-5质量份mtes和3-8质量份纳米sio2溶胶加入到反应瓶中，用10%wt盐酸水溶液调节ph至1-3；
27、s3.2：于40-45℃水浴条件下磁力搅拌2-2.5h，随后升温至80-85℃，继续反应1.5-2h得到浅白色油状溶胶；
28、s3.3：随后将反应瓶置于冰水浴中冷却至4-10℃，冷却过程中进行500-600r/min的快速搅拌，搅拌同时向反应瓶中滴加体系总质量5%的固化促进剂bmi，继续反应持续反应1-1.5h；
29、s3.4：再向反应瓶中加入16-22质量份混合溶剂，再加入1-4质量份的固化剂，反应30-40min，即得耐磨涂层液，备用。
30、进一步地，步骤s3.4的混合溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和二醇甲醚以5：13：8：1的质量比混合制成。
31、进一步地，步骤s3.4的固化剂为乙酰内酮铝。
32、进一步地，步骤s4在刀片熔接硅胶垫片表面涂覆耐磨涂层，包括如下步骤：
33、s4.1：将刀片熔接硅胶垫片放入浓度为0.5wt%的naoh溶液中，浸泡1-1.5h，然后超声清洗30-40min，再用无水乙醇和去离子水交替清洗2-3次，除去表面杂质；最后置于80-90℃烘箱中烘干，得到处理后的刀片熔接硅胶垫片，备用；
34、s4.2：取耐磨涂层液滴在处理后的刀片熔接硅胶垫片上，10μm的线棒涂布器进行刮涂，室温下将其放置通风处30-35min，待其自然流平；再放入40-45℃烘箱中恒温30-35min，随后逐步升温至80-85℃，恒温固化2.5-3h，自然冷却至室温后即得到刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料。
35、一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料，其由上述一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺制备得到。
36、本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
37、1、本发明将通过对碳纳米管进行改性，并通过改性的碳纳米管制备刀片熔接硅胶垫片，碳纳米管的加入并在浆料中相互纠缠，使得浆料粘度大幅度增大，而对碳纳米管改性是因为加入碳纳米管的浆料由于粘度增大，超声分散的效果有限，碳纳米管无法完全分散会导致浆料不均匀，因此对碳纳米管改性使得碳纳米管不易团聚，有利于碳纳米管在浆料中分布均匀，并在小范围内能够相互纠缠，从而在提升浆料粘度的同时保持浆料总体均匀。
38、2、本发明通过制备耐磨涂层液，并将耐磨涂层液涂覆在垫片表面，得到刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料，制备的耐磨涂层主要成分中包含硅胶与二氧化硅，二氧化硅能够提高耐磨性能，而主要成分为硅胶的涂层在涂覆后能够与垫片较好的结合，并且在后续使用中，由于摩擦和压力，涂层与垫片由于材质近似更容易相互结合，而不会二者分离，从而提高复合材料的耐磨性能。
39、3、本发明通过对垫片进行预处理，除去垫片表面在制备和保存过程中未清除的污渍，再进行涂覆，保证涂层和垫片之间没有异物，从而提高涂层和垫片之间的结合力。
技术特征：
1.一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤s1碳纳米管改性分散，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤s2制备刀片熔接硅胶垫片，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤s1.2的水分散剂为聚丙烯酸。
5.根据权利要求4所述的一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤s2.2的处理球形氧化铝的制备工艺为：取5μm球形氧化铝置于反应瓶中，加入硅烷偶联剂和酒精，球形氧化铝、硅烷偶联剂和酒精的质量比为1：4：10，用玻璃棒初步搅拌5min，磁力搅拌器200r/min搅拌1h，超声6h清洗并干燥，得到处理球形氧化铝。
6.根据权利要求5所述的一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤s3耐磨涂层液制备，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤s3.4的混合溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和二醇甲醚以5：13：8：1的质量比混合制成。
8.根据权利要求7所述的一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤s3.4的固化剂为乙酰内酮铝。
9.根据权利要求8所述的一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤s4在刀片熔接硅胶垫片表面涂覆耐磨涂层，包括如下步骤：
10.一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料，其特征在于，其由上述权利要求1-9任一项的刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料的制备工艺制备得到。
技术总结
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种刀片熔接时的耐磨软质硅胶复合材料及其制备工艺。其制备工艺包括以下步骤：碳纳米管改性分散；制备刀片熔接硅胶垫片；耐磨涂层液制备；在刀片熔接硅胶垫片表面涂覆耐磨涂层。本发明将通过对碳纳米管进行改性，并通过改性的碳纳米管制备刀片熔接硅胶垫片，对碳纳米管改性是因为加入碳纳米管的浆料由于粘度增大，超声分散的效果有限，碳纳米管无法完全分散会导致浆料不均匀，因此对碳纳米管改性使得碳纳米管不易团聚，有利于碳纳米管在浆料中分布均匀，并在小范围内能够相互纠缠，从而在提升浆料粘度的同时保持浆料总体均匀，从而使得垫片在刀片熔接的过程中具有较好的热导率和硬度。
技术研发人员：陈建红,晏才敏,何艳峰,李家程
受保护的技术使用者：江西犀瑞制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23