一种硫化硅胶垫及其制作方法与流程

1.本发明属于硫化硅胶技术领域，具体涉及一种硫化硅胶垫及其制作方法。


背景技术：

2.硫化硅橡胶(rtv)是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体，这种橡胶的最显著特点是在室温下无须加热、加压即可就地固化，使用极其方便。成为整个有机硅产品的一个重要组成部分。硫化硅橡胶是一种新型的有机硅弹性体，用于制造脱醇型、脱醋酸型、脱酮肟型的单组份、双组份密封胶等，它有非常好的脱模性，特别适于制造精密模具，还可用于电子灌封胶，作为绝缘材料。现有的硫化硅胶垫通过加入具有抗紫外线、抗氧化、抗疲劳功能的添加剂或加入光稳定剂、防霉剂来达到抗黄变、抗老化的目的，但上述添加剂普遍存在与硅胶基体相容性差、分散性差的问题，导致硅酮密封胶的抗黄变、抗老化功能不稳定。因此，提出一种硫化硅胶垫及其制作方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种硫化硅胶垫及其制作方法。
4.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
5.本发明提供了一种硫化硅胶垫，包括100
‑
120份聚有机硅氧烷、5
‑
10份硫化剂、15
‑
30份改性纳米二氧化硅、5
‑
10份纳米二氧化钛、10
‑
20份阻燃剂、1
‑
10份光引发剂、10
‑
20份含氢硅油。
6.作为本发明的进一步改进，所述改性纳米二氧化硅包括纳米二氧化硅、丙烯酸异辛酯、三羧基苯硼酸、超支化聚氨酯丙烯酸酯、流平剂、引发剂和甲醇。
7.作为本发明的进一步改进，所述硫化剂为过氧化苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯及过氧化二异丙苯的中的一种或多种。
8.作为本发明的进一步改进，所述阻燃剂采用三氧化二锑和氢氧化铝中的一种或两种。
9.作为本发明的进一步改进，所述光引发剂选用光引发剂819、光引发剂369、光引发剂500中的一种或多种。
10.本发明还提供了一种上述硫化硅胶垫的制作方法，包括以下步骤：
11.(1)将聚有机硅氧烷中加入改性纳米二氧化硅，进行超声分散，再加入硫化剂、阻燃剂和光引发剂，搅拌均匀在40
‑
50℃温度下静置1
‑
2h，得到硅胶料；
12.(2)将所述硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比，之后加入30
‑
40℃的冷却液进行混炼，混炼时间为20
‑
30min，混练后产物经过冷热交替循环1
‑
3次，获得混练物；
13.(3)将所述混练物加入纳米二氧化钛，再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅
胶垫；
14.(4)将所述硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
15.作为本发明的进一步改进，所述步骤(1)中改性纳米二氧化硅的制备过程如下：
16.(11)将纳米二氧化硅预先均匀分散于丙烯酸异辛酯中，然后加入三羧基苯硼酸和甲醇溶剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在40～60℃条件下保温1
‑
2h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物；
17.(12)向反应产物中加入超支化聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、流平剂、甲醇，混合充分搅拌均匀，得到改性纳米二氧化硅。
18.作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)中冷热交替循环具体步骤为：将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
‑
30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环。
19.本发明的有益效果在于：本发明通过在生胶中添加改性纳米二氧化硅，与生胶相容性优异、分散性强，通过对纳米二氧化硅进行改性，使其表面容易和生胶相容，同时内部结构强度高，减少结构调整剂的使用，使用相比较传统的白炭黑，不仅减少了助剂的使用，物理性能更加优异，而且和纳米二氧化钛协同作用，还格外增加了硫化硅胶的抗黄性能和透光度。同时，本发明中通过冷热交替的方式，使得各组分之间连接更加紧密，形成的硫化硅胶垫结构更加稳定，进一步改善其物理性能。
具体实施方式
20.下面对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
21.实施例1
22.本实施例的硫化硅胶垫，包括100份聚有机硅氧烷、5份硫化剂、15份改性纳米二氧化硅、5份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、5份光引发剂，制作方法如下：
23.(1)制备改性纳米二氧化硅：将10份纳米二氧化硅预先均匀分散于丙烯酸异辛酯中，然后加入2份质量分数30％的三羧基苯硼酸和甲醇溶剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在60℃条件下保温1h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物；向反应产物中加入5份超支化聚氨酯丙烯酸酯、2份引发剂、2份流平剂，再加入适量甲醇混合充分搅拌均匀，得到改性纳米二氧化硅；
24.(2)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷中加入改性纳米二氧化硅，进行超声分散，再加入硫化剂、阻燃剂、含氢硅油和光引发剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
25.(3)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
‑
1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷热交替循环1次，将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
‑
30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环，获得混练物；将混练物加入纳米二氧化钛，再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
26.实施例2
27.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、5份硫化剂、20份改性纳米二氧化硅、8份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、5份光引发剂、10份含氢硅油，制作方法如实施例1。
28.实施例3
29.本实施例的硫化硅胶垫，包括120份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、30份改性纳米二氧化硅、10份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、6份光引发剂，制作方法如实施例1。
30.实施例4
31.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、30份改性纳米二氧化硅、10份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、6份光引发剂、10份含氢硅油，制作方法如下：
32.(1)制备改性纳米二氧化硅：将10份纳米二氧化硅预先均匀分散于丙烯酸异辛酯中，然后加入2份质量分数30％的三羧基苯硼酸和甲醇溶剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在60℃条件下保温1h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物；向反应产物中加入5份超支化聚氨酯丙烯酸酯、2份引发剂、2份流平剂，再加入适量甲醇混合充分搅拌均匀，得到改性纳米二氧化硅；
33.(2)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷中加入改性纳米二氧化硅，进行超声分散，再加入硫化剂、阻燃剂、含氢硅油和光引发剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
34.(3)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
‑
1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷热交替循环2次，将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
‑
30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环，获得混练物；将混练物加入纳米二氧化钛，再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
35.实施例5
36.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、30份改性纳米二氧化硅、10份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、6份光引发剂、10份含氢硅油，制作方法如下：
37.(1)制备改性纳米二氧化硅：将10份纳米二氧化硅预先均匀分散于丙烯酸异辛酯中，然后加入2份质量分数30％的三羧基苯硼酸和甲醇溶剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在60℃条件下保温1h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物；向反应产物中加入5份超支化聚氨酯丙烯酸酯、2份引发剂、2份流平剂，再加入适量甲醇混合充分搅拌均匀，得到改性纳米二氧化硅；
38.(2)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷中加入改性纳米二氧化硅，进行超声分散，再加入硫化剂、阻燃剂、含氢硅油和光引发剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
39.(3)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
‑
1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷热交替循环3次，将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
‑
30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环，获得混练物；将混练物加入纳米二氧化钛，再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
40.实施例6
41.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、30份改性纳米二
氧化硅、15份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、6份光引发剂、5份着色剂，制作方法如下：
42.(1)制备改性纳米二氧化硅：将10份纳米二氧化硅预先均匀分散于丙烯酸异辛酯中，然后加入2份质量分数30％的三羧基苯硼酸和甲醇溶剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在60℃条件下保温1h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物；向反应产物中加入5份超支化聚氨酯丙烯酸酯、2份引发剂、2份流平剂，再加入适量甲醇混合充分搅拌均匀，得到改性纳米二氧化硅；
43.(2)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷中加入改性纳米二氧化硅，进行超声分散，再加入硫化剂、阻燃剂、光引发剂、含氢硅油和着色剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
44.(3)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
‑
1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷热交替循环2次，将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
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30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环，获得混练物；将混练物加入纳米二氧化钛，再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
45.对比例1
46.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、10份阻燃剂、6份光引发剂、10份含氢硅油，制作方法如下：
47.(1)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷进行超声分散，加入硫化剂、阻燃剂、含氢硅油和光引发剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
48.(2)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
‑
1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷热交替循环2次，将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
‑
30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环，获得混练物；将混练物再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
49.对比例2
50.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、10份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、6份光引发剂、10份含氢硅油，制作方法如下：
51.(1)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷进行超声分散，加入硫化剂、阻燃剂和光引发剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
52.(2)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
‑
1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷热交替循环2次，将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
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30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环，获得混练物；将混练物加入纳米二氧化钛，再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
53.对比例3
54.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、30份白炭黑、5份
结构调整剂、10份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、6份光引发剂、10份含氢硅油、5份着色剂，制作方法如下：
55.(1)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷中加入白炭黑，进行超声分散，再加入硫化剂、阻燃剂、含氢硅油和光引发剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
56.(2)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
‑
1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷热交替循环2次，将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
‑
30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环，获得混练物；将混练物加入纳米二氧化钛，再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
57.对比例4
58.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、30份改性纳米二氧化硅、10份阻燃剂、6份光引发剂、10份含氢硅油、5份着色剂，制作方法如下：
59.(1)制备改性纳米二氧化硅：将10份纳米二氧化硅预先均匀分散于丙烯酸异辛酯中，然后加入2份质量分数30％的三羧基苯硼酸和甲醇溶剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在60℃条件下保温1h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物；向反应产物中加入5份超支化聚氨酯丙烯酸酯、2份引发剂、2份流平剂，再加入适量甲醇混合充分搅拌均匀，得到改性纳米二氧化硅；
60.(2)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷中加入改性纳米二氧化硅，进行超声分散，再加入硫化剂、阻燃剂、含氢硅油和光引发剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
61.(3)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
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1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷热交替循环2次，将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
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30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环，获得混练物；将混练物再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
62.对比例5
63.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、30份改性纳米二氧化硅、10份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、6份光引发剂、10份含氢硅油，制作方法如下：
64.(1)制备改性纳米二氧化硅：将10份纳米二氧化硅预先均匀分散于丙烯酸异辛酯中，然后加入2份质量分数30％的三羧基苯硼酸和甲醇溶剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在60℃条件下保温1h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物；向反应产物中加入5份超支化聚氨酯丙烯酸酯、2份引发剂、2份流平剂，再加入适量甲醇混合充分搅拌均匀，得到改性纳米二氧化硅；
65.(2)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷中加入改性纳米二氧化硅，进行超声分散，再加入硫化剂、阻燃剂、含氢硅油和光引发剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
66.(3)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
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1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷却降至室温，获得混练物；将混练物加入纳米二氧化钛，再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前
辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
67.对比例6
68.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、30份改性纳米二氧化硅、10份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、6份光引发剂、10份含氢硅油，制作方法如下：
69.(1)制备改性纳米二氧化硅：将10份纳米二氧化硅预先均匀分散于丙烯酸异辛酯中，然后加入2份质量分数30％的三羧基苯硼酸和甲醇溶剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在60℃条件下保温1h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物；向反应产物中加入5份超支化聚氨酯丙烯酸酯、2份引发剂、2份流平剂，再加入适量甲醇混合充分搅拌均匀，得到改性纳米二氧化硅；
70.(2)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷中加入改性纳米二氧化硅，进行超声分散，再加入硫化剂、阻燃剂和光引发剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
71.(3)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
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1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷热交替循环4次，将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
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30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环，获得混练物；将混练物加入纳米二氧化钛，再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
72.对比例7
73.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、30份改性纳米二氧化硅、10份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、6份光引发剂、10份含氢硅油，制作方法如下：
74.(1)制备改性纳米二氧化硅：将10份纳米二氧化硅预先均匀分散于丙烯酸异辛酯中，在60℃条件下保温1h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物；向反应产物中加入5份超支化聚氨酯丙烯酸酯、2份引发剂、2份流平剂，再加入适量甲醇混合充分搅拌均匀，得到改性纳米二氧化硅；
75.(2)制备硅胶料：将聚有机硅氧烷中加入改性纳米二氧化硅，进行超声分散，再加入硫化剂、阻燃剂、含氢硅油和光引发剂，搅拌均匀在50℃温度下静置2h，得到硅胶料；
76.(3)制备硫化硅胶垫：将硅胶料加入到开炼机中，启动开炼机调整辊筒速比至1.2
‑
1.4，之后加入30℃的冷却液进行混炼，混炼时间为30min，混练后产物经过冷热交替循环2次，将混炼后产物以2℃/min的速率先升温到65℃，保温20
‑
30min后，再以5℃/min的速率降至室温，如此一循环，获得混练物；将混练物加入纳米二氧化钛，再次放入到开炼机里，加工过后将混练物包在前辊上，随着作业时长调整辊距，待混练物充分柔软，表面光滑平整后下料出片，获得硅胶垫；将硅胶垫压出半成品后通过热空气连续硫化，得到硫化硅胶垫。
77.对比例8
78.本实施例的硫化硅胶垫，包括110份聚有机硅氧烷、10份硫化剂、10份改性纳米二氧化硅、5份纳米二氧化钛、10份阻燃剂、6份光引发剂、5份着色剂、10份含氢硅油，制作方法同实施例6。
79.一、使用常规方法检测实施例1
‑
6以及对比例1
‑
7制备的硫化硅胶垫性能参数如下表所示：
80.表1硫化硅胶垫物理性能参数
[0081][0082]
二、采用白度仪和722分光光度计分别检测实施例1
‑
5以及对比例1
‑
7制备的硫化硅胶垫的黄变指数和透光度，黄变指数及透光度均通过光氧老化48h后测量，测量数据如下表所示：
[0083]
表2硫化硅胶垫的黄变指数和透光度
[0084][0085]
通过表1中数据可看出，本发明中的改性纳米二氧化硅的添加可以代替白炭黑的作用，使得硫化硅胶垫可以达到相同程度或者更优异的的物理性能，并且不需要添加结构助剂，同时采用特定的制备方法，可以进一步提高硫化硅胶垫的物理性能；通过表2中数据可看出，虽然改性纳米二氧化硅和普通的白炭黑在物理性能上变化不大，但是本发明中使用的改性纳米二氧化硅使得硅胶硫化垫具有优异的抗黄变效果，同时通过实施例4、对比例2以及对比例4可看出，本技术中使用的改性纳米二氧化硅和纳米二氧化钛均能显著提高硅胶硫化垫的抗黄性能和透光度，并且两者协同具有更优异的效果。
[0086]
三、采用色度仪对实施例6和对比例3、4、8制备的硫化硅胶垫的进行测试，测试时先测量两组硫化硅胶垫的初始色度，记为s1，然后经过紫外老化箱内48h后，测试两组硫化硅胶垫的色度，记为s2，脱色率为(s1
‑
s2)/s1
×
100％。
[0087]
表3脱色测试
[0088]
项目实施例6对比例3对比例4对比例8脱色率1.1％3.5％3.9％1.7％
[0089]
通过上表可以看出，对比例3和对比4的脱色率大于实施例6，说明硫化硅胶垫中的改性纳米二氧化硅以及纳米二氧化钛均对硫化硅胶的脱色率产生有益的影响，本发明中的硫化硅胶垫具有优异的锁色性能。
[0090]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。