一种高寿命高回弹液态硅胶的制作方法

1.本发明涉及液态硅胶领域，尤其是涉及一种高寿命高回弹液态硅胶。


背景技术：

2.按键帽是电子行业中经常使用的零部件，而根据不同的设备需求，按键帽材质有多种选择，其中硅胶材质的按键帽比较常见，多用于遥控器、电子玩具、计算器等电子产品中。
3.区别于电脑的机械键盘利用弹簧实现回弹的按键，硅胶按键一般是利用硅胶的形变可恢复性材质特性来实现回弹，这就叫意味着，硅胶的质量是决定按键使用寿命的决定性因素。
4.目前，市面上普通的硅胶按键的击打寿命一般为100万次，而国内高品质的硅胶按键也极少能够做到1000万次以上，特别是应用于工作温度较高的环境中的设备，硅胶按键长期依赖进口，因此，国内市场亟需一种高寿命的硅胶按键材料供电子产品行业装配生产。


技术实现要素：

5.为了提高硅胶按键的使用寿命，本技术提供一种高寿命高回弹液态硅胶。
6.本技术提供的一种高寿命高回弹液态硅胶，采用如下的技术方案：第一方面，本技术提供一种高寿命高回弹液态硅胶，采用如下的技术方案：一种高寿命高回弹液态硅胶，包括以下原料组分：a组分和b组分，所述a组分与b组分的重量比为(0.95～1.05):1；所述a组分包括以下重量份的原料：基胶98～99份，催化剂1～2份；所述b组分包括以下重量份的原料：基胶98～99份，交联剂1～2份；所述基胶包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷混合环体110～130份，硅氮烷表面处理剂12～15份，氧化铝8～10份，二丙二醇二甲醚8～10份，油酸酰胺1.8～2.3份，补强剂7.5～9.5份。
7.发明人在硅胶按键领域的长期调研发现，硅胶按键寿命终止时表面存在裂纹，而且裂纹大多从硅胶按键与设备接触的对侧跨越形成，发明人认为，这是由于硅胶按键的反复按压形变处与按键局部受热处的区域部分重合，长期以来会导致硅胶按键与设备接触的一侧损耗严重，形变恢复时各处受力不匀，产生的应力会在硅胶按键与设备接触的一侧集中，从而导致硅胶按键横跨的裂纹形成，裂纹的形成极大地降低了硅胶按键的柔韧回弹性能，将直接导致按键的报废。对此，发明人巧妙地将氧化铝作为硅胶按键原料，通过将二甲基硅氧烷混合环体、硅氮烷表面处理剂、二丙二醇二甲醚、油酸酰胺、补强剂与氧化铝按特定的用量制得基胶，并将基胶与催化剂、交联剂按特定的用量配制并混合，使制得的液态硅胶硫化效率高，硫化后的柔韧与强度性能品质俱佳，结构稳定性以及形变恢复性优异，此外，硅胶的导热性能与抗老化性能良好，不易受局部高温的影响而性能骤降，具有优良的耐久性，特别适合应用于有重复形变回弹需求的按键领域中。
8.优选的，所述氧化铝为纳米氧化铝。
9.通过采用纳米级的氧化铝，能够有效地提高对硅胶制品的性能改善效果。
10.优选的，所述硅氮烷表面处理剂为六甲基二硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷的一种或多种的组合。
11.优选的，按重量份计，所述硅氮烷表面处理剂包括：六甲基二硅氮烷8～10份，四甲基二乙烯基二硅氮烷4～5份。
12.通过将六甲基二硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷按特定用量添加，有助于改善无机物与有机物之间的相容性，提高原料中的粉末在热处理过程中的流动性，从而促进了各组分的相互作用效果，使硅胶品质更加优良稳定。
13.优选的，所述补强剂为气相白炭黑、二氧化钛、硅酸锆的一种或多种的组合。
14.通过采用气相白炭黑、二氧化钛、硅酸锆作为补强剂，能够提高硅胶的力学性能，使硅胶具有更好的抗击强度。
15.优选的，按重量份计，所述补强剂包括：气相白炭黑4～5份，二氧化钛2～2.5份，硅酸锆1.5～2份。
16.通过将气相白炭黑、二氧化钛、硅酸锆按特定组分配合作用，能够进一步平衡硅胶的硬度与柔韧性，不仅提高了硅胶按键的使用寿命，而且能够提高硅胶按键的手感，不会过软而导致按键不好按，也不会过硬而导致手指酸痛。
17.优选的，所述催化剂为铂～硅氧烷。
18.通过采用铂-硅氧烷作为本技术硅胶配方的催化剂，降低了体系的反应能垒，催化效率高，将铂-硅氧烷作为催化剂能够抑制反应过程中伴随的副反应，减少了副反应产生的杂质对硅胶的性能品质造成的影响。
19.优选的，所述交联剂为含氢聚硅氧烷。所述含氢聚硅氧烷的含氢量为1～1.2wt％。
20.通过采用含氢聚硅氧烷作为本技术硅胶配方的交联剂，确保了二甲基硅氧烷混合环体的固化，使体系从线性体转变成弹性体。
21.优选的，一种高寿命高回弹液态硅胶的制备方法，包括以下步骤：步骤1)按重量份称取二甲基硅氧烷混合环体、二丙二醇二甲醚、油酸酰胺，在155～165℃下抽真空搅拌2h，得到基础聚合物；步骤2)按重量份称取硅氮烷表面处理剂、氧化铝以及补强剂，与基础聚合物混合，继续热处理1h，待体系降温后研磨成粉末，得到基胶；步骤3)按重量份称取催化剂与基胶混合均匀，抽真空搅拌均匀，过滤得到a组分；步骤4)按重量份称取交联剂与基胶混合均匀，抽真空搅拌均匀，过滤得到b组分；步骤5)将a组分、b组分按比例混合均匀，得到液态硅胶。
22.通过将二甲基硅氧烷混合环体、二丙二醇二甲醚、油酸酰胺在特定的条件下反应，有助于更好地引发开环聚合反应，再采用硅氮烷表面处理剂、氧化铝、补强剂与硅氮烷表面处理剂混合反应，改善了无机原料与有机原料之间的相容性问题，使制得的液态硅胶具有更好的抗老化以及高强韧性。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过采用二甲基硅氧烷混合环体、硅氮烷表面处理剂、二丙二醇二甲醚、油酸酰胺、补强剂与氧化铝按特定的用量作为液态硅胶的基胶原料，使制得的液态硅胶在柔韧与
强度性能之间具有优良的平衡，不易出现硅胶材料常见的记忆破裂问题，而且导热性能与抗老化性能良好，不易受局部高温的影响而性能骤降，具有优良的耐久性，特别适合应用于有重复形变回弹需求的按键领域中。
24.2.通过将六甲基二硅氮烷与四甲基二乙烯基二硅氮烷按特定组分配合作为硅氮烷表面处理剂，有助于改善无机与有机材料之间的相容性，使各组分能够更好地相互配合作用，有效地提高了硅胶的加工性能。
25.3.通过将气相白炭黑、二氧化钛、硅酸锆按特定组分配合作为补强剂，能够进一步平衡硅胶的硬度与柔韧性，提高了硅胶按键的使用寿命和按压手感。
具体实施方式
26.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
27.实施例1～7：步骤1)称取二甲基硅氧烷混合环体、二丙二醇二甲醚、油酸酰胺，在155～165℃的温度范围下进行抽真空搅拌处理，真空压力为～0.08～～0.1mpa，搅拌时间为2h，得到基础聚合物；步骤2)称取硅氮烷表面处理剂、氧化铝以及补强剂，与基础聚合物混合，继续热处理1h，待体系降温后研磨成粉末，得到基胶；步骤3)称取催化剂与基胶混合均匀，抽真空搅拌均匀处理，真空压力为～0.08～～0.1mpa，搅拌时间为30min，过滤得到a组分；步骤4)称取交联剂与基胶混合均匀，抽真空搅拌均匀处理，真空压力为～0.08～～0.1mpa，搅拌时间为30min，过滤得到b组分；步骤5)将a组分、b组分按1:1的质量比混合均匀，得到液态硅胶，在其他实施例中，组分、b组分的质量比也可以调整为(0.95～0.105):1之间。
28.实施例1～7的液态硅胶的原料组分用量详见表1、表2。
29.表1.基胶原料组分用量表(单位：kg)
30.表2.液态硅胶的a/b组分用量表
31.对比例1：与实施例3的不同之处在于，对比例1的基胶中不添加氧化铝。
32.对比例2：与实施例3的不同之处在于，对比例2的基胶中不添加二丙二醇二甲醚。
33.对比例3：与实施例3的不同之处在于，对比例3的基胶中不添加油酸酰胺。
34.对比例4：与实施例3的不同之处在于，对比例4的基胶中不添加二丙二醇二甲醚、油酸酰胺、氧化铝。
35.对比例5：与实施例7的不同之处在于，对比例7的补强剂用量为10kg，氧化铝用量为12kg。性能检测试验对实施例以及对比例的液态硅胶进行性能检测，检测项目与检测结果详见表3、表4。
34.表3.检测项目
35.表4.检测结果
36.根据以上的性能检测结果，可以看出，实施例1-7的击打寿命能够达到1000万以上，最好的硅胶配方能够达到1600万次，相比市面上普通的硅胶材料，本技术的硅胶特别适用于按键领域的应用，具有良好的市场前景。
37.从实施例1-7与对比例1-5的性能检测对比可以看出，氧化铝、二丙二醇二甲醚以及油酸酰胺按照特定的用量投加，对本技术硅胶的抗老化以及抗形变性能的改善起到关键性的作用。对此，发明人认为是由于二丙二醇二甲醚与油酸酰胺作用于二甲基硅氧烷混合环体，提高了氧化铝与二甲基硅氧烷混合环体之间的相容性，使得氧化铝在体系中更加分散从而起到改善硅胶导热性能的效果，并且不影响硅胶的结构化，使硅胶的硬度与柔韧性俱佳。
38.从实施例3与实施例5-6的性能检测对比可以看出，将六甲基二硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷能够起到相互配合的提高硅胶性能的协同作用，从实施例3与实施例7的性能检测对比可以看出，将气相白炭黑、二氧化碳以及硅酸锆以特定的用量配合作为硅胶的补强剂，能够使硅胶在保持良好柔韧性的同时提高结构强度，使硅胶具有更佳的按压手感，且在多次按压形变后不易出现记忆破裂，提高了硅胶按键的品质。
39.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。