疏水多孔硅橡胶及其制备方法、雾化器及电子雾化装置与流程
未命名
08-22
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1.本发明涉及高分子材料加工技术领域,尤其涉及一种疏水多孔硅橡胶及其制备方法、雾化器及电子雾化装置。
背景技术:
2.多孔硅橡胶是硅橡胶生胶通过发泡或溶析过程得到的多孔高分子弹性材料,具有硅橡胶的优异特性,还具有良好的换气性、隔音和隔热特性。可用作液体密封、减震、隔音、隔热等材料,在交通运输、石化、电子电器和航空航天等领域广泛应用。
3.目前,根据孔结构的不同,疏水多孔硅橡胶可分为闭孔、开孔和开孔、闭孔同时存在的硅橡胶多孔材料。其中,制备闭孔型多孔硅橡胶多采用发泡法。制备开孔型的多孔硅橡胶多采用溶析法;溶析法主要是将成型硅橡胶放置于溶剂中洗涤,使得成孔剂溶于溶剂而从成型硅橡胶中脱出,从而使成型硅橡胶中成孔剂所在位置形成微小孔隙,使得硅橡胶具有透气性。例如,中国发明专利200610021103.1将成孔剂与硅橡胶混合,经电子束或γ射线辐射交联,溶析、烘干后得到多孔硅橡胶;该方法制胶及融析时间较长,且胶体粘度很大,不利于成型。而中国发明专利201310598064.1使用液体硅橡胶与成孔剂混合,硫化后溶析、烘干得到多孔硅橡胶,降低了胶体粘度,但是多孔硅橡胶强度只有0.2mpa~0.3mpa,限制了使用条件。
4.然而,现有硫化前的硅橡胶生胶对成孔剂的包裹性较强,导致溶析过程缓慢;且成孔剂溶析后留下的孔结构相对独立,形成的疏水多孔硅橡胶的整体透气性较差。
技术实现要素:
5.本技术提供的疏水多孔硅橡胶及其制备方法、雾化器及电子雾化装置,能够解决现有硫化前的硅橡胶生胶对成孔剂的包裹性较强,导致溶析过程缓慢;且成孔剂溶析后留下的孔结构相对独立,形成的疏水多孔硅橡胶的整体透气性较差的问题。
6.为解决上述技术问题,本技术采用的第一个技术方案是:提供一种疏水多孔硅橡胶。该疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量份数计包括:硅橡胶生胶100份以及成孔剂100~800份;其中,所述硅橡胶生胶的胶粒的粒径小于500μm。
7.其中,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量分数计进一步还包括:结构化控制剂2~10份、补强剂10~50份、催化剂2~5份、功能性填料0~100份中的至少一种。
8.其中,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量份数计进一步还包括所述结构化控制剂、所述补强剂、所述催化剂以及所述功能性填料;所述结构化控制剂、补强剂、催化剂、功能性填料的粒径均小于500μm。
9.其中,所述硅橡胶生胶为甲基乙烯基硅橡胶生胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶生胶中的一种或两种。
10.其中,所述成孔剂为尿素、氯化钾、氯化钠、聚乙二醇、硝酸钾中的一种或几种。
11.其中,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量分数计进一步还包括所述功能性填
料;所述功能性填料为球形氧化铝、聚四氟乙烯粉、硅藻土、氧化锌、玻璃纤维、甲基硅树脂微粉中的一种或几种。
12.其中,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量分数计进一步还包括所述结构化控制剂;所述结构化控制剂为羟基硅油、二苯硅二醇、六甲基二硅氮烷、八甲基环四硅氧烷中的任意一种。
13.其中,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量分数计进一步还包括所述催化剂;所述催化剂为过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷中的任意一种。
14.为解决上述技术问题,本技术采用的第二个技术方案是:提供一种疏水多孔硅橡胶。该疏水多孔硅橡胶的材质按质量分数计包括硅橡胶生胶100份;所述硅橡胶生胶的胶粒的粒径小于500μm,且100份所述硅橡胶生胶之间形成相互连通的开孔。
15.其中,所述疏水多孔硅橡胶的材质还包括结构化控制剂2~10份、补强剂10~50份、催化剂2~5份、功能性填料0~100份中的至少一种;其中,所述结构化控制剂2~10份、补强剂10~50份、催化剂2~5份、功能性填料0~100份分散于所述硅橡胶生胶100份之间。
16.其中,所述疏水多孔硅橡胶的材质还包括所述结构化控制剂、所述补强剂、所述催化剂以及所述功能性填料;所述结构化控制剂、补强剂、催化剂、功能性填料的粒径均小于500μm。
17.其中,所述疏水多孔硅橡胶的开孔率大于40%;所述开孔的孔径为0.2μm~30μm;所述疏水多孔硅橡胶与水的接触角大于等于150
°
。
18.为解决上述技术问题,本技术采用的第三个技术方案是:提供一种疏水多孔硅橡胶的制备方法。该方法包括:提供硅橡胶生胶100质量份和成孔剂100-800质量份并进行混合,以获得硅橡胶颗粒粉;其中,所述硅橡胶生胶的颗粒粒径小于500μm;对所述硅橡胶颗粒粉进行硫化成型,以得到成型硅橡胶;去除所述成型硅橡胶中的所述成孔剂。
19.其中,所述提供硅橡胶生胶100质量份和成孔剂100~800质量份并进行混合,以获得硅橡胶颗粒粉的步骤包括:将补强剂10~50质量份、结构化控制剂2~10质量份、催化剂2~5质量份中的至少一种与所述硅橡胶生胶100质量份充分混合均匀,以得到混炼胶;将所述混炼胶与所述成孔剂100~800质量份进行混合并粉碎10~40min;将粉碎后的胶粒与功能性填料0~100质量份混合1~4h并过筛,以得到粒径小于500μm的硅橡胶颗粒粉。
20.其中,所述对所述硅橡胶颗粒粉进行硫化成型,以得到成型硅橡胶的步骤具体包括:将所述成型硅橡胶置于30℃~90℃的温水中水洗8~24h;在80℃~150℃下烘干温水中水洗后的所述成型硅橡胶。
21.为解决上述技术问题,本技术采用的第四个技术方案是:提供一种雾化器。该雾化器包括密封件,所述密封件的材质为上述所涉及的疏水多孔硅橡胶或上述方法所制备的疏水多孔硅橡胶。
22.为解决上述技术问题,本技术采用的第五个技术方案是:提供一种电子雾化装置。该电子雾化装置包括上述所涉及的雾化器。
23.本技术实施例提供的疏水多孔硅橡胶及其制备方法、雾化器及电子雾化装置。该疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量份数计包括:硅橡胶生胶100份以及成孔剂100~800份;其中,硅橡胶生胶的胶粒的粒径小于500μm。该疏水多孔硅橡胶的原料组分通过引入成孔
剂,能够防止形成的疏水多孔硅橡胶的胶料之间互相粘结;同时,通过使硅橡胶生胶的胶粒的粒径小于500μm,使得成孔剂不易被硅橡胶生胶包裹,成孔剂能够均匀地分散于硅橡胶生胶的胶粒之间且彼此相互连通;这样不仅有利于成孔剂在溶析过程中的溶解,减少成孔剂在成型硅橡胶内的残留,并有效缩短了溶析时间;且在溶析后能够在硅橡胶生胶的胶料之间形成相互贯通的开孔结构,从而在很大程度上提高了该疏水多孔硅橡胶整体的透气性。
附图说明
24.图1为实施例1的疏水多孔硅橡胶所制备的密封垫圈结构示意图;
25.图2为本技术一实施例提供的疏水多孔硅橡胶的制备方法的流程图;
26.图3为实施例3的疏水多孔硅橡胶的切片扫描电子显微镜(sem)图;
27.图4为本技术一实施例提供的电子雾化装置的结构简图。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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他实施例,都属于本技术保护的范围。
29.本技术中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
30.在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
31.本技术实施例提供一种疏水多孔硅橡胶,不仅保留了硅橡胶本身优异的弹性及强度等物理特性,并且在制备过程中有效缩短了溶析时间,提高了生产效率;且在疏水多孔硅橡胶内部形成相互贯通的开孔结构,从而在很大程度上提高了该疏水多孔硅橡胶整体的透气性;进而使得疏水多孔硅橡胶成为过气不过液的特有结构的材料,可以设计作为优良的换气密封器件,增加了疏水多孔硅橡胶的适用范围。
32.下面结合附图和实施例对本技术进行详细的说明。
33.在本实施例中,提供一种疏水多孔硅橡胶,该疏水硅橡胶的原料组分按质量份数计包括硅橡胶生胶100份以及成孔剂100~800份。其中,硅橡胶生胶为甲基乙烯基硅橡胶生
胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶生胶中的一种或两种,且硅橡胶生胶的胶粒的粒径小于500μm。该疏水多孔硅橡胶的原料组分通过引入成孔剂,能够防止形成的疏水多孔硅橡胶的胶料之间相互粘结;同时,通过使硅橡胶生胶的胶粒的粒径小于500μm,使得成孔剂不易被硅橡胶生胶包裹,成孔剂能够均匀地分散于硅橡胶生胶的胶粒之间且彼此相互连通;这样不仅有利于成孔剂在溶析过程中的溶解,减少成孔剂在成型硅橡胶内的残留,并有效缩短了溶析时间,提高了生产效率;且在溶析后能够在硅橡胶生胶的胶料之间形成相互贯通的开孔结构,从而在很大程度上提高了该疏水多孔硅橡胶整体的透气性。
34.成孔剂为尿素、氯化钾、氯化钠、聚乙二醇、硝酸钾中的一种或几种。常温下,这些化合物在水中的溶解度相对较高,且随着温度的升高,这些化合物的溶解度越大,从而使得含有成孔剂的成型硅橡胶在溶析过程中,成孔剂易溶解并从成型硅橡胶内部脱出,从而形成孔隙以得到疏水多孔硅橡胶。具体的,成孔剂的粒径为20μm~80μm;该粒径范围的成孔剂更易分散于硅橡胶生胶的胶粒之间,并与硅橡胶生胶混合得更为均匀,从而在溶析后,能使得硅橡胶生胶的胶粒之间形成的孔隙分布更加均匀,进而使得该疏水多孔硅橡胶的透气性更好。
35.在一实施例中,该疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量份数计还包括:功能性填料0~100份、补强剂10~50份、结构化控制剂2~10份、催化剂2~5份中的至少一种。
36.其中,功能性填料为球形氧化铝、聚四氟乙烯粉、硅藻土、氧化锌、玻璃纤维、甲基硅树脂微粉中的一种或几种。疏水多孔硅橡胶通过引入功能性填料,并使功能性填料均匀分散于硅橡胶生胶体系中,不仅保留了硅橡胶本身优异的弹性及强度等物理特性,且在疏水多孔硅橡胶的表面及内部都形成了特定的微纳结构,从而使得该疏水多孔硅橡胶的表层及内部均具有较好的疏水性能,而非仅局限于疏水硅橡胶的表面具有疏水性能;进而在疏水硅橡胶的表面结构发生改变,比如发生破损或腐蚀,疏水硅橡胶依旧具有较好的疏水特性,能够有效填补疏水硅橡胶在长期受到挤压、摩擦、浸泡的特殊环境下使用的空白,大大增加了疏水硅的适用范围。
37.进一步地,在一实施例中,疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量份数计进一步还包括补强剂,补强剂粘附于功能性填料上的乳突结构上,并与功能性填料一起分散于硅橡胶生胶体系中,可进一步加强该疏水多孔硅橡胶的疏水效果。
38.该补强剂可为沉淀法白炭黑或气相法白炭黑,由于白炭黑粒子表面的自由羟基与硅橡胶生胶分子发生反应而形成物理或化学结合,在白炭黑表面形成硅橡胶生胶分子吸附层,构成白炭黑粒子与硅橡胶生胶分子联成一体的空间网络结构,从而起到补强作用,进而使得该疏水多孔硅橡胶的机械性能,如耐磨耗、撕裂强度、拉伸强度、定伸应力、弹性模量、刚度等性能得到很大提升。同时,白炭黑作为补强剂,可使该疏水多孔硅橡胶的颜色较浅,便于疏水多孔硅橡胶着色,使其适用范围更广。在其他实施例中,补强剂还可以为炭黑、陶土、短纤维或其他高分子材料中的一种或几种,具体可以根据需要进行选择。
39.由于疏水多孔硅橡胶引入补强剂以提升其机械性能,本实施例采用气相法白炭黑和/或沉淀法白炭黑对疏水多孔硅橡胶有很好的补强效果,但是由于白炭黑比表面积大,且表面含有大量的硅羟基,白炭黑粒子之间有硅羟基之间的氢键作用,容易形成白炭黑填料网络,产生结构化现象,导致胶料加工流变性差、返炼困难、储存期短,且由于其门尼粘度高易引起冲模不满等问题。因此,有必要在该疏水多孔硅橡胶的配方中加入结构化控制剂来
减轻白炭黑的团聚现象,弱化白炭黑填料网络的形成,使白炭黑在硅橡胶生胶中更好地分散而改善胶料的加工流变性。具体地,本实施例中,结构化控制剂为羟基硅油、二苯硅二醇、六甲基二硅氮烷、八甲基环四硅氧烷中的任意一种;这些结构化控制剂的分子组成带有活性基团,活性基团优先与白炭黑表面的羟基作用,使之钝化而达到抗结构化目的。因而,结构化控制剂也可以是其他的带有活性基团的有机硅化合物,比如烷氧基低分子聚硅氧烷、环状三硅氨烷、含硼硅氧烷类化合物等。
40.催化剂为过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷中的任意一种。
41.在一具体实施例中,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量分数计还包括所述结构化控制剂、所述补强剂、所述催化剂以及所述功能性填料;这样不仅能够保留硅橡胶本身优异的弹性及强度等物理特性,且能够提高疏水硅橡胶的疏水效果;同时,该原料组分不会对胶料的加工流变性造成影响。该原料组分对应的疏水多孔硅橡胶具有疏水、耐高温、耐老化等特点。
42.具体的,补强剂、结构化控制剂、功能性填料、催化剂的粒径也均小于500μm。这样在补强剂、结构化控制剂、功能性填料以及催化剂与硅橡胶生胶和成孔剂混合时,能够使补强剂、结构化控制剂、功能性填料、催化剂这些原料组分也不会包裹成孔剂,从而能够避免这些原料组分对后续成孔剂的溶析造成影响,有效保证了成孔剂的溶析速率,以及保证了溶析后硅橡胶生胶的胶料之间形成的孔为相互连通的开孔结构,进而在很大程度上提高了该疏水多孔硅橡胶整体的透气性。
43.该实施例提供的疏水多孔硅橡胶,通过引入成孔剂,能够防止形成的疏水多孔硅橡胶的胶料之间互相粘结;同时,通过使硅橡胶生胶的胶粒小于500μm,使得成孔剂不易被硅橡胶生胶包裹,成孔剂能够均匀地分散于硅橡胶生胶的胶粒之间且彼此相互连通;这样不仅有利于成孔剂在溶析过程中的溶解,减少成孔剂在成型硅橡胶内的残留,并有效缩短了溶析时间;且使得疏水多孔硅橡胶内部形成的孔为相互贯通的开孔结构,从而大大提高了该疏水多孔硅橡胶的的开孔率及整体透气性。同时,通过引入补强剂,使得补强剂与硅橡胶生胶的分子间发生反应形成空间网络结构,对疏水多孔硅橡胶起到补强作用。另外,通过引入功能性填料,使得疏水多孔硅橡胶内部和外部均形成微纳结构,改善硅橡胶接触面的粗糙度,以起到良好的疏水作用,且补强剂粘附于功能性填料形成的乳突结构上,进一步提高了该疏水多孔硅橡胶的疏水效果;能够有效填补高疏水性和高透气性硅橡胶在长期受到挤压、摩擦、浸泡的特殊环境下使用的空白。
44.该疏水多孔硅橡胶的原料组分制备得到的疏水多孔硅橡胶,其材质按质量份数计包括:硅橡胶生胶100份。该硅橡胶生胶的胶粒的粒径小于500μm,且100份硅橡胶生胶之间形成相互贯通的开孔。其中,由于该硅橡胶生胶的胶料之间的孔为相互贯通的开孔结构,大大提高了疏水多孔硅橡胶的透气性。
45.在一实施例中,为加强疏水多孔硅橡胶的疏水特性和/或耐磨耗、撕裂强度、拉伸强度等机械性能;该疏水多孔硅橡胶的材质按质量份数计进一步还包括:结构化控制剂2~10份、补强剂10~50份、催化剂2~5份、功能性填料0~100份中的至少一种。其中,结构化控制剂2~10份、补强剂10~50份、催化剂2~5份和/或功能性填料0~100份均匀分散于硅橡胶生胶100份之间。
46.在一具体实施例中,疏水多孔硅橡胶的材质按质量份数计还包括结构化控制剂2~10份、补强剂10~50份、催化剂2~5份以及功能性填料0~100份;结构化控制剂、补强剂、催化剂、功能性填料的粒径均小于500μm。其中,硅橡胶生胶100份、结构化控制剂2~10份、补强剂10~50份、催化剂2~5份以及功能性填料0~100份的相关描述可参见上文,在此不再赘述。
47.该疏水多孔硅橡胶的开孔率大于40%μm,开孔的孔径为0.2~30μm,大大提高了成型后疏水多孔硅橡胶的透气性。以厚度2mm的疏水多孔硅橡胶为例,疏水多孔硅橡胶的气通量大于0.8ml/(s
·
cm2·
kpa)。疏水多孔硅橡胶与水的接触角超过了150
°
,具有良好的疏水性,兼具密封锁液和透气的功能。进一步地,该疏水多孔硅橡胶的密度为0.4~0.8g/cm3,挥发分小于0.5%;具有疏水性好、开孔率高、透气性好、挥发分低等优点,可应用于需要透气的储液环境,特别在电子雾化器的使用中,可以增强对烟油的耐腐蚀性;由于其具有超高的疏水性质,可以减少漏液,通过其设计的多孔结构,成为过气不过油的特有结构的材料,可以设计作为优良的换气的密封器件使用。
48.在一应用场景中,参见图1,图1为实施例1改性后疏水多孔硅橡胶所制备的密封垫圈结构示意图。该疏水多孔硅橡胶可在需要透气,且长期受到挤压、摩擦、浸泡的特殊环境下,作为密封材料使用。比如,在电子雾化器的适用中,该疏水多孔硅橡胶由于内部及表面具有相互连通的多孔结构,具有良好的透气性;同时,由于该疏水多孔硅橡胶具有良好的疏水特性,可有效减少漏液;并且,由于其内部具有微纳结构,使得该疏水多孔硅橡胶可以增强对液体气溶胶生成基质的耐腐蚀性。因此,在电子雾化器中,可以通过设计电子雾化器表面的气道结构,该疏水硅橡胶可以设计作为优良的换气的密封垫圈使用,且该疏水多孔硅橡胶的密封垫圈可具有通孔10,以供液体或者气体流过。其中,液体的气溶胶生成基质可为添加香气成分的油类、药液等。可以理解的是,若该密封垫圈用于换气通道的密封锁液,则不设置通孔10。
49.在具体实施例中,上述疏水多孔硅橡胶可通过以下疏水硅橡胶的制备方法所制得。
50.请参见图2,图2位本技术一实施例提供的疏水多孔硅橡胶的制备方法的流程图。在本实施例中,提供一种疏水多孔硅橡胶的制备方法,该方法包括:
51.步骤s1:提供硅橡胶生胶100质量份和成孔剂100~800质量份并进行混合,以获得硅橡胶颗粒粉;其中,所述硅橡胶生胶的颗粒粒径小于500μm。
52.在具体实施例中,在将硅橡胶生胶100质量份和成孔剂100~800质量份进行混合的过程中,进一步加入补强剂10~50质量份、结构化控制剂2~10质量份、催化剂2~5质量份中的至少一种,以提高后续得到的疏水多孔硅橡胶的机械性能。在该实施方式中,步骤s1具体包括:
53.步骤s11:将补强剂10~50质量份、结构化控制剂2~10质量份、催化剂2~5质量份中的至少一种与硅橡胶生胶100质量份充分混合均匀,以得到混炼胶。
54.在该步骤中,具体可利用捏合机将补强剂、结构化控制剂以及催化剂与硅橡胶生胶充分混合均匀,以得到混炼胶。具体的,捏合机可根据需要选择开炼机和/或密炼机。其中,硅橡胶生胶为甲基乙烯基硅橡胶生胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶生胶中的一种或两种;补强剂为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑,以提高后续得到的疏水多孔硅橡胶的机械性能。
为减弱补强剂对硅橡胶生胶的结构化作用,有必要加入结构化控制剂,结构化控制剂可选羟基硅油、二苯硅二醇、六甲基二硅氮烷、八甲基环四硅氧烷中的任意一种。其中,催化剂可选过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷中的任意一种。一般地,该步骤后,得到的混炼胶需停放至少24h,以使补强剂、结构化控制剂、催化剂中的至少一种,特别是结构化控制剂,能与硅橡胶充分接触和反应。
55.步骤s12:将混炼胶与成孔剂100~800质量份进行混合并粉碎10~40min。
56.在该步骤中,使用粉碎机将混炼胶与成孔剂进行混合粉碎,尽可能地使混炼胶与成孔剂混合粉碎后的颗粒的粒径小于500μm,以提高后续过筛时的过筛率。可以理解的是,由于提供的成孔剂本身的粒径小于500μm,因此,在粉碎过程中主要对混炼胶的颗粒进行粉碎,以使混炼胶的颗粒的粒径也小于500微米。具体的,成孔剂为尿素、氯化钾、氯化钠、聚乙二醇或硝酸钾中的一种或几种。
57.为进一步提高后续得到的疏水多孔硅橡胶的疏水特性,在具体实施例中,步骤s1还包括:
58.步骤s13:将步骤s12粉碎后的胶粒与功能性填料0~100质量份混合1~4h并过筛,以得到粒径小于500μm的硅橡胶颗粒粉。
59.其中,功能性填料为球形氧化铝、聚四氟乙烯粉、硅藻土、氧化锌、玻璃纤维、甲基硅树脂微粉中的一种或几种。步骤s12粉碎后的胶粒与功能性填料混合均匀并过筛,过筛后得到的硅橡胶颗粒粉的粒径小于500μm,使得硅橡胶颗粒粉中的成孔剂不易被硅橡胶颗粒粉中其他组分包裹,可均匀地分散于硅橡胶颗粒粉中其他组分之间且彼此相互连通。
60.步骤s2:对硅橡胶颗粒粉进行硫化成型,以得到成型硅橡胶。
61.具体的,将混合均匀的硅橡胶颗粒粉体转移至模具中,并通过粉体干压工艺成型,以解决硅橡胶粘度对成型的影响。同时在150℃~180℃的温度下加热硫化30~60min,脱模后得到成型硅橡胶。其中,硫化、成型工艺具体可参见现有对硅橡胶进行硫化、成型的工艺,且可实现相同或相似的技术效果,在此不再赘述。
62.步骤s3:去除成型硅橡胶中的成孔剂。
63.其中,去除成型硅橡胶中的成孔剂的步骤具体包括:
64.步骤s31:将成型硅橡胶置于30℃~90℃的温水中,水洗8~24h,每3~5小时换水一次。
65.其中,将成型硅橡胶置于30℃~90℃的温水中,可使成型硅橡胶中的成孔剂的溶解度较高,使得成孔剂能够较充分和快速地溶解于水中,而从成型硅橡胶内部脱出,且由于成孔剂均匀地分散于成型硅橡胶中且彼此相互连通,进一步加快了这一水洗过程,且成孔剂在成型硅橡胶内部的残留较少,进而有效缩短了溶析时间。同时,使得溶析过后的成型硅橡胶,也就是水洗完成的成型硅橡胶,其内部成孔剂脱出留下的孔全部为相互连通的开孔结构,从而大大提高了去除成孔剂的成型硅橡胶的整体透气性。为了进一步加快该过程,还可以将成型硅橡胶置于30℃~90℃的震荡水浴中,振荡频率可根据需要进行设置。进一步的,还可以在水中添加一些可溶于水的表面活性剂,从而使得成孔剂的溶析速率进一步提高,再进一步缩短了溶析所需时间;其中,表面活性剂的种类和计量可根据具体需求进行选择。
66.步骤s32:在80℃~150℃下烘干温水中水洗后的成型硅橡胶。
67.具体的,将水洗后的成型硅橡胶置于鼓风干燥箱中,在80℃~150℃下对其进行烘干,以得到疏水多孔硅橡胶。
68.本实施例提供的疏水多孔硅橡胶的制备方法,工艺简单,制备的疏水多孔硅橡胶具有疏水性好、开孔率高、透气性好等优点,是优良的减震、隔音材料,同时兼备锁液和透气功能,在电子烟雾化装配、液体封装、滤材、建筑、服装等领域,有广阔的应用前景。
69.本实施例提供的疏水多孔硅橡胶的制备方法,该方法将硅橡胶粉碎成粒径在500μm以下的颗粒粉,使得硅橡胶颗粒粉中的成孔剂不易被硅橡胶颗粒粉中其他组分包裹,可均匀地分散于硅橡胶颗粒粉中其他组分之间且彼此相互连通;在该步骤中通过加入功能性填料和补强剂,使后续得到的疏水多孔硅橡胶的表面和内部形成特定的微纳结构,进一步提高了后续得到的疏水多孔硅橡胶的疏水特性,进而在疏水多孔硅橡胶的表面结构发生变化时,比如发生破损或腐蚀,疏水多孔硅橡胶仍旧具有较好的疏水性。将硅橡胶颗粒粉通过粉体干压工艺成型,以解决硅橡胶粘度对成型的影响;同时,在该过程中对其进行硫化,以提高成型硅橡胶的弹性、强度等性能。将通过粉体干压工艺成型得到的成型硅橡胶置于30℃~90℃的温水中,可使成型硅橡胶中的成孔剂的溶解度较高,使得成孔剂能够较充分和快速地溶解于水中,而从成型硅橡胶内部脱出,且由于成孔剂均匀地分散于成型硅橡胶中且彼此相互连通,进一步加快了这一水洗过程,且减少了成孔剂在成型硅橡胶内部的残留,有效缩短了溶析时间。同时,使得溶析过后的成型硅橡胶,也就是水洗完成的成型硅橡胶,其内部成孔剂脱出留下的孔为相互连通的开孔结构,从而大大提高了去除成孔剂的成型硅橡胶的整体透气性。
70.该疏水多孔硅橡胶的制备方法的具体实施例如下:
71.实施例1:
72.将30g甲基乙烯基生胶、4.5g气相法白炭黑、0.9g羟基硅油、0.6g2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷,使用捏合机充分混合均匀。然后与60g氯化钠(200目)一起用粉碎机粉碎20min,再加入15g氧化铝粉(40μm)一起用混料机混合4h,过筛得到粒径在500μm以下的硅橡胶颗粒粉,转移至2mm厚的模具中,2~4mpa压力下成型,170℃硫化,得到2mm厚的疏水多孔硅橡胶样片。
73.实施例2:
74.将30g甲基乙烯基生胶、9g气相白炭黑、0.9g羟基硅油、0.6g2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷,使用捏合机充分混合均匀。然后与90g氯化钠(300目)一起用粉碎机粉碎20min,再加入15g氧化铝粉(40μm),6g聚四氟乙烯粉(2μm)一起用混料机混合4h,过筛得到粒径在500μm以下的硅橡胶颗粒粉,转移至2mm模具,8~10mpa压力下成型,170℃硫化,得到2mm厚的疏水多孔硅橡胶样片。
75.实施例3:
76.将100g甲基乙烯基生胶、20g气相白炭黑、2g羟基硅油、3g2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷,使用捏合机充分混合均匀。然后与600g氯化钠(300目)一起用粉碎机粉碎20min,再加入50g玻璃纤维(20目)一起用混料机混合4h,得到粒径在500μm以下的硅橡胶颗粒粉,转移至2mm厚的模具,10~14mpa压力下成型,170℃硫化,得到2mm厚的疏水多孔硅橡胶样片。其中,实施例3改性后的疏水多孔硅橡胶的切片扫描电子显微镜(sem)图可参见图3,由图3可见,实施例3改性后疏水多孔硅橡胶内部及表面形成大量的相互连通的孔隙,且
在疏水多孔硅橡胶的内部形成特定的微纳结构,且有补强剂附着于微纳结构。
77.其中,上述实施例所制得的材料物理性能,测试结果如表1所示。
78.表1为实施例1、实施例2及实施例3所制得的材料的物理性能
[0079] 实施例1实施例2实施例3密度(g/cm3)0.780.710.58拉断强度(mpa)0.500.520.69断裂伸长率(%)11010792与水接触角(
°
)155163148开孔率(%)404044孔径(μm)4.7191.6011.353气通量(ml/(s
·
cm2·
kpa))2.991.221.73
[0080]
由表1可知,本技术实施例提供的疏水多孔硅橡胶的制备方法所制得的疏水多孔硅橡胶,其密度可达0.8g/cm3以下,开孔率大于等于40%,气通量大于1.20ml/(s
·
cm2·
kpa),孔径在0.2μm~30μm范围内,透气性良好;拉断强度大于等于0.50mpa,强度得到很大提升,与水接触角达到150
°
,使得其具有优异的疏水性。
[0081]
参见图4,图4位本技术一实施例提供的电子雾化装置的结构简图。本技术进一步提供一种电子雾化装置,该电子雾化装置用于在通电时加热并雾化气溶胶生成基质以形成气溶胶,供用户抽吸。其中,气溶胶生成基质可以包括香草叶、茶叶、薄荷叶等植物叶类一种或多种的粉末、颗粒、碎片细条、条带或薄片中的一种或多种;或者,固体基质可以包含附加的挥发性香味化合物,以在基质受热时被释放。当然,气溶胶生成基质也可为液体基质,比如添加香气成分的油类、药液等。
[0082]
该电子雾化装置包括雾化器11和与雾化器11连接的电源组件12;其中,雾化器11用于在通电时加热并雾化气溶胶生成基质以形成气溶胶;电源组件12与雾化器11连接,用于向雾化器11供电。电源组件12具体可为锂离子电池。
[0083]
雾化器11包括密封件111,密封件111的结构具体可参见图1。该密封件111的材质为如上述所涉及的疏水多孔硅橡胶,该密封件111具体可采用上述疏水多孔硅橡胶的制备方法所制得,以通过该疏水多孔硅橡胶的密封件111,一方面增强雾化器11内部的透气性,使得雾化器11可通过该密封件111与大气进行气体交换,使得雾化器11的压力平衡;第二方面增强对液体气溶胶生成基质的耐腐蚀性;再一方面提高雾化器11的密封性。在一具体实施例中,雾化器11形成有进液通道和/或气流通道,由于该疏水硅橡胶具有超高的疏水性质,可以减少漏液,密封件111可设置于雾化器11的进液通道和/或气流通道,以对进液通道和/或气流通道进行密封;同时,因密封件111内部和表面具有大量相互连通的开孔,使得雾化器11可通过密封件111的开孔与大气进行气体交换,使得雾化器11内外压力平衡。该电子雾化装置及雾化器11的其它结构与功能与现有电子雾化装置的结构与功能相同或相似,且可实现相同或相似的技术效果,具体可参见现有技术,在此不再赘述。
[0084]
以上仅为本技术的实施方式,并非因此限制本技术的专利范围,凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本技术的专利保护范围内。
技术特征:
1.一种疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量份数计包括:硅橡胶生胶100份以及成孔剂100~800份;其中,所述硅橡胶生胶的胶粒的粒径小于500μm。2.根据权利要求1所述的疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量分数计进一步还包括:补强剂10~50份、结构化控制剂2~10份、催化剂2~5份、功能性填料0~100份中的至少一种。3.根据权利要求2所述的疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量分数计进一步还包括所述结构化控制剂、所述补强剂、所述催化剂以及所述功能性填料;所述结构化控制剂、补强剂、催化剂、功能性填料的粒径均小于500μm。4.根据权利要求1所述的疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述硅橡胶生胶为甲基乙烯基硅橡胶生胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶生胶中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述成孔剂为尿素、氯化钾、氯化钠、聚乙二醇、硝酸钾中的一种或几种。6.根据权利要求2所述的疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量分数计进一步还包括所述功能性填料;所述功能性填料为球形氧化铝、聚四氟乙烯粉、硅藻土、氧化锌、玻璃纤维、甲基硅树脂微粉中的一种或几种。7.根据权利要求2所述的疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量分数计进一步还包括所述结构化控制剂;所述结构化控制剂为羟基硅油、二苯硅二醇、六甲基二硅氮烷、八甲基环四硅氧烷中的任意一种。8.根据权利要求2所述的疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述疏水多孔硅橡胶的原料组分按质量分数计进一步还包括所述催化剂;所述催化剂为过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷中的任意一种。9.一种疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述疏水多孔硅橡胶的材质按质量份数计包括硅橡胶生胶100份;所述硅橡胶生胶的胶粒的粒径小于500μm,且100份所述硅橡胶生胶之间形成相互连通的开孔。10.根据权利要求9所述的疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述疏水多孔硅橡胶的材质还包括结构化控制剂2~10份、补强剂10~50份、催化剂2~5份、功能性填料0~100份中的至少一种;其中,所述结构化控制剂2~10份、补强剂10~50份、催化剂2~5份、功能性填料0~100份分散于所述硅橡胶生胶100份之间。11.根据权利要求10所述的疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述疏水多孔硅橡胶的材质还包括所述结构化控制剂、所述补强剂、所述催化剂以及所述功能性填料;所述结构化控制剂、补强剂、催化剂、功能性填料的粒径均小于500μm。12.根据权利要求9所述的疏水多孔硅橡胶,其特征在于,所述疏水多孔硅橡胶的开孔率大于40%;所述开孔的孔径为0.2μm~30μm;所述疏水多孔硅橡胶与水的接触角大于等于150
°
。13.一种疏水多孔硅橡胶的制备方法,其特征在于,包括:提供硅橡胶生胶100质量份和成孔剂100~800质量份并进行混合,以获得硅橡胶颗粒粉;其中,所述硅橡胶生胶的颗粒粒径小于500μm;对所述硅橡胶颗粒粉进行硫化成型,以得到成型硅橡胶;
去除所述成型硅橡胶中的所述成孔剂。14.根据权利要求13所述的疏水多孔硅橡胶的制备方法,其特征在于,所述提供硅橡胶生胶100质量份和成孔剂100~800质量份并进行混合,以获得硅橡胶颗粒粉的步骤包括:将补强剂10~50质量份、结构化控制剂2~10质量份、催化剂2~5质量份中的至少一种与所述硅橡胶生胶100质量份充分混合均匀,以得到混炼胶;将所述混炼胶与所述成孔剂100~800质量份进行混合并粉碎10~40min;将粉碎后的胶粒与功能性填料0~100质量份混合1~4h并过筛,以得到粒径小于500μm的硅橡胶颗粒粉。15.根据权利要求13所述的疏水多孔硅橡胶的制备方法,其特征在于,所述对所述硅橡胶颗粒粉进行硫化成型,以得到成型硅橡胶的步骤具体包括:将所述硅橡胶颗粒粉置于模具中模压成型,并在150℃~180℃下硫化30min~60min,以得到成型硅橡胶;所述去除所述成型硅橡胶中的所述成孔剂的步骤具体包括:将所述成型硅橡胶置于30℃~90℃的温水中水洗8~24h;在80℃~150℃下烘干温水中水洗后的所述成型硅橡胶。16.一种雾化器,其特征在于,包括密封件,所述密封件的材质为如权利要求1~12中任一项所述的疏水多孔硅橡胶或如权利要求13~15中任一项的方法所制备的疏水多孔硅橡胶。17.一种电子雾化装置,其特征在于,包括如权利要求16所述的雾化器。
技术总结
本申请提供一种疏水多孔硅橡胶及其制备方法、雾化器及电子雾化装置。该疏水多孔硅橡胶的材质按质量份数计包括:硅橡胶生胶100份以及成孔剂100~800份;其中,所述硅橡胶生胶的胶粒的粒径小于500μm。该疏水多孔硅橡胶的内部及表面形成有相互连通的开孔,提高了疏水多孔硅橡胶整体的透气性。多孔硅橡胶整体的透气性。多孔硅橡胶整体的透气性。
技术研发人员:赵峥 王守平 张立超 张志永
受保护的技术使用者:海南摩尔兄弟科技有限公司
技术研发日:2022.02.09
技术公布日:2023/8/21
版权声明
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