一种食品级无毒硅胶及其制备工艺的制作方法

本技术涉及硅胶加工，尤其是涉及一种食品级无毒硅胶及其制备工艺。

背景技术：

1、食品级硅胶是由硅酸缩聚而成的无机高分子胶体材料，无毒、无气味且安全性高，主要用于模具、婴儿奶嘴、厨房用具以及医疗用具等。

2、目前，食品级硅胶主要以双组份液体硅胶为主，对人体没有任何伤害，且易固化成型，使用方便。双组份液体硅胶主要以乙烯基二甲基硅油为基胶，再加入催化剂、固化剂等物质制备得到，乙烯基二甲基硅油属于环保产品不会散发任何气味，不会释放低分子物质，是制备双组份液体硅胶较佳的选择。但是，在实际生产应用过程中会发现以乙烯基二甲基硅油为主的双组份液体硅橡胶制品的寿命比较短，在长时间使用后会出现老化、硬化以及开裂等现象，因此，需要及时更换双组份液体硅橡胶制品，以确保产品的安全使用。

技术实现思路

1、为了解决以乙烯基二甲基硅油为基胶的双组份液体硅橡胶制品长时间使用后会出现老化、硬化以及开裂等问题，本技术提供一种食品级无毒硅胶及其制备工艺。

2、第一方面，一种食品级无毒硅胶，采用如下技术方案：

3、一种食品级无毒硅胶，包括a组份和b组份，所述a组份由以下重量份的原料制备得到：端羟基聚硅氧烷100份，乙烯基二甲基硅油10-30份，端乙烯基硅油5-10份，铂金催化剂0.4-1.5份，补强剂20-40份；

4、b组分原料包括：端羟基聚硅氧烷100份，环氧改性硅树脂5-15份，聚乙二醇5-10份，硅烷偶联剂4-7份。

5、通过采用上述技术方案，制备得到的食品级无毒硅胶具有良好的耐老化性、耐候性和耐用性，能长时间使用而不出现老化、硬化以及开裂等现象。本技术中通过以端羟基聚硅氧烷为主，再配合端羟基聚硅氧烷、乙烯基聚二甲基硅烷、端乙烯基硅油和环氧改性硅树脂使用，能大幅度提高食品级硅胶制品的结构稳定性，使硅胶具有良好的耐老化性能，长时间使用后不会出现开裂、硬化以及老化等现象，有效延长食品级硅胶制品的使用寿命，同时符合食品级硅胶检测标准。

6、其中，端羟基聚硅氧烷、乙烯基聚二甲基硅烷、端乙烯基硅油和环氧改性硅树脂在固化的过程中，会发生交联反应，形成结构稳定的网络结构，提高硅胶的耐老化性、耐候性以及使用寿命。端乙烯基硅油和乙烯基二甲基硅油中含有乙烯基，通过乙烯基的作用可提高硅胶的交联密度，从而提高硅胶的结构稳定性；乙烯基二甲基硅油硅油在固化时，能够增长硅胶中分子链的长度，进而提高硅胶的硬度、抗撕裂强度、拉伸强度以及断裂伸长率等；环氧改性硅树脂具有良好的耐候性和耐热性，用于制备硅胶能提高硅胶的耐老化性能，同时端乙烯基硅油的分子结构中存在着环状结构，可以在分子链上引入取代基，有利于与环氧改性硅树脂的形成长链，从而提高硅胶的耐候性能和耐热性。

7、聚乙二醇和硅烷偶联剂用以调节硅胶体系的稳定性，提高硅胶的加工性能。

8、优选的，所述a组份与所述b组份的重量比为1：(0.9-1.1)。

9、通过采用上述技术方案，调节a组份和b组份的配比控制硅胶的粘度，控制硅胶的固化，缩短固化时间，形成力学性能、耐候性以及耐热性较好的食品级无毒硅胶。

10、优选的，在a组份中所述端羟基聚硅氧烷、所述乙烯基二甲基硅油与所述端乙烯基硅油的重量份比为100：(20-25)：(8-9)。

11、优选的，在b组份中所述端羟基聚硅氧烷与所述环氧改性硅树脂的重量份比为100：(7-11)。

12、通过采用上述技术方案，优化a组份中端羟基聚硅氧烷、乙烯基二甲基硅油与端乙烯基硅油用量和b组份中端羟基聚硅氧烷与环氧改性硅树脂的用量，进一步提高硅胶固化后的硬度、抗撕裂强度、拉伸强度以及断裂伸长率等性能，同时还提高硅胶的耐老化性能，延长硅胶的使用寿命。

13、优选的，所述环氧改性硅树脂中环氧值为4-10eq/100g，粘度(涂-4杯,25℃,s)为40-80s。

14、通过采用上述技术方案，优化环氧改性硅树脂的环氧值，有利于硅胶进行固化交联反应，提高硅胶结构的稳定性，进而提高硅胶的耐老化性，延长硅胶的使用寿命。

15、优选的，所述补强剂为气相白炭黑、二氧化钛、滑石粉和陶瓷粉中的至少一种。

16、通过采用上述技术方案，进一步提高硅胶固化后的硬度、抗撕裂强度、拉伸强度以及断裂伸长率等力学性能。

17、优选的，所述端羟基聚硅氧烷在25℃条件下粘度为500-50000mpa.s，分子量为2000-20000。

18、通过采用上述技术方案，优化端羟基聚硅氧烷分子量和粘度，进一步提高硅胶固化后的硬度、抗撕裂强度、拉伸强度、断裂伸长率和耐老化性能。端羟基聚硅氧烷分子量小，则硅胶固化后的硬度、抗撕裂强度、拉伸强度、断裂伸长率和耐老化性能则降低，缩短硅胶的使用寿命；端羟基聚硅氧烷分子量太大，则固化后的硅胶断裂伸长率降低，影响硅胶制品的使用。

19、优选的，所述乙烯基二甲基硅油的乙烯基含量为0.15-0.4wt％，在25℃条件下粘度为2000-15000mpa.s。

20、优选的，所述端乙烯基硅油的乙烯基含量为0.08-0.25wt％，在25℃条件下粘度为1000-10000mpa.s。

21、通过采用上述技术方案，优化乙烯基二甲基硅油和端乙烯基硅油的乙烯基含量，乙烯基含量太低，硅胶交联密度小、硬度低以及撕裂强度低，硅胶易开裂、老化；乙烯基含量太高，硅胶固化后的硬度变大、断裂伸长率降低、耐老化性能下降，硅胶也易开裂、老化。同时通过调节乙烯基二甲基硅油和端乙烯基硅油的粘度，提高硅胶的流动性，有利于加工硅胶，形成力学性能、耐候性以及耐热性较好的食品级无毒硅胶。

22、第二方面，本技术提供一种食品级无毒硅胶的制备工艺，采用如下技术方案：

23、一种食品级无毒硅胶的制备工艺，包括以下制备步骤：

24、制备a组份：将端羟基聚硅氧烷在100-110℃下抽真空干燥1-2小时，密闭冷却至20-30℃；将干燥后端羟基聚硅氧烷、乙烯基二甲基硅油、端乙烯基硅油、铂金催化剂和补强剂，搅拌60-80min，得到a组份；

25、制备b组份：将端羟基聚硅氧烷在100-110℃下抽真空干燥1-2小时，密闭冷却至20-30℃；将干燥后端羟基聚硅氧烷、环氧改性硅树脂、聚乙二醇和硅烷偶联剂，搅拌40-60min，得到b组份；

26、使用时：将a组份和b组份按重量比混匀后倒入模具内，室温下进固化2-3h，即制得食品级无毒硅胶。

27、通过采用上述技术方案，制得的食品级无毒硅胶具有良好的耐老化性、耐候性和机械力学性能，使用寿命长，能长时间使用而不出现老化、硬化以及开裂等现象。通过上述工艺制备食品级无毒硅胶的体系稳定，减少水分对硅胶的伤害，延长其保存时间。

28、综上所述，本技术具有以下有益效果：

29、1、本技术通过将端羟基聚硅氧烷作为主要胶料，再配合端羟基聚硅氧烷、乙烯基聚二甲基硅烷、端乙烯基硅油和环氧改性硅树脂，进行交联固化反应，形成结构稳定的网络结构，从而提高硅胶的耐老化性、硬度、抗撕裂强度、拉伸强度以及断裂伸长率等，同时也使硅胶符合食品级安全规定。通过添加乙烯基聚二甲基硅烷和端乙烯基硅油增加硅胶的交联密度和增长链长，进一步提高硅胶的机械力学性能，环氧改性硅树脂有利于提高硅胶的耐老化性能和耐候性，有效防止硅胶出现开裂、硬化以及老化等现象。