CN111019355A - 一种耐高温硅橡胶 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种耐高温硅橡胶，所述耐高温硅橡胶的原料及添加的重量份数为：甲基乙烯基硅橡胶100份、白炭黑20‑50份、羟基硅油1‑10份、耐热添加剂1‑15份和过氧化二异丙苯1‑6份。所述耐高温硅橡胶原料中的耐热添加剂，可以显著提高硅橡胶在高温下的残余质量、提高起始降解温度，并且克服了常用耐热添加剂与硅橡胶相容性差的缺点，可提高硅橡胶原有的力学性能，使硅橡胶不仅耐热性能好，而且还具有优良的力学性能。
Description
技术领域
本公开涉及硅橡胶领域，具体涉及一种耐高温硅橡胶。
背景技术
硅橡胶是一种以Si原子和O原子交替键合构成分子主链骨架、各种有机基团作为侧基的特种橡胶。因其不同于普通橡胶的碳链结构，硅橡胶具有优异的耐高低温性、耐候性、电绝缘性、抗霉菌和生理惰性等。普通硅橡胶一般可以在-50～260℃温度范围内长期使用并保持弹性，而苯基硅橡胶耐热温度更是达到300～350℃。但随着科技的发展，尤其是航空航天领域的发展，当前硅橡胶的耐热性已经不能满足一些特殊领域的使用要求。因此，硅橡胶的耐热性有待进一步提高。
目前主要通过加入无机耐热添加剂或硅树脂等方式来提高硅橡胶的耐热性。常用的无机耐热添加剂有氧化铁、氧化铈、氧化镍、氧化钴、白炭黑等，或通过对这些金属氧化物进行改性、以不同比例混合制得耐热添加剂。宋远周等采用纳米CeO2、纳米Fe2O3和经硅烷偶联剂处理过的Al2O3作为耐热填料制备耐热硅橡胶，显著提高了硅橡胶的耐热性。由于硅树脂能与硅橡胶交联，提高了硅橡胶的交联度，起到了补强作用，还一定程度上破坏了硅橡胶的螺旋结构，使主链更难发生解扣式降解，从而提高硅橡胶的耐高温性能。Kang Min-Joo等通过对纳米二氧化硅进行臭氧处理，增加其在硅树脂中的扩散度，并用熔融共混法将混有纳米二氧化硅的硅树脂加入硅橡胶中制备一种新型硅橡胶/硅树脂复合材料，随着复合材料中的硅树脂含量增加，复合材料的热稳定性有显著的提高。
综上所述，当前对于制备耐高温硅橡胶的研究有一定的进展，但现有的耐高温硅橡胶还存在不足：金属氧化物极性较大，与硅橡胶的相容性较差，难以分散，添加过多会导致硅橡胶弹性及力学性能严重下降；硅树脂与硅橡胶的相容性较好，但对硅橡胶的耐高温性能提高有限，对硅橡胶的硬度等力学性能也有一定影响。因此，研究一种具有良好耐高温和力学性能的硅橡胶具有重要意义。
发明内容
本公开的目的是提供一种耐高温硅橡胶，以达到提高硅橡胶耐热性和力学性能的目的。
为实现上述目的，技术方案如下：
一种耐高温硅橡胶，所述耐高温硅橡胶的原料及添加的重量份数为：甲基乙烯基硅橡胶100份、白炭黑20-50份、羟基硅油1-10份、耐热添加剂1-15份和过氧化二异丙苯1-6份。
所述甲基乙烯基硅橡胶的分子量40-55万，其中乙烯基的含量为0.05-4mol％。
所述白炭黑的比表面积为200-450m2/g。
所述羟基硅油中的羟基含量为4-10wt％。
所述耐热添加剂结构为：
其中m为大于等于1的整数；p为大于等于1的整数；R为
n为0-10的整数。
本公开的有益效果是：提供了一种耐高温硅橡胶，所述耐高温硅橡胶原料中的耐热添加剂，可以显著提高硅橡胶在高温下的残余质量、提高起始降解温度，并且克服了常用耐热添加剂与硅橡胶相容性差的缺点，可提高硅橡胶原有的力学性能，使硅橡胶不仅耐热性能好，而且还具有优良的力学性能。
具体实施方式
以下各步骤仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各步骤对本公开进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各步骤所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各步骤技术方案的范围。
实施例1
一种耐高温硅橡胶，所述耐高温橡胶的原料及质量份数为：80份0.08mol％乙烯基含量的甲基乙烯硅橡胶(分子量45万)、20份4mol％乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶(分子量55万)、25份白炭黑(比表面积200m2/g)和1份羟基硅油(羟基含量4wt％)、15份耐热添加剂和1份过氧化二异丙苯。
一种耐高温硅橡胶制备方法，具体操作步骤为：
(1)按照上述质量份数将甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和羟基硅油在捏合机中混合，室温下混炼4h，再加热至150℃继续混炼2h，然后抽真空混炼1h，冷却至室温，得到硅橡胶基础胶；
(2)将上述基础胶在开炼机上加入耐热添加剂和过氧化二异丙苯，混炼均匀后出片，在155℃下硫化15min，再于190℃下二段硫化4h，得到耐高温硅橡胶。
实施例2一种耐高温硅橡胶的制备
一种耐高温硅橡胶，所述耐高温橡胶的原料及质量份数为：82份0.45mol％乙烯基含量的甲基乙烯硅橡胶(分子量50万)、18份3mol％乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶(分子量55万)、35份白炭黑(比表面积400m2/g)和10份羟基硅油(羟基含量10wt％)、15份耐热添加剂和6份过氧化二异丙苯。
一种耐高温硅橡胶制备方法，具体操作步骤为：
(1)按照上述质量份数将甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和羟基硅油在捏合机中混合，室温下混炼4h，再加热至170℃继续混炼1h，然后抽真空混炼1h，冷却至室温，得到硅橡胶基础胶；
(2)将上述基础胶在开炼机上加入耐热添加剂和过氧化二异丙苯，混炼均匀后出片，在160℃下硫化6min，再于210℃下二段硫化1h，得到耐高温硅橡胶。
实施例3
一种耐高温硅橡胶，所述耐高温橡胶的原料及质量份数为：75份0.09mol％乙烯基含量的甲基乙烯硅橡胶(分子量55万)、25份2mol％乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶(分子量50万)、30份白炭黑(比表面积200m2/g)和7份羟基硅油(羟基含量6wt％)、9份耐热添加剂和5份过氧化二异丙苯。
一种耐高温硅橡胶制备方法，具体操作步骤为：
(1)按照上述质量份数将甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和羟基硅油在捏合机中混合，室温下混炼4h，再加热至140℃继续混炼4h，然后抽真空混炼1h，冷却至室温，得到硅橡胶基础胶；
(2)将上述基础胶在开炼机上加入耐热添加剂和过氧化二异丙苯，混炼均匀后出片，在150℃下硫化30min，再于170℃下二段硫化5h，得到耐高温硅橡胶。
实施例4耐高温硅橡胶性能测试
比较例1
将90份0.03mol％乙烯基含量的甲基乙烯硅橡胶(分子量56万)、10份5mol％乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶(分子量60万)、15份气相法白炭黑(比表面积180m2/g)和12份羟基硅油(羟基含量3wt％)在捏合机中混合，室温下混炼4h，然后加热至150℃继续混炼2h，再抽真空混炼1h，冷却至室温，得到硅橡胶基础胶；
将上述基础胶在开炼机上加入2质量份2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷，混炼均匀后出片，在155℃下硫化15min，再于190℃下二段硫化4h，得到用于耐高温性能和力学性能测试的样品。
分别将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1所制备的硅橡胶进行性能检测，首先按照GB/T 528-2009测定硅橡胶的拉伸强度及断裂伸长率；然后按照GB/T 529-2008测定硅橡胶的撕裂强度；再按照GB/T 531-2008测定硅橡胶的邵氏A硬度；通过热失重分析测试硅橡胶热稳定性参数。
结果如表1显示，从表1可以看出，比较例1在700℃空气氛的残余质量仅有25wt％，在700℃氮气氛的残余质量仅有18％。而实施例1、2、3的硅橡胶700℃空气氛的残余质量高达45-59wt％，700℃氮气氛的残余质量为37-49wt％；表明本公开使用的耐热添加剂可有效提高硅橡胶的热稳定性能；同时，实施例1、2、3硅橡胶的力学性能要高于比较例1硅橡胶的力学性能，说明耐热添加剂不仅不会损害硅橡胶力学性能，而且能提高硅橡胶的力学性能。因此，本公开所述耐高温硅橡胶具有优良热稳定性能和力学性能。
表1硅橡胶的力学性能和耐高温性能
Claims (5)
1.一种耐高温硅橡胶，其特征在于，所述耐高温硅橡胶的原料及添加的重量份数为：甲基乙烯基硅橡胶100份、白炭黑20-50份、羟基硅油1-10份、耐热添加剂1-15份和过氧化二异丙苯1-6份。
2.根据权利要求书1中所述的耐高温硅橡胶，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡胶的分子量40-55万，其中乙烯基的含量为0.05-4mol％。
3.根据权利要求书1中所述的耐高温硅橡胶，其特征在于，所述白炭黑的比表面积为200-450m2/g。
4.根据权利要求书1中所述的耐高温硅橡胶，其特征在于，所述羟基硅油中的羟基含量为4-10wt％。
5.根据权利要求书1中所述的耐高温硅橡胶，其特征在于，所述耐热添加剂结构为：
其中m为大于等于1的整数；p为大于等于1的整数；R为
n为0-10的整数。
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Country or region after: China Address after: 528000 No. 18, Jiangwan Road, Chancheng District, Guangdong, Foshan Applicant after: Foshan University Address before: 528000 No. 18, Jiangwan Road, Chancheng District, Guangdong, Foshan Applicant before: FOSHAN University Country or region before: China |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200417 |