CN101284947A

CN101284947A - 高强度硅橡胶及其制备方法

Info

Publication number: CN101284947A
Application number: CNA2007100571239A
Authority: CN
Inventors: 蔡宝连; 郑俊萍
Original assignee: TIANJIN GUANGTAI TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: TIANJIN GUANGTAI TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2008-10-15

Abstract

本发明公开了一种高强度硅橡胶，该硅橡胶包含的原料有：甲基乙烯基硅橡胶、复合偶联剂、气相法白炭黑和多乙烯基硅油；原料的重量份数组成如下：作为基础胶的甲基乙烯基硅橡胶：100重量份；经复合偶联剂改性后的气相法白炭黑：30－40重量份；气相法白炭黑：10－20重量份；多乙烯基硅油：2－5重量份。有益效果是：由于复合偶联剂与气相白炭黑进行偶联，增加了气相白炭黑在硅橡胶中的填充量，使硅橡胶的拉伸强度提高2－3倍，断裂伸长率在原有基础上提高了1倍左右；又由于在混炼的过程中加入了未经偶联的气相白炭黑，使硅橡胶的硬度保持不变，同时缩短了的混炼时间，使硅橡胶的整体性能得到改善，使应用领域得到进一步扩展。

Description

高强度硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶领域，特别是涉及一种高强度、高弹性固体硅橡胶及其制备方法。

背景技术

硅橡胶具有较好的耐高低温、隔热、绝缘、防潮、防化学腐蚀、抗污染的特性和生理惰性，被广泛应用在电子、电气、汽车领域，尤其在航空航天、国防工业、机械制造业、建筑装饰及生物医学等领域，同样也具有不可替代的作用；硅橡胶采用的基本原料是分子量在50-60万或分子量更高一些的半流动性的基础胶。填充白炭黑对硅橡胶可以起到补强的作用，白炭黑按生产方法基本分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑；气相法白炭黑表面上的硅羟基(Si-OH)可以与硅橡胶分子形成物理和化学结合，在二氧化硅表面形成硅橡胶分子吸附层，构成二氧化硅粒子与信仰胶分子连成一体的三维网结构，从而达到补强作用。目前市场上使用的硅橡胶存在以下问题：由于气相法白炭黑在常态下，以白色无定形絮状、半透明固体胶状的纳米粒子状态存在(粒径小于100nm)，有巨大的比表面积(100～400m2/g)，故混炼困难，难于进行填加，填充率受到限制，一般硅橡胶的性能指标为：拉伸强度在4Mpa左右，伸长率在180％左右，硬度在50A(邵氏硬度)左右。硅橡胶强度难以进一步提高，弹性受到限制，制约了其应用范围的扩展和高性能的发挥。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服已有技术的缺点，提供一种白炭黑可充分填加到基础胶中，从而混炼出高填充、高强度、高弹性的硅橡胶胶料及其高强度、高弹性硅橡胶胶料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种高强度硅橡胶包含的原料有：甲基乙烯基硅橡胶、复合偶联剂、气相法白炭黑和多乙烯基硅油；所述原料的重量份数组成如下：

作为基础胶的甲基乙烯基硅橡胶：100重量份；

经复合偶联剂改性后的气相法白炭黑：30-40重量份；

气相法白炭黑：10-20重量份；

多乙烯基硅油：2-5重量份。

需偶联的气相法白炭黑和复合偶联剂的配比比例为10∶1，所述复合偶联剂为六甲基环三硅氮烷和八甲基环四硅氮烷，所述高强度硅橡胶还包括无机颜料，无机颜料为基础胶的3-5％；所述气相法白炭黑选用的品牌号为AS380。

本发明高强度硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：气相法白炭黑的偶联处理方法：

备料：气相法白炭黑、复合偶联剂和陶瓷球；

将10∶1的气相法白炭黑、复合偶联剂和陶瓷球放入偶联处理器中混合后，连续进行不加热运转0.5hr，加热运转1-2hr，停止加热后再运转0.5hr；所述偶联处理器带有排气孔，可促进白炭黑偶联效果，并对其干燥脱水；

步骤二：高强度硅橡胶的炼制方法：

将甲基乙烯基硅橡胶在双辊混炼机运转过程中逐步加入；

将气相法白炭黑和偶联处理后的气相法白炭黑随同加入双辊混炼机，进行混炼；

根据产品要求，添加无机颜料和多乙烯基硅油，继续混炼，经过“相变“过程和”熟化“过程后得到胶料。

本发明的有益效果是：由于复合偶联剂与气相白炭黑进行偶联，增加了气相白炭黑在硅橡胶中的填充量，使硅橡胶的拉伸强度提高2-3倍，断裂伸长率在原有基础上提高了1倍左右；又由于在混炼的过程中加入了未经偶联的气相白炭黑，使硅橡胶的硬度保持不变，同时缩短了的混炼时间，硅橡胶的整体性能得到改善，充分发挥硅橡胶本身潜在的良好性能，使应用领域得到进一步扩展。

具体实施方式

本发明高强度硅橡胶包含的原料有：甲基乙烯基硅橡胶、复合偶联剂、气相法白炭黑和多乙烯基硅油；所述原料的重量份数组成如下：作为基础胶的甲基乙烯基硅橡胶：100重量份；经复合偶联剂改性后的气相法白炭黑：30-40重量份；气相法白炭黑：10-20重量份；多乙烯基硅油：2-5重量份，以上原料均为市售原料。气相法白炭黑通过复合偶联剂对气相法白炭黑进行改性的，所述白炭黑和复合偶联剂的配比比例为10∶1。所述复合偶联剂为六甲基环三硅氮烷和八甲基环四硅氮烷配比比例为6∶4。本发明高强度硅橡胶还包括无机颜料，无机颜料的添加量可根据制件的颜色要求自行确定，所述气相法白炭黑选用的品牌号为AS380。

本发明高强度硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：气相法白炭黑的偶联处理方法：备料：气相法白炭黑、复合偶联剂和陶瓷球；偶联剂的有机官能团可以改善橡胶制品的表面性能，提高其极性，使橡胶与胶粘剂结合力增强；气相白碳黑表面存在的活性羟基易于进行化学反应，气相白碳黑可以通过偶联剂的作用使气相白碳黑进行表面改性，解决白炭黑与胶料的亲和性，使胶料的交联密度增加，改善胶料的加工性能，使胶料的定伸应力、拉伸强度、撕裂强度得到有效提高；改性后的气相白碳黑可以消除干扰硫磺对橡胶的硫化过程；陶瓷球可增加混合效果；将10∶1的气相法白炭黑、复合偶联剂和陶瓷球放入偶联处理器中混合，连续进行不加热运转0.5hr，加热运转1-2hr，停止加热后再运转0.5hr；所述B步骤偶联处理器带有排气孔，以促进偶联效果，同时对白炭黑进行干燥脱水。

步骤二：高强度硅橡胶的炼制方法：甲基乙烯基硅橡胶在双辊混炼机运转过程中逐步加入；偶联处理后的气相法白炭黑和未经偶联的气相白炭黑随同加入双辊混炼机，进行混炼；根据制件的颜色要求添加无机颜料，添加具有很强反应活性的多乙烯基硅油继续混炼，经过“相变”过程和“熟化”过程后得到胶料。

实施例1

气相白炭黑的偶联处理：

将六甲基环三硅氮烷偶联剂6重量份和八甲基环四硅氮烷偶联剂4重量份，与气相白炭黑100重量份和少量陶瓷球放入偶联处理器中混合，连续进行不加热运转0.5hr，加热运转1-2hr，停止加热后再运转0.5hr，获得改性后的气相白炭黑。

本发明高强度硅橡胶的混炼步骤：

将甲基乙烯基硅橡胶100重量份加入双辊混炼机，再将气相白炭黑20重量份和经复合偶联剂改性后的气相法白炭黑30重量份同时加入混炼机一同混炼，根据制件的颜色要求添加无机颜料，添加具有很强反应活性的多乙烯基硅油，继续混炼，经过“相变”过程和“熟化”过程后得到胶料，从开炼至完成胶料需要40min。

依此方法制得的胶料的性能指标为：

拉伸强度为9.0-9.6Mpa；

断裂伸长率为350-500％；硬度50A±5；

撕裂强度≥17KN/M；

本发明的硅橡胶具有优良的电绝缘性、抗电弧、电晕、电火花的能力很强，并具有防水、防潮、透气性高和抗冲击力等性能，极大拓宽了硅橡胶的应用领域。

Claims

1. 一种高强度硅橡胶，其特征在于，该硅橡胶包含的原料有：甲基乙烯基硅橡胶、复合偶联剂、气相法白炭黑和多乙烯基硅油；所述原料的重量份数组成如下：

作为基础胶的甲基乙烯基硅橡胶：100重量份；

经复合偶联剂改性后的气相法白炭黑：30-40重量份；

气相法白炭黑：10-20重量份；

多乙烯基硅油：2-5重量份。

2. 根据权利要求1所述的高强度硅橡胶，其特征在于，需偶联的气相法白炭黑和复合偶联剂的配比比例为10∶1，所述复合偶联剂为六甲基环三硅氮烷和八甲基环四硅氮烷。

3. 根据权利要求1所述的高强度硅橡胶，其特征在于，还包括无机颜料，所述无机颜料为基础胶的3-5％；所述气相法白炭黑选用的品牌号为AS380。

4. 根据权利要求1所述的高强度硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：气相法白炭黑的偶联处理方法：

A.备料：气相法白炭黑、复合偶联剂和陶瓷球；

B.将10∶1的气相法白炭黑、复合偶联剂和陶瓷球放入偶联处理器中混合后，连续进行不加热运转0.5hr，加热运转1-2hr，停止加热后再运转0.5hr；

C.所述B步骤偶联处理器带有排气孔，可促进白炭黑偶联效果，并对其干燥脱水；

步骤二：高强度硅橡胶的炼制方法：

A.将甲基乙烯基硅橡胶在双辊混炼机运转过程中逐步加入；

B.将气相法白炭黑和偶联处理后的气相法白炭黑随同加入双辊混炼机，进行混炼；

C.根据产品要求，添加无机颜料和多乙烯基硅油，继续混炼，经过“相变“过程和”熟化“过程后得到胶料。