CN101429340A - 一种硅橡胶聚烯烃合金材料 - Google Patents

Abstract

一种硅橡胶聚烯烃合金材料，包括100份硅橡胶、20－50份聚烯烃、30－60份白炭黑、1－3份自由基捕捉剂、1－3份交联剂、1－3份甲基乙烯基硅油、1－3份羟基硅油。先将干燥后的白炭黑同甲基乙烯基硅油和羟基硅油混合均匀、然后同硅橡胶熔融共混得到混炼胶；将聚烯烃在双辊上进行进行熔炼，同时加入自由基捕捉剂和交联剂共混，再加入混炼胶熔融共混得到并用胶，最后经硫化得到硅橡胶聚烯烃合金材料。本材料邵氏硬度50－70度，伸长率50％－250％，撕裂强度高达45kgf/cm。本材料既保持了硅橡胶的原有优良性能，又改善其拉伸与撕裂性能，可用作电气绝缘材料。

Description

一种硅橡胶聚烯烃合金材料

一、技术领域

本发明涉及橡塑合金材料，特别涉及硅橡胶塑料合金材料，具体地说是一种硅橡胶聚烯烃合金材料。

二、背景技术

硅橡胶，如甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)具有突出的耐高温性、耐老化性、耐候性及优异的电绝缘性和生理惰性，从而获得广泛的应用，但其缺点是机械强度低、耐酸碱性差，价格昂贵，限制了其应用范围。

多年来中低压电缆绝缘材料多使用聚烯烃(Polyolefin)，不仅成本低，而且相对介电常数、损耗因子低，电阻率高，在环境温度90℃以下都有极好的机械性能，电性优异，且具有良好的耐酸碱性，使得多数合成橡胶，如丁苯橡胶(SBR)，丁基橡胶(IIR)，氯丁橡胶(CR)等都已为此丢失了部份市场份额。但聚烯烃的耐热老化与耐候性能较差，不能在高温下长时间使用。

硅橡胶和其它橡胶并用或采用橡塑共混的方法可改善其力学性能。已经有采用乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氨酯橡胶等与硅橡胶并用，以及采用聚乙烯对硅橡胶进行改性的研究报道。通过配合技术和添加新助剂，改变交联方式及共聚、共混等改性技术，实现有机聚合物与硅橡胶的复合，是当前硅橡胶共混技术发展的方向。

MVQ和选定的聚烯烃通过熔融共混和共交联等技术的采用，可形成具有较好的相容性的硅橡胶聚烯烃合金材料。因此将硅橡胶和聚烯烃并用得到的硅橡胶聚烯烃合金材料，有望能在保持硅橡胶原有的优良老化性能，电气绝缘性能等性能的基础上，改善硅橡胶的拉伸、撕裂性能，并降低其成本，为社会作出贡献。

三、发明内容

本发明旨在提供一种橡塑合金材料，具体是指硅橡胶聚烯烃合金材料。所要解决的技术问题是在保持硅橡胶原有的耐老化，电气绝缘等优良性能的基础上，改善硅橡胶的拉伸、撕裂性能，同时降低硅橡胶材料的成本。

鉴于聚烯烃(Polyolefin)和硅橡胶(MVQ)通过助剂选用，熔融共混和共交联等加工技术的采用，得到具有很好的相容性的橡塑合金材料，所以本发明所称的橡塑合金材料就是MVQ和Polyolefin经共混改性得到的橡塑合金材料，其技术方案是各组分有以下质量份数：

硅橡胶                    100份

聚烯烃              20-50份

白炭黑              30-60份

自由基捕捉剂        1-3份

交联剂              1-3份

甲基乙烯基硅油      1-3份

羟基硅油            1-3份。

所述的聚烯烃选自聚乙烯(PE)包括高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)或聚丙烯(PP)或聚丁二烯(PB)等。

所述的白炭黑(SiO₂)起补强作用，市售的SiO₂大多未经过表面改性处理。

所述的自由基捕捉剂选自反应性酚类抗氧剂，如3-甲基-4-异丙基-苯酚或2，6-二叔丁基苯酚或2，6-二叔丁基对甲苯酚或2，6-二叔丁基对乙基苯酚等。

所述的交联剂选自常用的有机过氧化物类或胺类或酸酐类交联剂，如二叔丁基过氧化物或过氧化二异丙基(DCP)或DETA或TETA或苯酐等。

所述的甲基乙烯基硅油在本组合物中起到集中交联的作用，从硫化(交联)的机理可知不用甲基乙烯基硅油生胶也可以硫化。但这时，交联点比较分散，因此抗撕裂力较差，硫化制品一旦撕破口，就会一裂到底，毫无阻挡，综合性能差。加入甲基乙烯基硅油使其产生不均匀的集中交联，形成高度交联的据点，制品撕裂时，一碰到据点上，则受到较大的阻力，即应力分散，难以撕破，因而具有高抗撕裂性。

所述的羟基硅油又称结构控制剂，采用白炭黑补强硅橡胶胶料贮存过程中会变硬，塑性值下降，逐渐失去加工工艺性能，这种现象称作“结构化”效应。为防止和减弱这种“结构化”倾向而加入的配合剂称为“结构控制剂”。

此外，甲基乙烯基硅油和羟基硅油还起到有效改善SiO₂与Polyolefin和MVQ相容性的作用，可视同偶联剂，或者SiO₂表面改性剂。

作为偶联剂，或者表面改性剂，还可遴选甲基三乙氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三丁酮肟基硅烷或六甲基二硅氮烷或六甲基二硅氧烷或六甲基二硅氨烷或烷氧基低分子聚硅氧烷或二苯基硅二醇。加入量1-3份(质量份)。

本橡塑合金材料的制备方法是首先在MVQ基体中加入的SiO₂进行补强形成混炼胶，然后混炼胶与Polyolefin熔融共混形成并用胶，在其加工过程中加入其他助剂。具体步骤是

a、将干燥后的SiO₂同甲基乙烯基硅油或/和偶联剂和羟基硅油混合均匀；

b、将a步骤处理的SiO₂和MVQ熔融共混得到混炼胶；

c、将Polyolefin在双辊上进行熔炼，同时加入自由基捕捉剂和交联剂共混；

d、将b步骤的混炼胶和c步骤制得的Polyolefin熔融共混得到并用胶，最后经硫化后得到硅橡胶聚烯烃合金材料。

本发明可制得邵氏硬度在50～70度范围，伸长率在50％～250％范围内的硅橡胶聚烯烃合金材料；机械强度与温度相关性好(高温下物理性能降低幅度小)；撕裂强度高达45kgf/cm；高温下的压缩永久变形特性良好；耐蠕变性能优异。高温老化引起的电性能变化小；耐电弧、耐电晕性优异；即使燃烧也不形成导电层。本合金材料有较高的体积电阻率，并且在很宽的温度和频率范围内都很稳定。本硅橡胶聚烯烃合金材料的这种电绝缘性能几乎不受潮气影响，甚至在水中浸渍后也不会降低，因而本材料可用作电气绝缘材料。

四、附图说明

图1.添加35份白炭黑时拉伸断面扫描电镜图。

图2.添加40份白炭黑时拉伸断面扫描电镜图。

五、具体实施方式

现以实验室设备即进行制备，非限定实施例叙述如下：

实施例1

1、将30份白炭黑置于恒温鼓风干燥箱中120℃干燥4小时，将1份甲基乙烯基硅油与1.5份羟基硅油与干燥后的白炭黑混合均匀，备用。

2、调节双辊间距加入100份硅橡胶，使硅橡胶均匀包覆在双辊上，包辊后加白炭黑，吃粉，第一次加入约四分之一量，待混炼均匀后再加入余下的量，继续混炼，当白炭黑与硅橡胶混合均匀后，切料、打三角包并薄通，得到混炼胶。

3、将40份Polyolefin投入双辊机中熔炼，同时加入1份自由基捕捉剂2，6-二叔丁基苯酚和1.5份交联剂二叔丁基过氧化物，混合均匀后加入混炼胶，继续熔融共混得到并用胶。

4、将并用胶在老化箱中于180℃下二段硫化得到硅橡胶聚烯烃合金材料。

实施例2

取MVQ100份，HPDE35份，SiO₂35份，2，6-二叔丁基对甲基苯酚1.5份，DCP1.5份，甲基乙烯基硅油1.5份，羟基硅油1.5份，乙烯基三乙氧基硅烷1份，操作同实施例1。

实施例3

取MVQ 100份，LPDE 40份，SiO₂ 40份，三-甲基-4-异丙基苯酚1.5份，DETA 1.5份，甲基乙烯基硅油2份，羟基硅油2份，六甲基二硅氮烷1.5份，操作同实施例1。

实施例4

取MVQ 100份，PP 50份，SiO₂ 45份，2，6-二叔丁基对乙基苯酚1.5份，TETA 1.5份，甲基乙烯基硅油2份，羟基硅油2份，六甲基二硅氧烷1.5份，操作同实施例1。

实施例5

取MVQ 100份，PB 45份，SiO₂ 50份，2，6-二叔丁基苯酚2份，二叔丁基过氧化物1.5份，甲基乙烯基硅油2份，羟基硅油2份，甲基三乙氧基硅烷1.5份，操作同实施例1。

实施例6

取MVQ 100份，LDPE 45份，SiO₂ 55份，2，6-二叔丁基苯酚1.5份，DCP 1.5份，甲基乙烯基硅油1.5份，羟基硅油1.5份，六甲基二硅氨烷1.5份，操作同实施例1。

实施例7

取MVQ100份，HDPE45份，SiO₂60份，2，6-二叔丁基对甲苯酚2份，二叔丁基过氧化物1.5份，甲基乙烯基硅油1.5份，羟基硅油1.5份，乙烯基三丁酮肟基硅烷1.5份，操作同实施例1。

Claims (2)

1、一种硅橡胶聚烯烃合金材料，其特征在于：各组分有以下质量份数：

硅橡胶             100份

聚烯烃             20-50份

白炭黑             30-60份

自由基捕捉剂       1-3份

交联剂             1-3份

甲基乙烯基硅油     1-3份

羟基硅油           1-3份。

2、根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于：合金材料中含1-3份偶联剂，所述的偶联剂选自甲基三乙氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三丁酮肟基硅烷或六甲基二硅氮烷或六甲基二硅氧烷或六甲基二硅氨烷或烷氧基低分子聚硅氧烷或二苯基硅二醇。

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