CN103665885A - 一种高抗撕硅橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高抗撕硅橡胶，其原料包括：甲基乙烯基生胶100份、白炭黑30-60份、乙烯基硅油4-6份、羟基硅油0.5-2份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5-1份、脱模助剂0.1-0.4份。本发明还公开了该高抗撕硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：（1）将甲基乙烯基生胶、羟基硅油、乙烯基三甲氧基硅烷、脱模助剂投入捏合机中进行捏合；（2）分3～5批加入白炭黑，混合成团后升温并抽真空；（3）冷却至60-80℃后分3～5批加入乙烯基硅油，混合成团后出料包装，得到高抗撕硅橡胶。本发明在高抗撕硅橡胶的原料中增加了乙烯基硅油，在保证硅橡胶的硬度、弹性、耐热性、扯断拉伸强度的同时，大幅度地提升了硅橡胶的撕裂强度，制备方法工艺简单，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及硅橡胶材料的制备，尤其是一种具有高撕裂强度的硅橡胶及其制备方法。
背景技术
硅橡胶是指分子主链为-Si-O-无机结构，侧链为有机基团的一类弹性体，因其具有耐高低温性能好、耐腐蚀性强、耐老化性与电绝缘性能优良等特性，被广泛应用于电器、通讯、航空、医疗、食品等各个领域。然而由于硅橡胶是一种直链高分子结构，分子链非常柔顺，链间相互作用力较弱，导致其机械强度、粘接强度较差，抗撕裂能力较弱，因而在实际应用中受到了诸多限制。
为提高其抗撕裂能力，现有技术一般是通过调整硅橡胶生胶的乙烯基含量或提高气相白炭黑的投入量来提升硅橡胶的乙烯基含量，以获得较高的撕裂强度。这种方法不仅增加了硅橡胶的生产成本，也使得硅橡胶的硬度、弹性、耐热性、扯断拉伸强度等物理综合性能迅速下降，生产出来的成品仍然达不到实际应用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种撕裂强度高，耐热性好，弹性强且扯断拉伸强度大的高抗撕硅橡胶，同时提供该高抗撕硅橡胶的制备方法。
本发明将甲基乙烯基生胶、羟基硅油等原料混合后，在不提高白炭黑质量比的前提下，通过添加乙烯基硅油来对硅橡胶的网状结构进行补强，制得同时具有高撕裂强度与高扯断拉伸强度与耐热性的硅橡胶，从而实施本发明的目的。
第一方面，本发明提供一种高抗撕硅橡胶，所述高抗撕硅橡胶的原料包括：甲基乙烯基生胶100份、白炭黑30-60份、乙烯基硅油4-6份、羟基硅油0.5-2份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5-1份、脱模助剂0.1-0.4份。
优选地，所述高抗撕硅橡胶的原料还包括：含氢硅油3-7份。
更优选地，所述含氢硅油，氢含量为0.5%-3%。
优选地，所述乙烯基硅油，乙烯基的含量为5%-10%。
更优选地，所述乙烯基硅油，乙烯基的含量为8%-10%。
优选地，所述白炭黑为气相白炭黑，以增加白炭黑对硅橡胶的补强作用，提高硅橡胶的弹性强度与扯断拉伸强度。
更优选地，所述白炭黑为经过表面处理的气相白炭黑。经过表面处理的气相白炭黑，其在硅橡胶中的分散性、补强性更好，从而进一步提高白炭黑对硅橡胶的补强效果。
优选地，所述脱膜助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钡。
本发明在高抗撕硅橡胶的原料中增加了乙烯基硅油，利用乙烯基硅油对硅橡胶网状结构的补强作用，在保证硅橡胶的硬度、弹性、耐热性、扯断拉伸强度的同时，大幅度地提升了硅橡胶的撕裂强度。本发明所述的高抗撕硅橡胶硬度为55度（邵氏A），伸率为750%，扯断拉伸强度达10MPa，撕裂强度达4.9×104N/m。
第二方面，本发明提供了一种高抗撕硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甲基乙烯基生胶100份、羟基硅油0.5-2份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5-1份、脱模助剂0.1-0.4份投入捏合机中进行捏合；
（2）分3～5批加入白炭黑30-60份，混合成团后升温并抽真空；
（3）冷却至75～85℃后分3～5批加入乙烯基硅油4-6份，混合成团后出料包装，得到高抗撕硅橡胶。
优选地，所述步骤（3）中加入乙烯基硅油的同时，还加入了含氢硅油3-7份，以加速乙烯基硅油对硅橡胶网状结构的补强作用。
更优选地，所述含氢硅油，氢含量为0.5%-3%。
优选地，所述脱膜助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钡。
优选地，步骤（2）所述的白炭黑为气相白炭黑。
更优选地，步骤（2）所述的白炭黑为经过表面处理的气相白炭黑。
优选地，步骤（2）所述的升温，升温至150-160℃。
优选地，步骤（2）所述的抽真空，抽真空至-5×10-2～-7×10-2MPa。
优选地，步骤（3）所述的乙烯基硅油，乙烯基的含量为5%-10%。
更优选地，步骤（3）所述的乙烯基硅油，乙烯基的含量为8%-10%。
本发明制备方法将高抗撕硅橡胶原料捏合，并与白炭黑反应后，降温至80℃后再加入乙烯基硅油，保证了工艺的安全性，同时加入了含氢硅油，提高了硅橡胶的生产效率，生产过程仅需要4-6小时，比现有技术节省30%左右的生产时间，工艺简单，可操作性强。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）在高抗撕硅橡胶的原料中增加了乙烯基硅油，在保证硅橡胶的硬度、弹性、耐热性、扯断拉伸强度的同时，大幅度地提升了硅橡胶的撕裂强度，拓宽了硅橡胶的应用范围。
（2）将高抗撕硅橡胶原料捏合后，降温至80℃后再加入乙烯基硅油与含氢硅油，保证了工艺的科学性和安全性，提高了硅橡胶的生产效率，工艺简单，可操作性强。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的具体实施例，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供一种高抗撕硅橡胶，所述高抗撕硅橡胶的原料包括：甲基乙烯基生胶100份、白炭黑30-60份、乙烯基硅油4-6份、羟基硅油0.5-2份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5-1份、脱模助剂0.1-0.4份。
所述高抗撕硅橡胶的原料还包括：含氢硅油3-7份。
所述含氢硅油，氢含量为0.5%-3%。
所述乙烯基硅油，乙烯基的含量为5%-10%。
所述乙烯基硅油，乙烯基的含量为8%-10%。
所述白炭黑为气相白炭黑。
所述白炭黑为经过表面处理的气相白炭黑。
所述脱膜助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钡。
本发明在高抗撕硅橡胶的原料中增加了乙烯基硅油，利用乙烯基硅油对硅橡胶网状结构的补强作用，在保证硅橡胶的硬度、弹性、耐热性、扯断拉伸强度的同时，大幅度地提升了硅橡胶的撕裂强度。本发明所述的高抗撕硅橡胶硬度为55度（邵氏A），伸率为750%，扯断拉伸强度达10MPa，撕裂强度达4.9×104N/m。
此外，本发明还提供了上述高抗撕硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甲基乙烯基生胶100份、羟基硅油0.5-2份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5-1份、脱模助剂0.1-0.4份投入捏合机中进行捏合；
（2）分3～5批加入白炭黑30-60份，混合成团后升温并抽真空；
（3）冷却至60-80℃后分3～5批加入乙烯基硅油4-6份，混合成团后出料包装，得到高抗撕硅橡胶。
所述高抗撕硅橡胶的制备方法还包括：步骤（3）中加入乙烯基硅油的同时，还加入了含氢硅油3-7份，以加速乙烯基硅油对硅橡胶网状结构的补强作用。
所述脱膜助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钡。
步骤（2）所述的白炭黑为气相白炭黑。
步骤（2）所述的白炭黑为经过表面处理的气相白炭黑。
步骤（2）所述的升温，升温至150-160℃。
步骤（2）所述的抽真空，抽真空至-5×10-2～-7×10-2MPa。
步骤（3）所述的乙烯基硅油，乙烯基的含量为5%-10%。
步骤（3）所述的乙烯基硅油，乙烯基的含量为8%-10%。
步骤（3）所述的含氢硅油，氢含量为0.5%-3%。
本发明制备方法将高抗撕硅橡胶原料捏合，并与白炭黑反应后，降温至80℃后再加入乙烯基硅油，保证了工艺的安全性，同时加入了含氢硅油，提高了硅橡胶的生产效率，生产过程仅需要4-6小时，比现有技术节省30%左右的生产时间，工艺简单，可操作性强。
实施例一
一种高抗撕硅橡胶，其原料包括：甲基乙烯基生胶100份、经过表面处理的气相白炭黑40份、乙烯基硅油5份、含氢硅油5份、羟基硅油1份、乙烯基三甲氧基硅烷0.8份、脱模助剂硬脂酸锌0.3份。其中，乙烯基硅油的乙烯基含量为8%；含氢硅油的氢含量为1.5%。
实施例二
一种高抗撕硅橡胶，其原料包括：甲基乙烯基生胶100份、气相白炭黑30份、乙烯基硅油4份、含氢硅油3份、羟基硅油0.5份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5份、脱模助剂硬脂酸钙0.1份。其中，乙烯基硅油的乙烯基含量为5%；含氢硅油的氢含量为0.5%。
实施例三
一种高抗撕硅橡胶，其原料包括：甲基乙烯基生胶100份、白炭黑60份、乙烯基硅油6份、羟基硅油2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、脱模助剂硬脂酸钡0.4份。其中，乙烯基硅油的乙烯基含量为10％。
实施例四
一种高抗撕硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甲基乙烯基生胶100份、羟基硅油1份、乙烯基三甲氧基硅烷0.8份、脱模助剂脂酸锌0.3份投入真空捏合机中，捏合10分钟；
（2）分5批加入经过表面处理的气相白炭黑40份，每次捏合成团后再加入下一批经过表面处理的气相白炭黑，待经过表面处理的气相白炭黑全部加入并捏合成团后通入蒸汽将捏合机内温度升至160℃，同时抽真空至-0.05MPa，保温保压2小时，制得硅胶团；在此步骤中，升温抽真空的目的是为了使经过表面处理的气相白炭黑与原料充分反应，均匀地分散在甲基乙烯基生胶中，同时除去胶料内的低分子物质与水分，以提高硅橡胶成品的撕裂强度；
（3）将步骤（2）得到的硅胶团放在室温下自然冷却至80℃，分5批加入氢含量为0.5%的含氢硅油5份与乙烯基含量为5%的乙烯基硅油5份，每次混合成团后再加入下一批次的含氢硅油与乙烯基硅油；由于含氢硅油具有易挥发性，且硅胶团在捏合的过程中温度过高容易产生火花，因此应注意控制捏合温度不要超过80℃，捏合30分钟后出料并包装，得到高抗撕硅橡胶。
为更好地说明本发明实施例所制得的高抗撕硅橡胶的优良特征，本发明还测试了所述高抗撕硅橡胶的物理性能，测试结果表明，本发明所述的高抗撕硅橡胶硬度为55度（邵氏A），伸率为750%，扯断拉伸强度达10MPa，撕裂强度达4.9×104N/m。
实施例五
一种高抗撕硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甲基乙烯基生胶100份、羟基硅油0.5份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5份、脱模助剂硬脂酸钙0.1份投入真空捏合机中，捏合5分钟；
（2）分3批加入气相白炭黑30份，每次捏合成团后再加入下一批气相白炭黑，待气相白炭黑全部加入并捏合成团后通过机器摩擦升温将捏合机内温度升至150℃，同时抽真空至-0.07MPa，保温保压1小时，制得硅胶团；在此步骤中，升温抽真空的目的是为了使气相白炭黑与原料充分反应，均匀地分散在甲基乙烯基生胶中，同时除去胶料内的低分子物质与水分，以提高硅橡胶成品的撕裂强度；
（3）将步骤（2）得到的硅胶团放在室温下自然冷却至60℃，分3批加入乙烯基含量为5%的乙烯基硅油4份与氢含量为0.5%的含氢硅油3份，每次混合成团后再加入下一批次的乙烯基硅油与含氢硅油，注意控制捏合温度不要超过60℃，捏合30分钟后出料并包装，得到高抗撕硅橡胶。
实施例六
一种高抗撕硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甲基乙烯基生胶100份、羟基硅油2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、脱模助剂硬脂酸钙0.4份投入真空捏合机中，捏合15分钟；
（2）分5批加入白炭黑30份，每次捏合成团后再加入下一批白炭黑，待白炭黑全部加入并捏合成团后通入蒸汽将捏合机内温度升至150℃，同时抽真空至-0.06MPa，保温保压1小时，制得硅胶团；在此步骤中，升温抽真空的目的是为了使白炭黑与原料充分反应，均匀地分散在甲基乙烯基生胶中，同时除去胶料内的低分子物质与水分，以提高硅橡胶成品的撕裂强度；
（3）将步骤（2）得到的硅胶团放在室温下自然冷却至60℃，分3批加入乙烯基含量为10%的乙烯基硅油6份，每次混合成团后再加入下一批次的乙烯基硅油，注意控制捏合温度不要超过60℃，捏合60分钟后出料并包装，得到高抗撕硅橡胶。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高抗撕硅橡胶，其特征在于，所述高抗撕硅橡胶的原料包括：甲基乙烯基生胶100份、白炭黑30-60份、乙烯基硅油4-6份、羟基硅油0.5-2份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5-1份、脱模助剂0.1-0.4份。
2.根据权利要求1所述的一种高抗撕硅橡胶，其特征在于，所述高抗撕硅橡胶的原料还包括：含氢硅油3-7份。
3.根据权利要求2所述一种高抗撕硅橡胶，其特征在于，所述含氢硅油，氢含量为0.5%-3%。
4.根据权利要求1所述的一种高抗撕硅橡胶，其特征在于，所述乙烯基硅油，乙烯基的含量为5%-10%。
5.根据权利要求1所述一种高抗撕硅橡胶，其特征在于，所述白炭黑为气相白炭黑。
6.一种高抗撕硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将甲基乙烯基生胶100份、羟基硅油0.5-2份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5-1份、脱模助剂0.1-0.4份投入捏合机中进行捏合；
（2）分3～5批加入白炭黑30-60份，混合成团后升温并抽真空；
（3）冷却至60-80℃后分3～5批加入乙烯基硅油4-6份，混合成团后出料包装，得到高抗撕硅橡胶。
7.根据权利要求6所述的高抗撕硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中加入乙烯基硅油的同时，还加入了含氢硅油3-7份。
8.根据权利要求7所述的高抗撕硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述含氢硅油，氢含量为0.5%-3%。
9.根据权利要求6所述的高抗撕硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的白炭黑为气相白炭黑。
10.根据权利要求6所述的高抗撕硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的乙烯基硅油，乙烯基的含量为5%-10%。
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| CN103665885B (zh) | 2016-04-27 |
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