CN105001643A - 一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料的制备方法 - Google Patents

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杨瑞楼
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焦士六
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周芬
余向东
张建华
王菲
孙丽娜
王晓倩
喻尧
赵劲松
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一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料的制备方法，首先将原材料按硅橡胶生胶、白炭黑、结构控制剂、耐热添加剂、补强剂、硫化剂和着色剂的顺序加入并进行混炼；混炼结束后，将胶料存放24h-48h，再进行真空混炼，最后将所得的胶料置于挤出机料舱内，进行真空挤出得到该材料。通过该方法制备得到的材料内部无空气缺陷，材料密度的精度可提高至1.59~1.60g/cm3，彻底消除了气孔的不利影响；厚度偏差进一步缩小，通过其制备的硅橡胶气囊的型面质量稳定。

Description

一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料的制备方法
技术领域  
本发明属于发动机绝热层制备技术领域，具体涉及一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料的制备方法。
背景技术  
硅橡胶材料是目前应用最广泛的特种橡胶材料，因其耐高温、耐腐蚀的特性，普遍应用于高温环境和有机溶剂介质环境的密封结构件，具有高低温性能好，耐溶剂侵蚀，抗热氧老化性高的优点。传统的硅橡胶材料制备方法是开炼机混炼工艺，即在开炼机中加入生胶、补强填料、硫化剂（或先不加）及其它助剂，经混炼即成混炼胶，然后按所需的厚度要求调整开炼机两个辊筒之间的距离，碾片包辊后从辊筒上剥离。
通过该方法制备的硅橡胶气囊材料内部存在大量的微孔，在硅橡胶气囊使用过程中容易漏气或渗气，严重影响绝热层产品的质量；而且材料的稳定性能差、在成型时其厚度精度难以保证，容易影响硅橡胶气囊使用时施压的均匀性。
发明内容  
本发明提供一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料的制备方法，解决现有制备方法中硅橡胶气囊材料存在大量微孔、性能稳定性差以及生片厚度精度下降等问题，以确保提高硅橡胶气囊材料的质量水平。
    为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料的制备方法，具体步骤为：
1）采用密炼机对硅橡胶气囊材料进行混炼，先加入硅橡胶生胶，炼制1-3min，然后加入白炭黑、结构控制剂、耐热添加剂、补强剂，炼制40-60min，最后加入硫化剂和着色剂，炼制20~25min；
2）混炼结束后，将胶料在密炼机内存放24h-48h，然后进行真空混炼，炼制时间20-30min，温度≤40℃；
3）将步骤2）中所得的胶料置于挤出机料舱内，进行真空挤出，挤出次数为4~5次，得到该材料。
进一步的，步骤2）中的真空混炼时，控制密炼机内真空度≤2.67KPa。
进一步的，步骤3）中真空挤出时，挤出机内的真空度≤1.33KPa。
进一步的，步骤3）中挤出前对挤出机进行升温至50℃~60℃，并保温30~60min。
进一步的，步骤1）中硅橡胶生胶的炼制温度为50~70℃。
优化的方案中，步骤1）中加入白炭黑、结构控制剂、耐热添加剂、补强剂后的炼制温度为50~60℃。优化的方案中，步骤1）中加入硫化剂和着色剂后的炼制温度为40~50℃。控制温度，可以防止由于过热产生焦烧，同时有利于在加热状态下混合均匀。
优化的方案中，制备中结构控制剂为羟基硅油，耐热添加剂为二氧化钛和/或氧化铈，补强剂为多乙烯基硅油，硫化剂为2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷，着色剂为氧化铁红。
优化的方案中，所述硅橡胶生胶、白炭黑、结构控制剂、耐热添加剂、补强剂、硫化剂和着色剂按重量比依次为：100:30~60:1~5：0~10:0~10:0.5~1：2~5。
发明人通过分析，在制备过程中增加真空炼制的过程，可以进一步提高炼制效率与质量，提高组份的均匀度和组分之间的结合度，减少材料中微孔的存在，同时采用挤出工艺，可以进一步排除微孔的存在。通过存放24h-48h，可以促进组份之间的融合，尤其是确保小分子组份的迁移，提高其均匀性。通过该方法制备出的胶料性能稳定，满足气囊制造技术要求，材料内部无微孔缺陷。同时材料密度的精度控制也可进一步提高，由原来的1.51~1.57g/cm3提高至 1.59~1.60g/cm3，彻底消除了气孔的不利影响。另外，通过以上方法得到材料致密性好，生片厚度偏差由原方法的小于±0.8mm降低至小于±0.05mm，保证了气囊的型面质量稳定性。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：
某配方的硅橡胶生胶、白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油、2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红按重量比依次为：100:40:5:10: 10:0.7:5。
其制备方法，具体步骤为：
1）采用密炼机对硅橡胶气囊材料进行混炼，先加入硅橡胶生胶，炼制1min，然后加入白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油，炼制40min，最后加入2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷和氧化铁红，炼制20min；
2）混炼结束后，将胶料存放24h，然后进行真空混炼，炼制时间20min，温度≤40℃；
3）将步骤2）中所得的胶料置于挤出机料舱内，进行真空挤出，挤出次数为4次，得到该材料。
通过该方法制备出的胶料性能稳定，满足气囊制造技术要求，材料内部无微孔缺陷。同时材料密度的精度控制也可进一步提高，由原来的1.51~1.57g/cm3提高至 1.59~1.60g/cm3，彻底消除了气孔的不利影响。另外，通过以上方法得到材料致密性好，生片厚度偏差由原方法的小于±0.8mm降低至小于±0.05mm，保证了气囊的型面质量稳定性。
实施例2：
某配方的硅橡胶生胶、白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油、2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红按重量比依次为：100:40:5:10: 10:0.7:5。
其制备方法，具体步骤为：
1）采用密炼机对硅橡胶气囊材料进行混炼，先加入硅橡胶生胶，炼制3min，然后加入白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油，炼制60min，最后加入2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷和氧化铁红，炼制25min；
2）混炼结束后，将胶料在密炼机内存放48h，然后进行真空混炼，炼制时间30min，温度≤40℃；
3）将步骤2）中所得的胶料置于挤出机料舱内，进行真空挤出，挤出次数为5次，得到该材料。
通过该方法制备出的胶料性能稳定，满足气囊制造技术要求，材料内部无微孔缺陷。同时材料密度的精度控制也可进一步提高，由原来的1.51~1.57g/cm3提高至 1.59~1.60g/cm3，彻底消除了气孔的不利影响。另外，通过以上方法得到材料致密性好，生片厚度偏差由原方法的小于±0.8mm降低至小于±0.05mm，保证了气囊的型面质量稳定性。
实施例3：
某配方的硅橡胶生胶、白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油、2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红按重量比依次为：100:40:5:10: 10:0.7:5。
其制备方法，具体步骤为：
1）采用密炼机对硅橡胶气囊材料进行混炼，先加入硅橡胶生胶，炼制1min，炼制温度为50℃，然后加入白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油，炼制40min，炼制温度为50℃，最后加入2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红，炼制20min，炼制温度为40℃；
2）混炼结束后，将胶料存放24h，然后进行真空混炼，炼制时间20min，温度≤40℃，控制密炼机内真空度≤2.67KPa。
3）将步骤2）中所得的胶料置于挤出机料舱内，进行真空挤出，挤出次数为4次，得到该材料，挤出前对挤出机进行升温至50℃，并保温30min，挤出机内的真空度≤1.33KPa。
通过该方法制备出的胶料性能稳定，满足气囊制造技术要求，材料内部无微孔缺陷。同时材料密度的精度控制也可进一步提高，由原来的1.51~1.57g/cm3提高至 1.59~1.60g/cm3，彻底消除了气孔的不利影响。另外，通过以上方法得到材料致密性好，生片厚度偏差由原方法的小于±0.8mm降低至小于±0.05mm，保证了气囊的型面质量稳定性。
实施例4：
某配方的硅橡胶生胶、白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油、2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红按重量比依次为：100:40:5:10: 10:0.7:5。
其制备方法，具体步骤为：
1）采用密炼机对硅橡胶气囊材料进行混炼，先加入硅橡胶生胶，炼制3min，炼制温度为70℃，然后加入白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油，炼制60min，炼制温度为60℃，最后加入2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红，炼制25min，炼制温度为50℃；
2）混炼结束后，将胶料存放48h，然后进行真空混炼，炼制时间30min，温度≤40℃，控制密炼机内真空度≤2.67KPa。
3）将步骤2）中所得的胶料置于挤出机料舱内，进行真空挤出，挤出次数为5次，得到该材料，挤出前对挤出机进行升温至60℃，并保温60min，挤出机内的真空度≤1.33KPa。
通过该方法制备出的胶料性能稳定，满足气囊制造技术要求，材料内部无微孔缺陷。同时材料密度的精度控制也可进一步提高，由原来的1.51~1.57g/cm3提高至 1.59~1.60g/cm3，彻底消除了气孔的不利影响。另外，通过以上方法得到材料致密性好，生片厚度偏差由原方法的小于±0.8mm降低至小于±0.05mm，保证了气囊的型面质量稳定性。
实施例5：
某配方的硅橡胶生胶、白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油、2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红按重量比依次为：100:40:5:10: 10:0.7:5。
其制备方法，具体步骤为：
1）采用密炼机对硅橡胶气囊材料进行混炼，先加入硅橡胶生胶，炼制2min，炼制温度为65℃，然后加入白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油，炼制50min，炼制温度为55℃，最后加入2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红，炼制20min，炼制温度为45℃；
2）混炼结束后，将胶料存放36h（密炼机内），然后进行真空混炼，炼制时间25min，温度≤40℃，控制密炼机内真空度≤2.67KPa。
3）将步骤2）中所得的胶料置于挤出机料舱内，进行真空挤出，挤出次数为4次，得到该材料，挤出前对挤出机进行升温至55℃，并保温45min，挤出机内的真空度≤1.33KPa。
通过该方法制备出的胶料性能稳定，满足气囊制造技术要求，材料内部无微孔缺陷。同时材料密度的精度控制也可进一步提高，由原来的1.51~1.57g/cm3提高至 1.59~1.60g/cm3，彻底消除了气孔的不利影响。另外，通过以上方法得到材料致密性好，生片厚度偏差由原方法的小于±0.8mm降低至小于±0.05mm，保证了气囊的型面质量稳定性。
实施例6：
某配方的硅橡胶生胶、白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油、2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红按重量比依次为：100:30:5:10: 10:1:2。
其制备方法，具体步骤为：
1）采用密炼机对硅橡胶气囊材料进行混炼，先加入硅橡胶生胶，炼制3min，炼制温度为70℃，然后加入白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油，炼制60min，炼制温度为60℃，最后加入2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红，炼制25min，炼制温度为50℃；
2）混炼结束后，将胶料存放48h（密炼机内），然后进行真空混炼，炼制时间30min，温度≤40℃，控制密炼机内真空度≤2.67KPa。
3）将步骤2）中所得的胶料置于挤出机料舱内，进行真空挤出，挤出次数为5次，得到该材料，挤出前对挤出机进行升温至60℃，并保温60min，挤出机内的真空度≤1.33KPa。
通过该方法制备出的胶料性能稳定，满足气囊制造技术要求，材料内部无微孔缺陷。同时材料密度的精度控制也可进一步提高，由原来的1.51~1.57g/cm3提高至 1.59~1.60g/cm3，彻底消除了气孔的不利影响。另外，通过以上方法得到材料致密性好，生片厚度偏差由原方法的小于±0.8mm降低至小于±0.05mm，保证了气囊的型面质量稳定性。
实施例7：
某配方的硅橡胶生胶、白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油、2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红按重量比依次为：100:30:5:10: 10:1:2。
其制备方法，具体步骤为：
1）采用密炼机对硅橡胶气囊材料进行混炼，先加入硅橡胶生胶，炼制1min，炼制温度为50℃，然后加入白炭黑、羟基硅油、二氧化钛、多乙烯基硅油，炼制40min，炼制温度为50℃，最后加入2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、氧化铁红，炼制20min，炼制温度为40℃；
2）混炼结束后，将胶料存放24h（密炼机内），然后进行真空混炼，炼制时间20min，温度≤40℃，控制密炼机内真空度≤2.67KPa。
3）将步骤2）中所得的胶料置于挤出机料舱内，进行真空挤出，挤出次数为4次，得到该材料，挤出前对挤出机进行升温至50℃，并保温30min，挤出机内的真空度≤1.33KPa。
通过该方法制备出的胶料性能稳定，满足气囊制造技术要求，材料内部无微孔缺陷。同时材料密度的精度控制也可进一步提高，由原来的1.51~1.57g/cm3提高至 1.59~1.60g/cm3，彻底消除了气孔的不利影响。另外，通过以上方法得到材料致密性好，生片厚度偏差由原方法的小于±0.8mm降低至小于±0.05mm，保证了气囊的型面质量稳定性。

Claims (9)

1.   一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
1）采用密炼机对硅橡胶气囊材料进行混炼，先加入硅橡胶生胶，炼制1-3min，然后加入白炭黑、结构控制剂、耐热添加剂、补强剂，炼制40-60min，最后加入硫化剂和着色剂，炼制20~25min；
2）混炼结束后，将胶料在密炼机内存放24h-48h，然后进行真空混炼，炼制时间20-30min，温度≤40℃；
3）将步骤2）中所得的胶料置于挤出机料舱内，进行真空挤出，挤出次数为4~5次，得到该材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2）中的真空混炼时，控制密炼机内真空度≤2.67KPa。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3）中真空挤出时，挤出机内的真空度≤1.33KPa。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3）中挤出前对挤出机进行升温至50℃~60℃，并保温30~60min。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于：步骤1）中硅橡胶生胶的炼制温度为50~70℃。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于：步骤1）中加入白炭黑、结构控制剂、耐热添加剂、补强剂后的炼制温度为50~60℃。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于：步骤1）中加入硫化剂和着色剂后的炼制温度为40~50℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：制备中结构控制剂为羟基硅油，耐热添加剂为二氧化钛和/或氧化铈，补强剂为多乙烯基硅油，硫化剂为2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷，着色剂为氧化铁红。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述硅橡胶生胶、白炭黑、结构控制剂、耐热添加剂、补强剂、硫化剂和着色剂按重量比依次为：100:30~60:1~5：0~10:0~10:0.5~1：2~5。
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