CN105331113A - 一种抗静电阻燃硅橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗静电阻燃硅橡胶，所述硅橡胶主要由以下重量份的组份组成：二苯醚亚苯基硅橡胶30~55份、对亚苯基硅橡胶20~36份、异丁基三乙氧基硅烷6~12份、石蜡油4~8份、氧化铍3~8份、氧化钌2~6份、纳米氯化锌6~13份、氯丙醇5~11份、玻璃粉2~9份、硅藻土1~5份、二氨基二苯基甲烷6~11份、二辛基锡4~10份、碳酸镁钙5~9份和交联剂0.3~2份。本发明还公开了上述硅橡胶的制备方法。测试结果显示，本发明所制备的硅橡胶材料具有良好的阻燃和抗静电性，此外，测试结果显示该硅橡胶材料的拉伸强度高于2.5MPa，撕裂强度高于28KN/m，也表现出较佳的机械性能，可满足实际应用需求。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料领域，尤其涉及一种抗静电阻燃硅橡胶及其制备方法。
背景技术
硅橡胶是一种特殊的合成橡胶，是以Si-O-Si为主链的高分子弹性体。由于硅橡胶分子呈螺旋状结构，与天然橡胶以及其它合成橡胶相比，其具有更好的耐高低温、电气绝缘性、耐老化、耐紫外、化学惰性以及脱模性好，可广泛应用于电子电器、机械、医疗卫生、航空航天等领域。然而，传统的硅橡胶的阻燃性差，同时也容易集聚静电，为日常使用安全带来一些不便，也在一定程度上限制了其应用。
发明内容
要解决的技术问题是：为了解决硅橡胶材料的上述技术问题的至少一种，提供一种抗静电阻燃硅橡胶及其制备方法。
技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种抗静电阻燃硅橡胶，所述硅橡胶主要由以下重量份的组份组成：
二苯醚亚苯基硅橡胶30~55份、对亚苯基硅橡胶20~36份、异丁基三乙氧基硅烷6~12份、石蜡油4~8份、氧化铍3~8份、氧化钌2~6份、纳米氯化锌6~13份、氯丙醇5~11份、玻璃粉2~9份、硅藻土1~5份、二氨基二苯基甲烷6~11份、二辛基锡4~10份、碳酸镁钙5~9份和交联剂0.3~2份。
优选的，所述交联剂为过氧化二异丙苯或甲基三丙酮肟基硅烷。
优选的，所述硅橡胶主要由以下重量份的组份组成：
二苯醚亚苯基硅橡胶46份、对亚苯基硅橡胶31份、异丁基三乙氧基硅烷8份、石蜡油7份、氧化铍6份、氧化钌4份、纳米氯化锌10份、氯丙醇9份、玻璃粉6份、硅藻土2份、二氨基二苯基甲烷8份、二辛基锡9份、碳酸镁钙6份和交联剂1份。
上述所述的一种抗静电阻燃硅橡胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）将二苯醚亚苯基硅橡胶、对亚苯基硅橡胶以及石蜡油加入到捏合机中，在120~160℃下捏合8~20min；
（2）然后加入异丁基三乙氧基硅烷、二氨基二苯基甲烷、偶联剂、纳米氯化锌、玻璃粉和硅藻土继续捏合10~15min；
（3）再继续加入经球磨的氧化铍、氧化钌和碳酸镁钙后，在180~200℃下捏合15~30min；
（4）将上述胶料转移至密炼机中，加入二辛基锡、交联剂和氯丙醇，保持温度为180~200℃下混炼15~30min，出料，冷却至室温即得所需硅橡胶。
优选的，所述步骤（3）中球磨料粒径为400目。
优选的，所述步骤（4）中的混炼温度为180℃，混炼时间为25min。
本发明具有以下有益效果：本发明所制备的硅橡胶材料的表面电阻值大于108Ω，阻燃等级为V-0，具有良好的阻燃和抗静电性，此外，测试结果显示该硅橡胶材料的拉伸强度高于2.5MPa，撕裂强度高于28KN/m，表现出较佳的机械性能，可满足实际应用需求。测试结果表明，组成中二氨基二苯基甲烷、纳米氯化锌、碳酸镁钙和氧化钌均对阻燃和抗静电性有一定影响。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明具体实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种抗静电阻燃硅橡胶，所述硅橡胶主要由以下重量份的组份组成：
二苯醚亚苯基硅橡胶30份、对亚苯基硅橡胶20份、异丁基三乙氧基硅烷6份、石蜡油4份、氧化铍3份、氧化钌2份、纳米氯化锌6份、氯丙醇5份、玻璃粉2份、硅藻土1份、二氨基二苯基甲烷6份、二辛基锡4份、碳酸镁钙5份和交联剂0.3份。
该抗静电阻燃硅橡胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）将二苯醚亚苯基硅橡胶、对亚苯基硅橡胶以及石蜡油加入到捏合机中，在120℃下捏合8min；
（2）然后加入异丁基三乙氧基硅烷、二氨基二苯基甲烷、偶联剂、纳米氯化锌、玻璃粉和硅藻土继续捏合10min；
（3）再继续加入经球磨的氧化铍、氧化钌和碳酸镁钙后，在180℃下捏合15min；
（4）将上述胶料转移至密炼机中，加入二辛基锡、交联剂和氯丙醇，保持温度为180℃下混炼15min，出料，冷却至室温即得所需硅橡胶。
优选的，所述交联剂为过氧化二异丙苯。所述步骤（3）中球磨料粒径为400目。
实施例2
一种抗静电阻燃硅橡胶，所述硅橡胶主要由以下重量份的组份组成：
二苯醚亚苯基硅橡胶55份、对亚苯基硅橡胶36份、异丁基三乙氧基硅烷12份、石蜡油8份、氧化铍8份、氧化钌6份、纳米氯化锌13份、氯丙醇11份、玻璃粉9份、硅藻土5份、二氨基二苯基甲烷11份、二辛基锡10份、碳酸镁钙9份和交联剂2份。
该抗静电阻燃硅橡胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）将二苯醚亚苯基硅橡胶、对亚苯基硅橡胶以及石蜡油加入到捏合机中，在160℃下捏合20min；
（2）然后加入异丁基三乙氧基硅烷、二氨基二苯基甲烷、偶联剂、纳米氯化锌、玻璃粉和硅藻土继续捏合15min；
（3）再继续加入经球磨的氧化铍、氧化钌和碳酸镁钙后，在200℃下捏合30min；
（4）将上述胶料转移至密炼机中，加入二辛基锡、交联剂和氯丙醇，保持温度为200℃下混炼0min，出料，冷却至室温即得所需硅橡胶。
优选的，所述交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷。所述步骤（3）中球磨料粒径为400目。
实施例3
一种抗静电阻燃硅橡胶，所述硅橡胶主要由以下重量份的组份组成：
二苯醚亚苯基硅橡胶42份、对亚苯基硅橡胶28份、异丁基三乙氧基硅烷9份、石蜡油6份、氧化铍5份、氧化钌4份、纳米氯化锌10份、氯丙醇8份、玻璃粉6份、硅藻土3份、二氨基二苯基甲烷8份、二辛基锡7份、碳酸镁钙7份和交联剂1份。
该抗静电阻燃硅橡胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）将二苯醚亚苯基硅橡胶、对亚苯基硅橡胶以及石蜡油加入到捏合机中，在140℃下捏合14min；
（2）然后加入异丁基三乙氧基硅烷、二氨基二苯基甲烷、偶联剂、纳米氯化锌、玻璃粉和硅藻土继续捏合12min；
（3）再继续加入经球磨的氧化铍、氧化钌和碳酸镁钙后，在190℃下捏合22min；
（4）将上述胶料转移至密炼机中，加入二辛基锡、交联剂和氯丙醇，保持温度为190℃下混炼21min，出料，冷却至室温即得所需硅橡胶。
优选的，所述交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷。所述步骤（3）中球磨料粒径为400目。
实施例4
一种抗静电阻燃硅橡胶，所述硅橡胶主要由以下重量份的组份组成：
二苯醚亚苯基硅橡胶46份、对亚苯基硅橡胶31份、异丁基三乙氧基硅烷8份、石蜡油7份、氧化铍6份、氧化钌4份、纳米氯化锌10份、氯丙醇9份、玻璃粉6份、硅藻土2份、二氨基二苯基甲烷8份、二辛基锡9份、碳酸镁钙6份和交联剂1份。
该抗静电阻燃硅橡胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）将二苯醚亚苯基硅橡胶、对亚苯基硅橡胶以及石蜡油加入到捏合机中，在150℃下捏合20min；
（2）然后加入异丁基三乙氧基硅烷、二氨基二苯基甲烷、偶联剂、纳米氯化锌、玻璃粉和硅藻土继续捏合15min；
（3）再继续加入经球磨的氧化铍、氧化钌和碳酸镁钙后，在190℃下捏合20min；
（4）将上述胶料转移至密炼机中，加入二辛基锡、交联剂和氯丙醇，保持温度为180℃下混炼25min，出料，冷却至室温即得所需硅橡胶。
优选的，所述交联剂为过氧化二异丙苯。所述步骤（3）中球磨料粒径为400目。
实施例5
一种抗静电阻燃硅橡胶，所述硅橡胶主要由以下重量份的组份组成：
二苯醚亚苯基硅橡胶42份、对亚苯基硅橡胶30份、异丁基三乙氧基硅烷11份、石蜡油6份、氧化铍5份、氧化钌4份、纳米氯化锌9份、氯丙醇8份、玻璃粉6份、硅藻土3份、二氨基二苯基甲烷9份、二辛基锡8份、碳酸镁钙7份和交联剂1.2份。
该抗静电阻燃硅橡胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）将二苯醚亚苯基硅橡胶、对亚苯基硅橡胶以及石蜡油加入到捏合机中，在150℃下捏合15min；
（2）然后加入异丁基三乙氧基硅烷、二氨基二苯基甲烷、偶联剂、纳米氯化锌、玻璃粉和硅藻土继续捏合13min；
（3）再继续加入经球磨的氧化铍、氧化钌和碳酸镁钙后，在195℃下捏合25min；
（4）将上述胶料转移至密炼机中，加入二辛基锡、交联剂和氯丙醇，保持温度为0℃下混炼15min，出料，冷却至室温即得所需硅橡胶。
优选的，所述交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷。所述步骤（3）中球磨料粒径为400目。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处在于，本对比例不含二氨基二苯基甲烷和纳米氯化锌，其他组分和制备保持不变，参考实施例1的方法制备硅橡胶材料。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处在于，本对比例不含碳酸镁钙和氧化钌，其他组分和制备保持不变，参考实施例1的方法制备硅橡胶材料。
性能测试
对以上各实施例、对比例1和2所制备的硅橡胶进行如下性能测试，具体为：
表1
| 表面电阻/Ω | 阻燃性（UL94，等级） | 拉伸强度/MPa | 撕裂强度/KN/m | |
| 实施例1 | 1.2×108 | V-0 | 2.8 | 33 |
| 实施例2 | 6.3×108 | V-0 | 2.5 | 28 |
| 实施例3 | 4.5×108 | V-0 | 3.0 | 30 |
| 实施例4 | 8.3×108 | V-0 | 3.3 | 37 |
| 实施例5 | 5.7×108 | V-0 | 2.6 | 32 |
| 对比例1 | 3.5×107 | V-1 | 2.5 | 26 |
| 对比例2 | 2.9×107 | V-1 | 2.3 | 28 |
由表1可知，实施例1~5所制备的硅橡胶材料的表面电阻值大于108Ω，阻燃等级为V-0，具有良好的阻燃和抗静电性，此外，测试结果显示该硅橡胶材料的拉伸强度高于2.5MPa，撕裂强度高于28KN/m，表现出较佳的机械性能。而两个对比例中，由于各自分别缺少二氨基二苯基甲烷和纳米氯化锌，以及碳酸镁钙和氧化钌，其阻燃和抗静电性均下降，表明组成中二氨基二苯基甲烷、纳米氯化锌、碳酸镁钙和氧化钌均对阻燃和抗静电性有一定影响。由表1可知，实施例4为本发明的最佳实施例。
Claims (7)
1.一种抗静电阻燃硅橡胶，其特征在于，所述硅橡胶主要由以下重量份的组份组成：
二苯醚亚苯基硅橡胶30~55份、对亚苯基硅橡胶20~36份、异丁基三乙氧基硅烷6~12份、石蜡油4~8份、氧化铍3~8份、氧化钌2~6份、纳米氯化锌6~13份、氯丙醇5~11份、玻璃粉2~9份、硅藻土1~5份、二氨基二苯基甲烷6~11份、二辛基锡4~10份、碳酸镁钙5~9份和交联剂0.3~2份。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃硅橡胶，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯或甲基三丙酮肟基硅烷。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗静电阻燃硅橡胶，其特征在于，所述硅橡胶主要由以下重量份的组份组成：
二苯醚亚苯基硅橡胶46份、对亚苯基硅橡胶31份、异丁基三乙氧基硅烷8份、石蜡油7份、氧化铍6份、氧化钌4份、纳米氯化锌10份、氯丙醇9份、玻璃粉6份、硅藻土2份、二氨基二苯基甲烷8份、二辛基锡9份、碳酸镁钙6份和交联剂1份。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种抗静电阻燃硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将二苯醚亚苯基硅橡胶、对亚苯基硅橡胶以及石蜡油加入到捏合机中，在120~160℃下捏合8~20min；
（2）然后加入异丁基三乙氧基硅烷、二氨基二苯基甲烷、偶联剂、纳米氯化锌、玻璃粉和硅藻土继续捏合10~15min；
（3）再继续加入经球磨的氧化铍、氧化钌和碳酸镁钙后，在180~200℃下捏合15~30min；
（4）将上述胶料转移至密炼机中，加入二辛基锡、交联剂和氯丙醇，保持温度为180~200℃下混炼15~30min，出料，冷却至室温即得所需硅橡胶。
5.根据权利要求4所述的一种抗静电阻燃硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的捏合温度为150℃，捏合时间为18min。
6.根据权利要求4所述的一种抗静电阻燃硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中球磨料粒径为400目。
7.根据权利要求4所述的一种抗静电阻燃硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的混炼温度为180℃，混炼时间为25min。
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