CN106280477A - 一种阻燃高强度纳米硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃高强度纳米硅橡胶及其制备方法，原料为：硅橡胶、纳米二氧化钛、聚酰胺醚、氢氧化镁、TPE、液体石蜡、三氧化二锑、1‑苄基‑2‑甲基咪唑、氧化镍和邻苯二甲酸酐；耐油性能好、耐腐蚀，成本低，弯曲强度95‑115MPa，氧指数40‑50%；拉伸强度45‑65MPa，维卡软化点155‑175℃，耐磨性和弹性优良，弹性模量13‑15MPa；邵氏硬度110‑120，原料资源丰富，冲击强度50‑70J/m；断裂伸长率40‑60%，可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化。

Description

一种阻燃高强度纳米硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种阻燃高强度纳米硅橡胶及其制备方法。

背景技术

硅橡胶的生产厂家一般拥有数十个乃至上百个品种牌号，多是按照商品特性和用途编号，也有按照硫化方式和化学结构进行分类的。按照硫化温度，硅橡胶可分为高温硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶。从包装形式上则可以分为单组分、双组分室温硫化硅橡胶。按照聚合度，硅橡胶还可以分为混炼型硅橡胶和液体硅橡胶。

2006年，中国橡胶工业协会六届三次理事会讨论通过并发布《中国橡胶工业“十一五”科学发展规划意见》及橡胶行业“十一五”实施名牌战略规划意见。这是首次由协会组织制订的行业规划。规划表明，橡胶工业“十一五”期间要走自主创新之路，全行业要切实转入科学发展的轨道，使中国成为世界橡胶工业的强国。

中国橡胶行业的发展前景广阔。到2010年，中国硅橡胶总消耗量将达到230万吨，橡胶工业的产品结构将有较大变化，新型产品、更新换代产品增多、新材料、新工艺应用扩大，生产技术有明显进步。

2011年，橡胶等原材料价格出现巨幅波动，天然橡胶一季度创下43500元/吨的历史最高纪录，合成橡胶二、三季度发力上攻，涨幅达10000 元/吨，之后均出现大幅下跌。受橡胶价格剧烈波动影响，轮胎等主要橡胶制品企业首当其冲，生产经营成本难以控制，库存风险加大，利润空间压缩至2%-5%，行业面临严峻挑战。

硅橡胶由硅、氧原子形成主链，侧链为含碳基团，用量最大是侧链为乙烯的硅橡胶。既耐热，又耐寒，使用温度在100-300℃之间，它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以用良好的绝缘性。缺点是强度低，抗撕裂性能差，耐磨性能也差。硅橡胶主要用于航空工业、电气工业、食品工业及医疗工业等方面。

硅橡胶分热硫化型（高温硫化硅胶HTV）、室温硫化型（RTV），其中室温硫化型又分缩聚反应型和加成反应型。高温硅橡胶主要用于制造各种硅橡胶制品，而室温硅橡胶则主要是作为粘接剂、灌封材料或模具使用。热硫化型用量最大，热硫化型又分甲基硅橡胶（MQ）、甲基乙烯基硅橡胶（VMQ，用量及产品牌号最多）、甲基乙烯基苯基硅橡胶PVMQ（耐低温、耐辐射），其他还有睛硅橡胶、氟硅橡胶等。

工业部门所需要的大大小小的橡胶制品那就更多了，品种多，用途广，有的还有特殊要求。主要的制品有胶带、胶管、密封垫圈、胶辊、胶板、橡胶衬里及劳动保护用品。在矿山、煤炭、冶金等工业方面应用胶带来运输成品，各地都在不断出现，为了大型生产的霄要，还生产出钢丝绳芯运输带和合成纤维运输带。矿用磨机橡胶衬里，以锻胶代替锰钢，使用寿命提高了二至四倍，还减小了噪音，这一产品已在世界范围内推广。

发明内容

本发明提供一种热变形温度高、拉伸强度高、氧指数高和伸长率高的阻燃高强度纳米硅橡胶及其制备方法，解决现有橡胶材料热变形温度低和氧指数低等技术问题。

本发明采用以下技术方案：一种阻燃高强度纳米硅橡胶，其原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化钛5-15份，聚酰胺醚20-30份，氢氧化镁5-15份，TPE10-30份，液体石蜡为0.6-1份，三氧化二锑5-25份，1-苄基-2-甲基咪唑1-5份，氧化镍8-12份，邻苯二甲酸酐10-50份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述阻燃高强度纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化钛5份，聚酰胺醚20份，氢氧化镁5份，TPE10份，液体石蜡为0.6份，三氧化二锑5份，1-苄基-2-甲基咪唑1份，氧化镍8份，邻苯二甲酸酐10份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述阻燃高强度纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化钛15份，聚酰胺醚30份，氢氧化镁15份，TPE30份，液体石蜡为1份，三氧化二锑25份，1-苄基-2-甲基咪唑5份，氧化镍12份，邻苯二甲酸酐50份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述阻燃高强度纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化钛10份，聚酰胺醚25份，氢氧化镁10份，TPE20份，液体石蜡为0.8份，三氧化二锑15份，1-苄基-2-甲基咪唑3份，氧化镍10份，邻苯二甲酸酐30份。

一种制备所述的阻燃高强度纳米硅橡胶的方法，步骤为：

第一步：按照质量份数配比称取硅橡胶、纳米二氧化钛、聚酰胺醚、氢氧化镁、TPE、液体石蜡、三氧化二锑、1-苄基-2-甲基咪唑、氧化镍和邻苯二甲酸酐；

第二步：将硅橡胶投入高速混合机中，升温至110-120℃，加入剩余原料，升温至140-150℃，混合速度900-1000r/min，混合40-50min；

第三步：混合后的原料加入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，温度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺杆转速130-140r/min。

有益效果

本发明所述一种阻燃高强度纳米硅橡胶及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、耐油性能好、耐腐蚀，成本低，弯曲强度95-115MPa，氧指数40-50%；2、拉伸强度45-65MPa，维卡软化点155-175℃，耐磨性和弹性优良，弹性模量13-15MPa；3、邵氏硬度110-120，原料资源丰富，冲击强度50-70J/m；4、断裂伸长率40-60%，可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化，符合环保要求，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

以下结合实例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

实施例1：

第一步：按照质量份数配比称取硅橡胶100份，纳米二氧化钛5份，聚酰胺醚20份，氢氧化镁5份，TPE10份，液体石蜡为0.6份，三氧化二锑5份，1-苄基-2-甲基咪唑1份，氧化镍8份，邻苯二甲酸酐10份。

第二步：将硅橡胶投入高速混合机中，升温至110℃，加入剩余原料，升温至140℃，混合速度900r/min，混合40min。

第三步：混合后的原料加入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，温度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺杆转速130r/min。

耐油性能好、耐腐蚀，成本低，弯曲强度95MPa，氧指数40%；拉伸强度45MPa，维卡软化点155℃，耐磨性和弹性优良，弹性模量13MPa；邵氏硬度110，原料资源丰富，冲击强度50J/m；断裂伸长率40%，可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化。

实施例2：

第一步：按照质量份数配比称取硅橡胶100份，纳米二氧化钛15份，聚酰胺醚30份，氢氧化镁15份，TPE30份，液体石蜡为1份，三氧化二锑25份，1-苄基-2-甲基咪唑5份，氧化镍12份，邻苯二甲酸酐50份。

第二步：将硅橡胶投入高速混合机中，升温至120℃，加入剩余原料，升温至150℃，混合速度1000r/min，混合50min。

第三步：混合后的原料加入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，温度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺杆转速140r/min。

耐油性能好、耐腐蚀，成本低，弯曲强度105MPa，氧指数45%；拉伸强度55MPa，维卡软化点165℃，耐磨性和弹性优良，弹性模量14MPa；邵氏硬度115，原料资源丰富，冲击强度60J/m；断裂伸长率50%，可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化。

实施例3：

第一步：按照质量份数配比称取硅橡胶100份，纳米二氧化钛10份，聚酰胺醚25份，氢氧化镁10份，TPE20份，液体石蜡为0.8份，三氧化二锑15份，1-苄基-2-甲基咪唑3份，氧化镍10份，邻苯二甲酸酐30份。

第二步：将硅橡胶投入高速混合机中，升温至115℃，加入剩余原料，升温至145℃，混合速度950r/min，混合45min。

第三步：混合后的原料加入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，温度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺杆转速135r/min。

耐油性能好、耐腐蚀，成本低，弯曲强度115MPa，氧指数50%；拉伸强度65MPa，维卡软化点175℃，耐磨性和弹性优良，弹性模量15MPa；邵氏硬度120，原料资源丰富，冲击强度70J/m；断裂伸长率60%，可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化。

Claims (5)

1.一种阻燃高强度纳米硅橡胶，其特征在于，所述阻燃高强度纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化钛5-15份，聚酰胺醚20-30份，氢氧化镁5-15份，TPE10-30份，液体石蜡为0.6-1份，三氧化二锑5-25份，1-苄基-2-甲基咪唑1-5份，氧化镍8-12份，邻苯二甲酸酐10-50份。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃高强度纳米硅橡胶，其特征在于，所述阻燃高强度纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化钛5份，聚酰胺醚20份，氢氧化镁5份，TPE10份，液体石蜡为0.6份，三氧化二锑5份，1-苄基-2-甲基咪唑1份，氧化镍8份，邻苯二甲酸酐10份。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃高强度纳米硅橡胶，其特征在于，所述阻燃高强度纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化钛15份，聚酰胺醚30份，氢氧化镁15份，TPE30份，液体石蜡为1份，三氧化二锑25份，1-苄基-2-甲基咪唑5份，氧化镍12份，邻苯二甲酸酐50份。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃高强度纳米硅橡胶，其特征在于，所述阻燃高强度纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化钛10份，聚酰胺醚25份，氢氧化镁10份，TPE20份，液体石蜡为0.8份，三氧化二锑15份，1-苄基-2-甲基咪唑3份，氧化镍10份，邻苯二甲酸酐30份。

5.一种制备权利要求1所述的阻燃高强度纳米硅橡胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照质量份数配比称取硅橡胶、纳米二氧化钛、聚酰胺醚、氢氧化镁、TPE、液体石蜡、三氧化二锑、1-苄基-2-甲基咪唑、氧化镍和邻苯二甲酸酐；

第二步：将硅橡胶投入高速混合机中，升温至110-120℃，加入剩余原料，升温至140-150℃，混合速度900-1000r/min，混合40-50min；

第三步：混合后的原料加入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，温度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺杆转速130-140r/min。