CN106589964A - 高撕裂强度型高温硫化硅橡胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高撕裂强度型高温硫化硅橡胶及其制备方法和应用。该高撕裂强度型高温硫化硅橡胶的制备原料包括以下组分:无硫化剂的混炼料、多乙烯基交联助剂和硫化剂;所述无硫化剂的混炼料包括以下组分:甲基乙烯基硅橡胶生胶、填料和防结构化剂;所述多乙烯基交联助剂选自三烯丙基异氰脲酸酯、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷丙烯酸酯和三聚氰酸三烯丙酯中的至少一种。
Description
技术领域
本发明涉及硫化硅橡胶领域,特别是涉及一种高撕裂强度型高温硫化硅橡胶及其制备方法和应用。
背景技术
高温硫化硅橡胶具有良好的耐高低温性、耐候性、耐臭氧性和弹性等优异性能,能较好的满足橡胶制品对产品优异密封性和良好耐久性等高性能要求,因此具有非常广阔的应用前景,但是高温硫化硅橡胶的撕裂强度较低,这是阻碍其广泛应用的主要原因之一。高温硫化硅橡胶的硫化体系分为铂催化硫化体系、专用型过氧化物硫化体系和通用型过氧化物硫化体系,其中铂催化硫化体系和专用型过氧化物硫化体系都有专利公布了高撕裂强度硅橡胶的制备方法。中国专利CN 103562322B公布了通过铂催化硫化体系制备高撕裂强度的高温硫化硅橡胶。中国发明专利CN 104725875A公布了以专用型过氧化物(2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷)为硫化剂,制备高撕裂强度硅橡胶的方法。铂催化硫化体系和专用型过氧化物硫化体系可以较容易制备高撕裂强度硅橡胶主要原因是以上两种硫化体系只能使乙烯基交联硫化而不能使甲基交联硫化,因此可以通过调控聚硅氧烷中乙烯基的含量和乙烯基的分布而调控高温硫化硅橡胶的交联结构从而制备高撕裂强度的高温硫化硅橡胶。而通用型过氧化物硫化体系不仅能使聚硅氧烷中的乙烯基交联硫化还可以使甲基交联硫化,因此其交联结构多为分散交联,而较难形成具有高撕裂强度的集中交联。
另外,铂催化硫化体系的价格较贵,且铂催化剂容易中毒失活,目前多在生物医用、食品和照明灯等特殊应用领域使用;专用型过氧化物硫化体系的硫化温度高,且在无压力硫化条件下,其分解产物易使硅橡胶制品产生气泡,所以该硫化体系多用于模压硫化成型。通用型过氧化物硫化体系具有硫化温度低、硫化效率高和价格低等优势,能较好的满足挤出硫化成型对硫化效率和产品生产成本等的要求。目前未见以通用型过氧化物为硫化剂的体系制备出高撕裂强度的硅橡胶,因此提高通用型硫化体系硅橡胶的撕裂强度是扩大硅橡胶应用领域的关键。
发明内容
基于此,本发明提供了一种高撕裂强度型高温硫化硅橡胶。
具体技术方案如下:
一种高撕裂强度型高温硫化硅橡胶,以重量份计,其制备原料包括以下组分:
无硫化剂的混炼料 100份
多乙烯基交联助剂 0.2~5份
硫化剂 0.3~3份;
所述无硫化剂的混炼料,以重量份计,包括以下组分:
甲基乙烯基硅橡胶生胶 100份
填料 20~100份
防结构化剂 1~10份;
所述多乙烯基交联助剂选自三烯丙基异氰脲酸酯、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷丙烯酸酯和三聚氰酸三烯丙酯中的至少一种;
所述硫化剂选自过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种;
所述防结构化剂选自α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二苯基硅二醇、二甲基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、1,1,1,3,5,7,7,7,-八甲基四硅氧烷-3,5-二醇的至少一种。
在其中一些实施例中,所述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶,以重量份计,其制备原料包括以下组分:
无硫化剂的混炼料 100份
多乙烯基交联助剂 0.5~3份
硫化剂 0.3~3份;
所述无硫化剂的混炼料,以重量份计,包括以下组分:
甲基乙烯基硅橡胶生胶 100份
填料 40~60份
防结构化剂 6~10份。
在其中一些实施例中,所述多乙烯基交联助剂选自三烯丙基异氰脲酸酯、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯和三聚氰酸三烯丙酯中的至少一种。
在其中一些实施例中,所述填料选自气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、硅藻土、石英粉、高岭土、硅微粉和碳酸钙中的至少一种。
在其中一些实施例中,所述填料选自气相法白炭黑,所述气相法白炭黑的比表面积为150m2/g-400m2/g。
在其中一些实施例中,所述气相法白炭黑的比表面积为300m2/g-400m2/g。
在其中一些实施例中,所述甲基乙烯基硅橡胶生胶的分子量为50万~80万,乙烯基摩尔含量为0.08~0.3%。
在其中一些实施例中,所述甲基乙烯基硅橡胶生胶的分子量为60万~70万,乙烯基摩尔含量为0.12~0.2%。
在其中一些实施例中,所述多乙烯基交联助剂选自三烯丙基异氰脲酸酯、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯和三聚氰酸三烯丙酯中的至少一种;
所述防结构化剂选自α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二苯基硅二醇、二甲基二乙氧基硅烷和六甲基二硅氮烷中的至少一种;
所述硫化剂选自过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种;
所述填料选自气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、高岭土和硅微粉中的至少一种。
在其中一些实施例中,所述高撕裂强度型高温硫化硅橡胶,以重量份计,其制备原料包括以下组分:
无硫化剂的混炼料 100份
多乙烯基交联助剂 0.4~0.8份
硫化剂 0.3~0.7份;
所述无硫化剂的混炼料,以重量份计,包括以下组分:
甲基乙烯基硅橡胶生胶 100份
填料 40~50份
防结构化剂 7~8份;
所述多乙烯基交联助剂选自三烯丙基异氰脲酸酯或质量比为1-2:1的三聚氰酸三烯丙酯与乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物;所述防结构化剂选自α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷或质量比为1:1-1.5的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与六甲基二硅氮烷的混合物;所述填料选自气相法白炭黑,所述气相法白炭黑的比表面积为300m2/g-400m2/g。
本发明还提供了上述高撕裂强度型高温硫化硅橡胶的制备方法。
具体技术方案如下:
一种上述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶的制备方法,包括以下步骤:
将甲基乙烯基硅橡胶生胶、填料和防结构化剂加入捏合机,在室温下混炼0.5~4小时,再于50~200℃、常压条件下混炼0.5~4小时,维持温度不变,在-0.08~-0.12MPa的真空度下,再混炼0.5~4小时,冷却至室温,制得无硫化剂的混炼胶;
将所述无硫化剂混炼胶、多乙烯基交联助剂和硫化剂在双辊开炼机上进行薄通3~5次,制得含硫化剂的混炼胶;
将所述含硫化剂的混炼胶成型后先于温度为300~800℃的条件下硫化定型1-5秒,再于温度为150~300℃的条件下硫化30-90秒,制得一次硫化硅橡胶;
将一次硫化硅橡胶在150~250℃的条件下进行二次硫化,二次硫化的时间为1~20小时,即得所述高撕裂强度型高温硫化硅橡胶。
在其中一些实施例中,上述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶的制备方法,包括以下步骤:
将甲基乙烯基硅橡胶生胶、填料和防结构化剂加入捏合机,在室温下混炼1.5~2.5小时,再于170~180℃、常压条件下混炼3.5~4小时,维持温度不变,在-0.08~-0.12MPa的真空度下,再混炼1.5~2.5小时,冷却至室温,制得无硫化剂的混炼胶;
将所述无硫化剂混炼胶、多乙烯基交联助剂和硫化剂在双辊开炼机上进行薄通4~5次,制得含硫化剂的混炼胶;
将所述含硫化剂的混炼胶成型后先于温度为480~520℃的条件下硫化定型2-4秒,再于温度为270~290℃的条件下硫化40-60秒,制得一次硫化硅橡胶;
将一次硫化硅橡胶在210~230℃的条件下进行二次硫化,二次硫化的时间为1~3小时,即得所述高撕裂强度型高温硫化硅橡胶。
本发明还提供了上述高撕裂强度型高温硫化硅橡胶的应用。
具体技术方案如下:
上述高撕裂强度型高温硫化硅橡胶在制备硅橡胶密封条中的应用。
本发明还提供了一种硅橡胶密封条。
具体技术方案如下:
一种硅橡胶密封条,由上述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶制备而成。
本发明的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶及其制备方法和应用具有以下优点和有益效果:
本发明以甲基乙烯基硅橡胶生胶为主体原料,在通用型硫化体系下,添加含多乙烯基的交联助剂,配以特定种类的防结构化剂且将各原料配比控制在一定范围内,使制备得到的高温硫化硅橡胶具有较高的抗撕裂强度。发明人发现多乙烯基的交联助剂能够改善通用型过氧化物硫化硅橡胶的交联结构,使交联结构由分散交联转向集中交联,从而能够显著提高高温硫化硅橡胶抗撕裂强度。
通用型硫化体系能较好适用于挤出热空气硫化的加工方式,但其硅橡胶制品的撕裂强度低。本发明在使用通用型硫化体系的条件下,通过添加含多乙烯基的交联助剂,制备得到的高温硫化硅橡胶满足拉伸强度≥6.5MPa,扯断伸长率≥300%,同时能大大提高撕裂强度,尤其当配以气相法白炭黑为增强填料时,能满足撕裂强度≥38KN/m,最高撕裂强度≥46KN/m,提高最终成型制品的性能,进一步提高通用型硫化体系硅橡胶的应用范围。
本发明通过螺杆挤出和热空气硫化的方式进一步将高撕裂强度型高温硫化硅橡胶制备成高撕裂强度硅橡胶密封条,能更好的满足建筑和工业等领域对密封条的高性能应用要求。
本发明高温硫化硅橡胶及其密封条具有生产工艺简单、配方成本低和生产能耗低等特点,产品的生产成本低,可广泛应用于建筑门窗、幕墙、汽车、轨道交通机车、船舶、食品和工业箱柜等应用领域。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶及其制备方法和应用做进一步详细的说明。
实施例1
在100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数:0.16%,平均分子量约:65万)中,加入8份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(黏度:30mPa.s),50份气相法白炭黑(比表面积:300m2/g),在捏合机中充分混炼2小时(室温),再在170℃,常压条件下混炼4小时;最后在170℃,真空-0.1MPa条件下混炼2小时,制得不含硫化剂的混炼胶Ⅰ,将混炼胶Ⅰ在室温下放置24小时,冷却至室温待用。
在100份混炼胶Ⅰ中加入0.5份三烯丙基异氰脲酸酯,在150℃条件下混炼1小时,制得含助剂的混炼胶Ⅱ,将混炼胶Ⅱ冷却至室温待用。在混炼胶Ⅱ中加入0.5份硫化剂过氧化二(2,4-二氯苯甲酰),在双辊开炼机上混炼薄通5次,制得含硫化剂的混炼胶Ⅲ。
将含硫化剂的混炼胶Ⅲ喂入滤胶机制得直径为4厘米的混炼胶胶料,将含硫化剂的混炼胶胶料喂入挤出机,通过特定口模(口模尺寸:2mm×60mm)挤出胶条,将挤出的胶条先通过一段温度为600℃的超高温硫化定型烘道进行硫化定型,牵引速度为15m/min,烘道长度为0.8米,再通过一段温度为250℃的硫化烘道进行硫化,牵引速度为15m/min,烘道长度为12米,制得一次硫化的硫化硅橡胶胶条。
将一次硫化的硫化硅橡胶胶条放入温度为220℃的烘箱中进行二次硫化,二次硫化的时间为1小时,制得成品高撕裂强度型高温硫化硅橡胶密封条Ⅰ。待密封条Ⅰ冷却,并完成时效处理后进行相关性能检测,结果列于表1。
实施例2
在100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数:0.08%,平均分子量约:80万)中,加入6份二苯基硅二醇,55份气相法白炭黑(比表面积:150m2/g),在捏合机中充分混炼2小时(室温),再在180℃,常压条件下混炼4小时;最后在180℃,真空-0.1MPa条件下混炼2小时,制得不含硫化剂的混炼胶Ⅳ,将混炼胶Ⅳ在室温下放置24小时,冷却至室温待用。
在100份混炼胶Ⅳ中加入3份四甲基四乙烯基环四硅氧烷和3份硫化剂过氧化苯甲酰,在双辊开炼机上混炼薄通5次,制得含硫化剂的混炼胶Ⅴ。
将含硫化剂的混炼胶Ⅴ喂入滤胶机制得直径为4厘米的混炼胶胶料,将含硫化剂的混炼胶胶料喂入挤出机,通过特定口模(口模尺寸:2mm×60mm)挤出胶条,将挤出的胶条先通过一段温度为800℃的超高温硫化定型烘道进行硫化定型,牵引速度为15m/min,烘道长度为0.8米,再通过一段温度为300℃的硫化烘道进行硫化,牵引速度为15m/min,烘道长度为12米,制得一次硫化的硫化硅橡胶胶条。
将以上一次硫化的硫化硅橡胶胶条放入温度为150℃的烘箱中进行二次硫化,二次硫化的时间为20小时,制得成品高撕裂强度型高温硫化硅橡胶密封条Ⅱ。待密封条Ⅱ冷却,并完成时效处理后进行相关性能检测,结果列于表1。
实施例3
在100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数:0.25%,平均分子量约:50万)中,加入10份二烃基二烷氧基硅烷,40份气相法白炭黑(比表面积:300m2/g),10份沉淀法白炭黑(比表面积:150m2/g),3份硅藻土(比表面积:10m2/g)在捏合机中充分混炼2小时(室温),再在170℃,常压条件下混炼4小时;最后在170℃,真空-0.1MPa条件下混炼2小时,制得不含硫化剂的混炼胶Ⅵ,将混炼胶Ⅵ在室温下放置24小时,冷却至室温待用。
在100份混炼胶Ⅵ中加入1份乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1.5份过氧化苯甲酸叔丁酯和0.5份过氧化苯甲酰,在双辊开炼机上混炼薄通5次,制得含硫化剂的混炼胶Ⅶ。
将含硫化剂的混炼胶Ⅶ喂入滤胶机制得直径为4厘米的混炼胶胶料,将含硫化剂混炼胶胶料喂入挤出机,通过特定口模(口模尺寸:2mm×60mm)挤出胶条,将挤出的胶条先通过一段温度为300℃的超高温硫化定型烘道进行硫化定型,牵引速度为15m/min,烘道长度为0.8米,再通过一段温度为200℃的硫化烘道进行硫化,牵引速度为15m/min,烘道长度为12米,制得一次硫化的硫化硅橡胶胶条。
将一次硫化的硫化硅橡胶胶条放入温度为200℃的烘箱中进行二次硫化,二次硫化时间为4小时,制得成品高撕裂强度型高温硫化硅橡胶密封条Ⅲ。待密封条冷却,并完成时效处理后进行相关性能检测,结果列于表1。
实施例4
在100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数:0.16%,平均分子量约:65万)中,加入3份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(黏度:30mPa.s),4份六甲基二硅氮烷,45份气相法白炭黑(比表面积:380m2/g),在捏合机中充分混炼2小时(室温),再在170℃,常压条件下混炼4小时;最后在170℃,真空-0.1MPa条件下混炼2小时,制得不含硫化剂的混炼胶Ⅷ,将混炼胶Ⅷ在室温下放置24小时,冷却至室温待用。
在100份混炼胶Ⅷ中加入0.3份三聚氰酸三烯丙酯、0.2份乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和0.5份过氧化二(2,4-二氯苯甲酰),在双辊开炼机上混炼薄通5次,制得含硫化剂的混炼胶Ⅸ。
将含硫化剂的混炼胶Ⅸ喂入滤胶机制得直径为4厘米的混炼胶胶料,将含硫化剂混炼胶胶料喂入挤出机,通过特定口模(口模尺寸:2mm×60mm)挤出胶条,将挤出的胶条先通过一段温度为500℃的超高温硫化定型烘道进行硫化定型,牵引速度为15m/min,烘道长度为0.8米,再通过一段温度为280℃的硫化烘道进行硫化,牵引速度为15m/min,烘道长度为12米,制得硫化硅橡胶胶条。
将硫化硅橡胶胶条放入温度为220℃的烘箱中进行二次硫化,二次硫化时间为2小时,制得成品高撕裂强度型高温硫化硅橡胶密封条Ⅳ。待密封条冷却,并完成时效处理后进行相关性能检测,结果列于表1。
实施例5
在100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数:0.16%,平均分子量约:65万)中,加入6份二苯基硅二醇,40份气相法白炭黑(比表面积:150m2/g),5份沉淀法白炭黑(比表面积:150m2/g),3份高岭土(比表面积:5m2/g),2份硅微粉,在捏合机中充分混炼2小时(室温),再在180℃,常压条件下混炼4小时;最后在180℃,真空-0.1MPa条件下混炼2小时,制得不含硫化剂的混炼胶Ⅹ,将混炼胶Ⅹ在室温下放置24小时,冷却至室温待用。
在100份混炼胶Ⅹ中加入0.5份三烯丙基异氰脲酸酯,在150℃条件下混炼1小时,制得含助剂的混炼胶Ⅺ,将混炼胶Ⅺ冷却至室温待用。在混炼胶Ⅺ中加入0.5份季戊四醇四丙烯酸酯和0.5份硫化剂过氧化苯甲酰,在双辊开炼机上混炼薄通5次,制得含硫化剂的混炼胶Ⅻ。
将含硫化剂的混炼胶Ⅻ喂入滤胶机制得直径为4厘米的混炼胶胶料,将含硫化剂混炼胶胶料喂入挤出机,通过特定口模(口模尺寸:2mm×60mm)挤出胶条,将挤出的胶条先通过一段温度为800℃的超高温硫化定型烘道进行硫化定型,牵引速度为15m/min,烘道长度为0.8米,再通过一段温度为300℃的硫化烘道进行硫化,牵引速度为15m/min,烘道长度为12米,制得一次硫化的硫化硅橡胶胶条。
将一次硫化的硫化硅橡胶胶条放入温度为150℃的烘箱中进行二次硫化,二次硫化时间为20小时,制得成品高撕裂强度型高温硫化硅橡胶密封条Ⅴ。待密封条冷却,并完成时效处理后进行相关性能检测,结果列于表1。
实施例6
在100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数:0.16%,平均分子量约:65万)中,加入8份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(黏度:30mPa.s),50份沉淀法白炭黑(比表面积:150m2/g),在捏合机中充分混炼2小时(室温),再在170℃,常压条件下混炼4小时;最后在170℃,真空-0.1MPa条件下混炼2小时,制得不含硫化剂的混炼胶ⅩⅢ,将混炼胶ⅩⅢ在室温下放置24小时,冷却至室温待用。
在100份混炼胶ⅩⅢ中加入1份三聚氰酸三烯丙酯和0.5份过氧化二(2,4-二氯苯甲酰),在双辊开炼机上混炼薄通5次,制得含硫化剂的混炼胶ⅩⅣ。
将含硫化剂的混炼胶ⅩⅣ喂入滤胶机制得直径为4厘米的混炼胶胶料,将含硫化剂混炼胶胶料喂入挤出机,通过特定口模(口模尺寸:2mm×60mm)挤出胶条,将挤出的胶条先通过一段温度为500℃的超高温硫化定型烘道进行硫化定型,牵引速度为15m/min,烘道长度为0.8米,再通过一段温度为250℃的硫化烘道进行硫化,牵引速度为15m/min,烘道长度为12米,制得一次硫化的硫化硅橡胶胶条。
将硫化硅橡胶胶条放入温度为200℃的烘箱中进行二次硫化,二次硫化时间为3小时,制得成品高撕裂强度型高温硫化硅橡胶密封条Ⅵ。待密封条冷却,并完成时效处理后进行相关性能检测,结果列于表1。
对比例1
在100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数:0.16%,平均分子量约:65万)中,加入3份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(黏度:30mPa.s),4份六甲基二硅氮烷,45份气相法白炭黑(比表面积:380m2/g),在捏合机中充分混炼2小时(室温),再在170℃,常压条件下混炼4小时。最后在170℃,真空-0.1MPa条件下混炼2小时,制得不含硫化剂的混炼胶ⅩⅤ,将混炼胶ⅩⅤ在室温下放置24小时,冷却至室温待用。
在100份混炼胶ⅩⅤ中加入1份过氧化二(2,4-二氯苯甲酰),在双辊开炼机上混炼薄通5次,制得含硫化剂的混炼胶ⅩⅥ。
将含硫化剂的混炼胶ⅩⅥ喂入滤胶机制得直径为4厘米的混炼胶胶料,将含硫化剂混炼胶胶料喂入挤出机,通过特定口模(口模尺寸:2mm×60mm)挤出胶条,将挤出的胶条先通过一段温度为500℃的超高温硫化定型烘道,牵引速度为15m/min,烘道长度为0.8米,再通过一段温度为280℃的硫化烘道,牵引速度为15m/min,烘道长度为12米,制得一次硫化的硫化硅橡胶胶条。
将一次硫化的硫化硅橡胶胶条放入温度为220℃的烘箱中进行二次硫化,二次硫化时间为2小时,制得成品高温硫化硅橡胶密封条Ⅶ。待密封条冷却,并完成时效处理后进行相关性能检测,结果列于表1。
对比例2
在100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数:0.16%,平均分子量约:65万)中,加入8份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(黏度:30mPa.s),50份沉淀法白炭黑(比表面积:150m2/g),在捏合机中充分混炼2小时(室温),再在170℃,常压条件下混炼4小时。最后在170℃,真空-0.1MPa条件下混炼2小时,制得不含硫化剂的混炼胶ⅩⅦ,将混炼胶ⅩⅦ在室温下放置24小时,冷却至室温待用。
在100份混炼胶ⅩⅦ中加入1份过氧化二(2,4-二氯苯甲酰),在双辊开炼机上混炼薄通5次,制得含硫化剂的混炼胶ⅩⅧ。
将含硫化剂的混炼胶ⅩⅧ喂入滤胶机制得直径为4厘米的混炼胶胶料,将含硫化剂混炼胶胶料喂入挤出机,通过特定口模(口模尺寸:2mm×60mm)挤出胶条,将挤出的胶条先通过一段温度为500℃的超高温硫化定型烘道,牵引速度为15m/min,烘道长度为0.8米,再通过一段温度为250℃的硫化烘道,牵引速度为15m/min,烘道长度为12米,制得一次硫化的硫化硅橡胶胶条。
将一次硫化的硫化硅橡胶胶条放入温度为200℃的烘箱中进行二次硫化,二次硫化时间为3小时,制得成品高温硫化硅橡胶密封条Ⅷ。待密封条冷却,并完成时效处理后进行相关性能检测,结果列于表1。
实施例7
将实施例1-6以及对比例1-2制备的高温硫化硅橡胶密封条进行相关性能检测。检测方法如下:
邵氏A硬度:使用邵氏A型硬度计,按国家标准GB/T 531.1-2008检测硬度。
拉伸强度:按国家标准GB/T 528-2009中1型样条制样并检测拉伸强度。
断裂伸长率:按国家标准GB/T 528-2009中1型样条制样并检测断裂伸长率。
撕裂强度:按国家标准GB/T 529-2008中无割口直角形样条制样并检测撕裂强度。
测试结果如表1所示:实施例1-6制备的高温硫化硅橡胶密封条均有较高的撕裂强度。其中,对比例1与实施例4的区别仅仅在于没有添加多乙烯基的交联助剂,其撕裂强度远低于实施例4;对比例2与实施例6的区别也仅仅在于没有添加多乙烯基的交联助剂,其撕裂强度远低于实施例6。本发明通过添加含多乙烯基的交联助剂可以改善通用型过氧化物硫化硅橡胶的交联结构,使交联结构由分散交联转向集中交联,从而可以显著提高高温硫化硅橡胶的撕裂强度。当采用气相法白炭黑为补强填料时,所得高温硫化硅橡胶的撕裂强度比沉淀法白炭黑更高。
表1各实施例和对比例制备的高温硫化硅橡胶密封条的性能
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种高撕裂强度型高温硫化硅橡胶,其特征在于,以重量份计,其制备原料包括以下组分:
无硫化剂的混炼料 100份
多乙烯基交联助剂 0.2~5份
硫化剂 0.3~3份;
所述无硫化剂的混炼料,以重量份计,包括以下组分:
甲基乙烯基硅橡胶生胶 100份
填料 20~100份
防结构化剂 1~10份;
所述多乙烯基交联助剂选自三烯丙基异氰脲酸酯、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷丙烯酸酯和三聚氰酸三烯丙酯中的至少一种;
所述硫化剂选自过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种;
所述防结构化剂选自α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二苯基硅二醇、二甲基乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、1,1,1,3,5,7,7,7,-八甲基四硅氧烷-3,5-二醇中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶,其特征在于,以重量份计,其制备原料包括以下组分:
无硫化剂的混炼料 100份
多乙烯基交联助剂 0.5~3份
硫化剂 0.3~3份;
所述无硫化剂的混炼料,以重量份计,包括以下组分:
甲基乙烯基硅橡胶生胶 100份
填料 40~60份
防结构化剂 6~10份。
3.根据权利要求1或2所述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶,其特征在于,所述多乙烯基交联助剂选自三烯丙基异氰脲酸酯、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯和三聚氰酸三烯丙酯中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶,其特征在于,所述填料选自气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、硅藻土、石英粉、高岭土、硅微粉和碳酸钙中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶,其特征在于,所述填料选自气相法白炭黑,所述气相法白炭黑的比表面积为150m2/g-400m2/g。
6.根据权利要求1或2所述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶,其特征在于,所述甲基乙烯基硅橡胶生胶的分子量为50万~80万,乙烯基摩尔含量为0.08~0.3%。
7.根据权利要求1或2所述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶,其特征在于,以重量份计,其制备原料包括以下组分:
无硫化剂的混炼料 100份
多乙烯基交联助剂 0.4~0.8份
硫化剂 0.3~0.7份;
所述无硫化剂的混炼料,以重量份计,包括以下组分:
甲基乙烯基硅橡胶生胶 100份
填料 40~50份
防结构化剂 7~8份;
所述多乙烯基交联助剂选自三烯丙基异氰脲酸酯或质量比为1-2:1的三聚氰酸三烯丙酯与乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物;所述防结构化剂选自α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷或质量比为1:1-1.5的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与六甲基二硅氮烷的混合物;所述填料选自气相法白炭黑,所述气相法白炭黑的比表面积为300m2/g-400m2/g。
8.一种权利要求1-7任一项所述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将甲基乙烯基硅橡胶生胶、填料和防结构化剂加入捏合机,在室温下混炼0.5~4小时,再于50~200℃、常压条件下混炼0.5~4小时,维持温度不变,在-0.08~-0.12MPa的真空度下,再混炼0.5~4小时,冷却至室温,制得无硫化剂的混炼胶;
将所述无硫化剂混炼胶、多乙烯基交联助剂和硫化剂在双辊开炼机上进行薄通3~5次,制得含硫化剂的混炼胶;
将所述含硫化剂的混炼胶成型后先于温度为300~800℃的条件下硫化定型1-5秒,再于温度为150~300℃的条件下硫化30-90秒,制得一次硫化硅橡胶;
将一次硫化硅橡胶在150~250℃的条件下进行二次硫化,二次硫化的时间为1~20小时,即得所述高撕裂强度型高温硫化硅橡胶。
9.权利要求1-7任一项所述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶在制备硅橡胶密封条中的应用。
10.一种硅橡胶密封条,其特征在于,由权利要求1-7任一项所述的高撕裂强度型高温硫化硅橡胶制备而成。
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