CN107099145A - 一种苯基硅橡胶纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苯基硅橡胶纳米复合材料及其制备方法，所述的复合材料是由以下质量份数组成：苯基硅橡胶100份、改性纳米填料6‑12份、催化剂6‑12份、固化剂12‑16份、偶联剂1‑3份、碳纤维1‑5份、花生壳粉1‑3份组成，并通过第一次混合、第二次混合和固化反应得到苯基硅橡胶纳米复合材料。该复合材料不仅能耐高、低温，耐油和抗冲击效果，而且还能在较薄的状态下任具有弹性作用；且在长时间使用下不会出现粉碎情况。

Description

一种苯基硅橡胶纳米复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种苯基硅橡胶纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

随着橡胶行业的发生，密封圈被广泛使用，橡胶密封件在国民经济发展中占有相当重要的地位，橡胶密封件创造业一直保持两位数的增长。

随着我国橡塑密封件制造行业产品技术水平的提高，世界加工制造业向中国转移以及价格杠杆的作用，近几年中国出口橡塑密封件的档次有所提高，部分技术含量较高的产品已进入国际市场。这种局面给国内橡塑密封件制造厂商带来很大的发展机遇。

经济的快速发展带来了汽车工业以及其它机械等主要下游行业固定资产投资的增加，国内市场需求旺盛，为橡塑密封件制造行业提供了巨大的市场空间。

目前市场上设备密封圈的材料大都是以橡胶、助剂和填充剂构成，然而这种材料存在以下以个缺点：

一、在空气中易老化，遇热变粘，虽然目前很多厂家对橡胶材料的制备中会添加一些防老剂，虽然能提高一定的使用期限，但不能从根本上解决老化问题。

二、抗压力小、容易变形，虽然天然橡胶的弹性很高，但是耐磨性一般，且抗老化性低。

三、橡胶材料中无论是天然橡胶还是合成橡胶大多需要添加一定量的填充剂，来保证橡胶制品的磨耗、伸长率、硬度拉伸强度、撕裂强度等，但在长期使用时，容易起白霜，且产品容易粉碎。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种苯基硅橡胶纳米复合材料及其制备方法，该复合材料不仅能耐高、低温，耐油和抗冲击效果，而且还能在较薄的状态下任具有弹性作用；且在长时间使用下不会出现粉碎情况。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种苯基硅橡胶纳米复合材料，它是由以下成份组成：

苯基硅橡胶

改性纳米填料

催化剂

固化剂

偶联剂

碳纤维

花生壳粉。

作为本发明进一步改进在于：所述的复合材料是由以下质量份数组成：

作为本发明进一步改进在于：所述的复合材料是由以下质量份数组成：

作为本发明进一步改进在于：所述的复合材料是由以下质量份数组成：

作为本发明进一步改进在于：所述的复合材料是由以下质量份数组成：

作为本发明进一步改进在于：所述改性纳米填料为改性纳米二氧化硅或改性云母粉中的一种或多种。

作为本发明进一步改进在于：所述的催化剂为纳米氧化锌。

作为本发明进一步改进在于：所述的固化剂为硫磺。

作为本发明进一步改进在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂。

作为本发明进一步改进在于：所述的花生壳粉为花生壳中提取的酚类物质(如：杨运旭在“花生壳中酚类物质的提取”1994年第3期所公开的技术文献中已明确该物质的提取方法和应用；以及如：纪仁才，吕金魁，王春菊等，在“从花生壳中提取类酚物和花生壳类酚物苯酚甲醛树脂胶的研制”技术文献中也公开该物质的提取方法和应用，《花生学报》，1984年第3期。)。

本发明还提供了一种苯基硅橡胶纳米复合材料的制备方法，其具体步骤如下：

步骤S1、将改性纳米填料加入到苯基硅橡胶，使改性纳米填料与苯基硅橡胶混合，再加入催化剂和固化剂进行混合均匀，得到混合物；

步骤S2、在步骤S1中的混合物中加入偶联剂、碳纤维和花生壳粉再次混合均匀；

步骤3、将步骤S2在真空下温度为110度固化反应2小时，冷却后即可得到苯基硅橡胶纳米复合材料。

本发明的有益效果是：

1)本发明采用改性纳米二氧化硅提高了产品的强度、耐磨性和抗老化性等性能均达到或超过高档橡胶制品，而且可以保持颜色长久不变；

2)本发明中还可以将改性云母粉与改性纳米二氧化硅同时加到苯基硅橡胶中，云母粉是优秀的橡胶填充补强材料，高径厚比的独特结构优异地提高补强效果，优异的薄片状晶形大幅度提高气密性，其本身矿物晶体的偏光效应和层间水分子干涉效应，有效的屏蔽紫外线、微波、红外线的性能，大大提高制品的耐老化性能；同时，云母粉具有良好的加工性能，可取代30-50％的半补强或其它粗颗粒子炭黑，或原配方上增加一定比例的绢云母粉，能保持胶料性能不变，同时降低制品成本；

3)本发明中还添加了一定量的碳纤维，而且碳纤维材料最大的优点是质量轻、强度大，重量仅相当于钢材的20％到30％，硬度却是钢材的10倍以上，从而保证产品在长期氧化后也不会出现裂缝或粉碎。

4)本发明采用花生壳粉中的酚类提取物作为胶粘剂，不仅仅能有效的将碳纤维与复合材料的结合，而且本发明采用花生壳粉替代胶粘剂，从而大大的降低了成本。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例一

一种苯基硅橡胶纳米复合材料，它是由以下质量份数成份组成：

实施例二

一种苯基硅橡胶纳米复合材料，它是由以下质量份数成份组成：

实施例三

一种苯基硅橡胶纳米复合材料，它是由以下质量份数成份组成：

在上述实施例中，所述改性纳米填料为改性纳米二氧化硅或改性云母粉中的一种或多种。

在上述实施例中，所述的催化剂为纳米氧化锌。

在上述实施例中，所述的固化剂为硫磺。

在上述实施例中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。

在上述实施例中，所述的花生壳粉为花生壳中提取的酚类物质(如：杨运旭在“花生壳中酚类物质的提取”1994年第3期所公开的技术文献中已明确该物质的提取方法和应用；以及如：纪仁才，吕金魁，王春菊等，在“从花生壳中提取类酚物和花生壳类酚物苯酚甲醛树脂胶的研制”技术文献中也公开该物质的提取方法和应用，《花生学报》，1984年第3期。)。

在上述实施例中，所述复合材料均采用以下制备方法制得，其具体步骤如下：

步骤S1、将改性纳米填料加入到苯基硅橡胶，使改性纳米填料与苯基硅橡胶混合，再加入催化剂和固化剂进行混合均匀，得到混合物；

步骤S2、在步骤S1中的混合物中加入偶联剂、碳纤维和花生壳粉再次混合均匀；

步骤3、将步骤S2在真空下温度为110度固化反应2小时，冷却后即可得到苯基硅橡胶纳米复合材料。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种苯基硅橡胶纳米复合材料，其特征在于：它是由以下成份组成：

苯基硅橡胶

改性纳米填料

催化剂

固化剂

偶联剂

碳纤维

花生壳粉。

2.根据权利要求1所述的一种苯基硅橡胶纳米复合材料，其特征在于：所述的复合材料是由以下质量份数组成：

3.根据权利要求1所述的一种苯基硅橡胶纳米复合材料，其特征在于：所述的复合材料是由以下质量份数组成：

4.根据权利要求1所述的一种苯基硅橡胶纳米复合材料，其特征在于：所述的复合材料是由以下质量份数组成：

5.根据权利要求1-4所述的一种苯基硅橡胶纳米复合材料，其特征在于：所述改性纳米填料为改性纳米二氧化硅或改性云母粉中的一种或多种。

6.根据权利要求1-4所述的一种苯基硅橡胶纳米复合材料，其特征在于：所述的催化剂为纳米氧化锌。

7.根据权利要求1-4所述的一种苯基硅橡胶纳米复合材料，其特征在于：所述的固化剂为硫磺。

8.根据权利要求1-4所述的一种苯基硅橡胶纳米复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂。

9.根据权利要求1-4所述的一种苯基硅橡胶纳米复合材料，其特征在于：所述的花生壳粉为花生壳中提取的酚类物质。

10.一种制备如权利要求1-4所述一种苯基硅橡胶纳米复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤S1、将改性纳米填料加入到苯基硅橡胶，使改性纳米填料与苯基硅橡胶混合，再加入催化剂和固化剂进行混合均匀，得到混合物；

步骤S2、在步骤S1中的混合物中加入偶联剂、碳纤维和花生壳粉再次混合均匀；

步骤3、将步骤S2在真空下温度为110度固化反应2小时，冷却后即可得到苯基硅橡胶纳米复合材料。