CN110204907B - 一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺，先将硅橡胶生胶与易爆炸起火的小分子处理剂如六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷预先混合形成预混物，然后将剩余的硅橡胶生胶与白炭黑混合形成胶料，两者再进行混炼得到硅橡胶混炼胶；本发明工艺可显著降低硅橡胶混炼时爆炸起火的风险，起到了对安全问题的保护作用，有效预防生产工艺过程中爆炸起火的安全事故；制备的预混物能有效解决混炼胶加入小分子处理剂时仓储运输与工人投料时的风险，增加了工艺的安全性。

Description

一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺
技术领域
本发明涉及硅橡胶材料技术领域，具体涉及一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺。
背景技术
硅橡胶具有良好的耐高低温性、耐候性、绝缘性、生理惰性等许多优异的性能，在国民经济的各个领域有着广泛的应用。硅橡胶本身的生理惰性及其优异的成型加工性能可使其制成水管，食品级密封条等产品。
但在硅橡胶实际生产混炼胶的过程中，由于硅橡胶生胶强度较低，一般需要加入白炭黑对硅橡胶进行补强。而白炭黑与硅橡胶生胶在捏合机中混炼时，使用常用小分子处理剂如六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷，则容易引起爆炸起火，原因有以下两点：①硅橡胶生胶在捏合机中混炼时由于外加热套加热或自身剪切引起生热，这就容易造成易燃易爆的处理剂如六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷因受热而爆炸起火，引起爆缸或火灾；②硅橡胶生胶在捏合机中混炼时由于白炭黑受剪切力作用形成较多静电，生成的电火花容易引起易燃易爆处理剂如六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷爆炸起火，引起爆缸或火灾。因此，需要探索一种可以防止硅橡胶混炼时爆炸起火的方法以解决实际应用中的问题。
发明内容
为了解决现有技术中硅橡胶在混炼时易发生爆炸起火的技术问题，而提供一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺，本发明工艺能显著控制爆缸率，有效预防生产工艺过程中爆炸起火的安全事故。
本发明通过以下技术方案实现：
一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺，包括如下重量份组分：
甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、
白炭黑10-50份、
六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷1-10份；
所述工艺包括如下步骤：
(1)常温下，将15-25重量份的甲基乙烯基硅橡胶生胶在捏合机中捏合，然后分批次加入六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷，捏合成团，得到生胶与六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷的预混物，备用；
(2)常温下，将剩余重量份的甲基乙烯基硅橡胶生胶在真空捏合机中捏合，然后分批次加入白炭黑，捏合成团，得到成型胶料团；然后加入步骤(1)的预混物，升温并抽真空进行混炼，混炼完成后出料、自然冷却、封装，得到硅橡胶混炼胶。
进一步地，步骤(1)中所述分批次至少分3批次加入，每次加入六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷的重量份相等；所述分批次的过程需确保甲基乙烯基硅橡胶生胶与六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷每次捏合成团后再加入下一批的六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷。
进一步地，步骤(2)中所述分批次至少分2批次加入，每次加入白炭黑的重量份相等；所述分批次的过程需确保甲基乙烯基硅橡胶生胶与白炭黑每次捏合成团后再加入下一批的白炭黑。
进一步地，步骤(2)中所述升温的温度为120℃，所述抽真空的真空度为-0.07～-0.09MPa，所述混炼的时间为120min。
进一步地，所述甲基乙烯基硅橡胶生胶中乙烯基摩尔百分比为0.03％～0.50％。
进一步地，所述白炭黑的比表面积为150～400m2/g。
有益技术效果：本发明先将硅橡胶生胶与易爆炸起火的小分子处理剂如六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷预先混合形成预混物，然后将剩余的硅橡胶生胶与白炭黑混合形成胶料，两者再进行混炼得到硅橡胶混炼胶；本发明工艺中预混物或者胶料可以将小分子易燃易爆物质或白炭黑较好的包裹在其中，一方面预混物中小分子易燃易爆物质不会直接于空气接触，且在该预混体系下并无白炭黑存在，即使与后续的胶料进行混合，其中的硅橡胶生胶隔绝了白炭黑静电火花对易燃易爆物质的作用，升温后也不易使小分子易燃易爆物质爆炸起火，大大降低爆炸起火概率，起到了对安全问题的保护作用。本发明可显著降低硅橡胶混炼时爆炸起火的风险，能显著控制到0％的爆缸率，有效预防生产工艺过程中爆炸起火的安全事故；制备的预混物能有效解决混炼胶加入小分子处理剂时仓储运输与工人投料时的风险，增加了工艺的安全性。
具体实施方式
以下结合实施例进一步描述本发明，但不限制本发明范围。
实施例1
一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺，包括如下重量份组分：
甲基乙烯基硅橡胶生胶 100份、
白炭黑 30份、
六甲基二硅氮烷 4份；
所述工艺包括如下步骤：
(1)常温下，将100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数0.20％)取出15份在捏合机(型号ZH-200)中捏合4分钟，再分4批次加入六甲基二硅氮烷，每批次加入1份六甲基二硅氮烷，每次捏合确保两者捏合成团后再加入下一批，直至六甲基二硅氮烷完全加入生胶中，制得预混物，备用；
(2)常温下，将剩余85份甲基乙烯基硅橡胶生胶放入真空捏合机(型号ZH-1200)中，分5批次加入白炭黑(比表面积为200m2/g)，每批次加入6份白炭黑，每次加入白炭黑后进行充分捏合成团状，再加入下一批白炭黑，直至白炭黑完全加入捏合机且捏合成团，得到成型的胶料团；加入步骤(1)的预混物，升温至120℃，并抽真空至真空度为-0.07MPa，继续捏合，边捏合边抽真空，在上述条件下混炼120min，混炼完成后出料、自然冷却24h后、封装，得到硅橡胶混炼胶。
实施例2
一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺，包括如下重量份组分：
甲基乙烯基硅橡胶生胶 100份、
白炭黑 50份、
二甲基二乙氧基硅烷 6份；
所述工艺包括如下步骤：
(1)常温下，将100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数0.05％)取出20份在捏合机(型号ZH-200)中捏合7分钟，再分5批次加入二甲基二乙氧基硅烷，每次加入1.2份二甲基二乙氧基硅烷，每次捏合确保混合物捏合成团后再加入下一批，直至二甲基二乙氧基硅烷完全加入生胶中，制得预混物，备用；
(2)常温下，将剩余80份甲基乙烯基硅橡胶生胶放入真空捏合机(型号ZH-1200)中，分5批次加入白炭黑(比表面积为150m2/g)，每批次加入10份白炭黑，每次加入白炭黑后进行充分捏合成团状，再加入下一批白炭黑，直至白炭黑完全加入捏合机且捏合成团，得到成型的胶料团；加入步骤(1)的预混物，升温至120℃，并抽真空至真空度为-0.08MPa，继续捏合，边捏合边抽真空，在上述条件下混炼120min，混炼完成后出料、自然冷却24h后、封装，得到硅橡胶混炼胶。
实施例3
一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺，包括如下重量份组分：
甲基乙烯基硅橡胶生胶 100份、
白炭黑 10份、
六甲基二硅氮烷 2份；
所述工艺包括如下步骤：
(1)常温下，将100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数0.30％)取出10份在捏合机(ZH-200)中捏合10分钟，再分3批次加入六甲基二硅氮烷，每批次加入0.67份六甲基二硅氮烷，每次捏合确保混合物捏合成团后再加入下一批，直至六甲基二硅氮烷完全加入生胶中，制得预混物，备用；
(2)常温下，将剩余90份甲基乙烯基硅橡胶生胶放入真空捏合机(ZH-1200)中，分2批次加入白炭黑(比表面积为380m2/g)，每批次加入5份白炭黑，每次加入白炭黑后进行充分捏合成团状，再加入下一批白炭黑，直至白炭黑完全加入捏合机且捏合成团，得到成型的胶料团；加入步骤(1)的预混物，升温至120℃，并抽真空至真空度为-0.09MPa，继续捏合，边捏合边抽真空，在上述条件下混炼120min，混炼完成后出料、自然冷却24h后、封装，得到硅橡胶混炼胶。
对比例1
本对比例与实施例1组成相同，不同之处在于：混炼胶制备工艺采用常规方法。
具体步骤：常温下，将甲基乙烯基硅橡胶生胶(乙烯基摩尔分数0.20％)在真空捏合机(ZH-1200)中捏合4分钟，再分4批次分别加入白炭黑与六甲基二硅氮烷，直至白炭黑完全加入捏合机且捏合成团，得到成型的胶料团；升温至120℃，抽真空至真空度为-0.07MPa，继续捏合，边捏合边抽真空，在此条件下混炼60min，混炼完成后出料、自然冷却24h后、封装，得到硅橡胶混炼胶。
对以上实施例及对比例进行重复试验20次，并统计爆缸次数，数据见表1。
表1实施例及对比例的爆缸次数
爆缸次数
实施例1 0次
实施例2 0次
实施例3 0次
对比例1 3次
通过表1的实验数据证明，重复20次相同实验，采用传统的工艺方法在制备硅橡胶的过程中爆缸3次，爆缸率为15％；而采用本发明工艺方法在制备硅橡胶的过程中爆缸次数得到了显著的控制，爆缸率可控制在0％；在实际生产过程中使用新工艺生产上百次，并未发生一次爆缸起火案例。

Claims (4)

1.一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺，包括如下重量份组分：
甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、
白炭黑10-50份、
六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷1-10份；
其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
(1)常温下，将15-25重量份的甲基乙烯基硅橡胶生胶置于捏合机中捏合，然后分批次加入六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷，捏合成团，得到生胶与六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷的预混物，备用；
(2)常温下，将剩余重量份的甲基乙烯基硅橡胶生胶在真空捏合机中捏合，然后分批次加入白炭黑，捏合成团，得到成型胶料团；然后加入步骤(1)的预混物，升温并抽真空进行混炼，混炼完成后出料、自然冷却、封装，得到硅橡胶混炼胶；
步骤(1)中所述分批次至少分3批次加入，每次加入六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷的重量份相等；所述分批次的过程需确保甲基乙烯基硅橡胶生胶与六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷每次捏合成团后再加入下一批的六甲基二硅氮烷或二甲基二乙氧基硅烷；
步骤(2)中所述分批次至少分2批次加入，每次加入白炭黑的重量份相等；所述分批次的过程需确保甲基乙烯基硅橡胶生胶与白炭黑每次捏合成团后再加入下一批的白炭黑。
2.根据权利要求1所述的一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺，其特征在于，步骤(2)中所述升温的温度为120℃；所述抽真空的真空度为-0.07～-0.09MPa；所述混炼的时间为120min。
3.根据权利要求1所述的一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡胶生胶中乙烯基摩尔百分比为0.03％～0.50％。
4.根据权利要求1所述的一种预防硅橡胶混炼时爆炸起火的工艺，其特征在于，所述白炭黑的比表面积为150～400m2/g。
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