CN111875969A - 抗磨硅橡胶组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

抗磨硅橡胶组合物及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种抗磨硅橡胶组合物，以所述抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：51～93.8％硅氧烷聚合物；5～25％填料；0.5～10％抗磨添加剂；0.5～8％结构控制剂；0.1～3％交联剂；0.1～3％助剂。本申请提供的抗磨硅橡胶组合物，以硅氧烷聚合物为主要原料，在交联剂的作用下，硅氧烷聚合物发生交联反应形成交联网格结构，协同填料和抗磨添加剂，可增强硅氧烷聚合物形成的网格结构的强度，并能降低抗磨硅橡胶组合物的摩擦系数、提高抗磨硅橡胶组合物的抗磨性能，进一步通过复配其他组分，使抗磨硅橡胶组合物能达到稳定的性能和较强的抗磨能力，应用更加广泛。

Description

抗磨硅橡胶组合物及其制备方法与应用
技术领域
本申请属于有机聚合物技术领域，尤其涉及一种抗磨硅橡胶组合物及其制备方法与应用。
背景技术
硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。苯基的引入可提高硅橡胶的耐高、低温性能，三氟丙基及氰基的引入则可提高硅橡胶的耐温及耐油性能。硅橡胶耐低温性能良好，一般在-55℃下仍能工作。引入苯基后，可达-73℃。硅橡胶的耐热性能也很突出，在180℃下可长期工作，稍高于200℃也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300℃以上的高温。硅橡胶的透气性好，氧气透过率在合成聚合物中是最高的。此外，硅橡胶还具有生理惰性、不会导致凝血的突出特性，因此在医用领域应用广泛。
硅橡胶性能优异，主要具有以下性能：(1)高温性能优异：硅橡胶显著的特征是高温稳定性，在200℃以上的高温环境下，硅橡胶仍能保持一定的柔韧性、回弹性和表面硬度，且力学性能无明显变化；(2)低温性能优异：硅橡胶的玻璃化温度一般为-70～-50℃，特殊配方可达-100℃，表明其低温性能优异，这对航空、宇航工业的意义重大；(3)耐候性优异：在不加任何添加剂的情况下，硅橡胶中Si-O-Si键对氧、臭氧及紫外线等十分稳定；(4)电气性能优异：硅橡胶具有优异的绝缘性能，耐电晕性和耐电弧性也非常好；(5)物理机械性能优异：硅橡胶在150℃的高温和-50℃的低温下，其物理机械性能优于通用橡胶。(6)耐油及化学试剂性优异：普通硅橡胶具有中等的耐油、耐溶剂性能。(7)气体透过性能优异：室温下硅橡胶对空气、氮、氧、二氧化碳等气体的透气性比天然橡胶高出30-50倍。(8)生理惰性。硅橡胶无毒，无味，无嗅，与人体组织不粘连，具有抗凝血作用，对肌体组织的反应性非常少。
基于硅橡胶的具有上述优异的性能，在医疗器械领域、密封领域的应用越来越广泛，但是硅橡胶材料的抗磨损能力较弱，不利于使用于动态密封装置中，抑制了硅橡胶的广泛应用。
发明内容
本申请的目的在于提供一种抗磨硅橡胶组合物及其制备方法，旨在解决现有技术中硅橡胶抗磨能力差的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种抗磨硅橡胶组合物，以所述抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：
Figure BDA0002606560550000021
第二方面，本申请提供一种抗磨硅橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：
根据所述的抗磨硅橡胶组合物的配方分别称取各组分；
将所述硅氧烷聚合物、所述填料、所述抗磨添加剂、所述结构控制剂、所述助剂混合后进行第一混炼处理，得到第一混合物；
将所述第一混合物进行第二混炼处理，得到第二混合物；
将所述第二混合物进行第三混炼处理，得到硅橡胶基础胶；
将所述硅橡胶基础胶与所述交联剂混合后进行第一硫化处理，得到第一硅橡胶混合物；
将所述第一硅橡胶混合物进行第二硫化处理，得到所述抗磨硅橡胶组合物。
第三方面，本申请提供一种密封产品，所述密封产品包括抗磨硅橡胶组合物，其中，所述抗磨硅橡胶组合物所述的抗磨硅橡胶组合物或由所述的抗磨硅橡胶组合物的制备方法制备得到的。
本申请第一方面提供的抗磨硅橡胶组合物，以硅氧烷聚合物为主要原料，硅氧烷聚合物是含Si-O-Si键构成的主链结构的聚合物，提供基础的交联网格结构；在交联剂的作用下，硅氧烷聚合物与填料和抗磨添加剂发生交联反应，三者协同作用，一方面能够填充硅氧烷聚合物形成的交联网格结构，进而增强网格结构的强度，另一方面能够降低抗磨硅橡胶组合物的摩擦系数，同时增加抗磨硅橡胶组合物的抗磨性能；同时协同结构控制剂，利用结构控制剂增强填料和抗磨添加剂与硅氧烷聚合物的化学亲和力，保证抗磨硅橡胶组合物的流动性和加工性能；进一步通过复配具有特定重量百分含量配比的助剂，完善抗磨硅橡胶组合物的性能，使抗磨硅橡胶组合物能达到稳定的性能和较强的抗磨能力，应用更加广泛。
本申请第二方面提供的抗磨硅橡胶组合物的制备方法，将各组分物质通过三次不同条件的混炼处理，再进行两次不同条件的硫化处理，制备得到所述抗磨硅橡胶组合物，该制备方法易于控制，操作便捷，有利于规模化使用。
本申请第三方面提供的一种密封产品，由于所述密封产品包括抗磨硅橡胶组合物，且所述抗磨硅橡胶组合物所述的抗磨硅橡胶组合物或由所述的抗磨硅橡胶组合物的制备方法制备得到的，故所述密封产品具有较高的产品强度以及较强的抗磨能力，可广泛应用。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种抗磨硅橡胶组合物，以抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：
Figure BDA0002606560550000051
本申请第一方面提供的抗磨硅橡胶组合物，以硅氧烷聚合物为主要原料，在交联剂的作用下，硅氧烷聚合物与填料和抗磨添加剂发生交联反应，三者协同作用，进一步增强硅氧烷聚合物网格结构的强度，并降低抗磨硅橡胶组合物的摩擦系数，同时增加抗磨硅橡胶组合物的抗磨性能；同时利用结构控制剂增强填料和抗磨添加剂与硅氧烷聚合物的化学亲和力，保证抗磨硅橡胶组合物的流动性和加工性能；进一步通过复配具有特定重量百分含量配比的助剂，完善抗磨硅橡胶组合物的性能，使抗磨硅橡胶组合物能达到稳定的性能和较强的抗磨能力，应用更加广泛。
具体的，以抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，抗磨硅橡胶组合物包括51～93.8wt％硅氧烷聚合物，其中，硅氧烷聚合物的分子通式为：(R2SiO)x，x≥1，是一种含Si-O-Si键构成主链结构的聚合物，以硅氧烷聚合物为主要原料，能够提供基础的交联网格结构。添加上述重量百分含量的硅氧烷聚合物，与其他组分复配使用，有利于较好地提高抗磨硅橡胶组合物的交联强，有利于其他组分对硅氧烷聚合物的改性处理。在本发明具体实施例中，硅氧烷聚合物的添加质量选自51wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、90wt％、93.8wt％。
优选的，硅氧烷聚合物选自含有乙烯基交联活性基团的硅氧烷聚合物，选择含有乙烯基交联活性基团的硅氧烷聚合物，能够较好进行交联反应得到硅氧烷组合物，其中，含有乙烯基交联活性基团的硅氧烷聚合物的分子通式为：(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]m[(CH2＝CH)(CH3)SiO]nSi(CH3)3，且m≥1，n≥1。
优选的，乙烯基的摩尔百分比含量为0.10～5.0mol％。在交联反应过程中，硅氧烷聚合物中乙烯基的含量决定了抗磨硅橡胶组合物的交联度，控制乙烯基的摩尔百分比含量，确保乙烯基含量适中，使交联程度适中，确保抗磨硅橡胶组合物延伸率较高，得到的交联网络结构硬度合适。若乙烯基含量过高，会导致交联度太高，出现抗磨硅橡胶组合物延伸率过低，发脆现象；若乙烯基过低，交联度不够，硅橡胶硬度不够，压缩变形较大，不利于后续使用。进一步优选的，乙烯基的摩尔百分比含量为0.20～3.0mol％，进一步控制乙烯基的含量，保证硅橡胶组合的具有较高的交联度，且得到的交联网络结构硬度适中。
进一步优选的，含有乙烯基交联活性基团的硅氧烷聚合物选自乙烯基聚二甲基硅氧烷、乙烯基聚苯甲基硅氧烷、乙烯基聚含氟硅氧烷的至少一种选择上述含有乙烯基交联活性基团的硅氧烷聚合物作为主要原料，能够提供基础的交联网格结构，有利于后续进行交联反应。
具体的，以抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，抗磨硅橡胶组合物包括5～25wt％填料，在交联剂的作用下，填料与硅氧烷聚合物发生交联反应，能够填充硅氧烷聚合物形成的交联网格结构，进而增强网格结构的强度，同时改善材料的耐磨性能。通过控制硅氧烷聚合物与填料的质量百分含量，使填料更好地与硅氧烷聚合物进行作用，改善硅氧烷聚合物的网格结构，进而提高其网格结构的强度，更有利于后续使用。在本发明具体实施例中，填料的添加质量选自5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％。
优选的，填料选自纳米二氧化硅、硅树脂的至少一种。在一些实施例中，填料选自纳米二氧化硅，纳米二氧化硅是一种无机化工材料，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，将纳米二氧化硅充分、均匀分撒至硅氧烷聚合物中，可全面改善硅氧烷聚合物的材料性能，提高材料的强度和延伸率，同时提高材料的表面的耐磨性能并改善材料表面的光滑性。
在一些实施例中，纳米二氧化硅的比表面积为100～380(m2/g)，控制填料的比表面积适中，保证得到的较高的强度和抗摩性。在本发明具体实施例中，纳米二氧化硅的比表面积为300～380(m2/g)。
具体的，以抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，抗磨硅橡胶组合物包括0.5～10wt％抗磨添加剂，在交联剂的作用下，抗磨添加剂与硅氧烷聚合物发生交联反应，进一步降低摩擦系数、改善材料的耐磨性能。通过控制硅氧烷聚合物与抗磨添加剂的质量百分含量，使抗磨添加剂更好地与硅氧烷聚合物进行作用，改善硅氧烷聚合物的摩擦系数，改善抗磨硅橡胶组合物的耐磨性能。在本发明具体实施例中，抗磨添加剂的添加质量选自0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％、8wt％、8.5wt％、9wt％、9.5wt％、10wt％。
优选的，抗磨添加剂选自PTFE粉末、MoS2粉末、WS2粉末、石墨粉末、磷酸锆粉末、BN粉末的至少一种。选择上述一种或几种材料作为抗磨添加剂，能够在交联剂的作用下与硅氧烷聚合物发生交联反应，进而改善抗磨硅橡胶组合物的耐磨性能。
优选的，抗磨添加剂的粒径大小选自1～10μm，控制抗磨添加剂的粒径为1～10μm，保证填充的数量适中，与硅氧烷聚合物发生交联反应，进而改善抗磨硅橡胶组合物的耐磨性能。
进一步优选的，抗磨添加剂选自采用表面活性剂处理得到的改性抗磨添加剂，通过将抗磨添加剂进行改性处理，进一步提高粉体的分散效果以及和胶料的结合强度，提高机械性能，使制备得到的抗磨硅橡胶组合物的抗磨性更强。
在一些实施例中，表面活性剂选自氨丙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷的至少一种。采用上述表面活性剂对抗磨添加剂进行改性处理，使得到的改性抗磨添加剂与硅氧烷聚合物交联反应之后，其抗磨性能更强。
在一些实施例中，改性抗磨添加剂选自有机胺插层改性抗磨添加剂，选择有机胺插层改性抗磨添加剂，能够提高硅氧烷聚合物的承载力、降低摩擦系数、提高抗磨能力，提供的“胺插层”结构有利于更好地改善抗磨性能。
具体的，以抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，抗磨硅橡胶组合物包括0.5～8wt％结构控制剂；添加结构控制剂，为了增强填料和抗磨添加剂与硅氧烷聚合物的化学亲和力，保证抗磨硅橡胶组合物的流动性和加工性能。通过控制结构控制剂的添加量，进一步有利于协同填料和抗磨添加剂与硅氧烷聚合物的相互作用。在本发明具体实施例中，结构控制剂的添加质量选自0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％、8wt％。
优选的，结构控制剂选自羟基硅烷类化合物、烷氧基硅氧烷类化合物、硅氨烷类化合物、含硼硅氧烷类化合物的至少一种。进一步优选的，羟基硅烷类化合物选自羟基硅油、二苯基硅二醇的至少一种；烷氧基硅氧烷类化合物选自烷氧基低分子聚硅氧烷；硅氨烷类化合物选自六甲基二硅氨烷、环状三硅氨烷的至少一种。
在一些实施例中，结构控制剂选自羟基硅油，且羟基硅油中，羟基的质量百分含量为1.0～8.0wt％；若羟基硅油中羟基含量较低，就需要加入分数较多，会影响胶料机械性能。进一步优选的，控制羟基硅油中羟基的质量百分含量为4.0～8.0wt％。
具体的，以抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，抗磨硅橡胶组合物包括0.1～3wt％交联剂；提供交联剂主要是为了使各组分与硅氧烷聚合物形成交联反应，进行生成强度高、抗耐磨性能强的抗磨硅橡胶组合物。在本发明具体实施例中，交联剂的添加质量选自0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％。
优选的，交联剂选自限于2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷、2,4-二氯过氧苯甲酰的至少一种。
具体的，以抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，抗磨硅橡胶组合物包括0.1～3wt％助剂，可选择具有功能作用效果的助剂进行添加。在本发明具体实施例中，交联剂的添加质量选自0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％。
优选的，助剂选自铈氧化物、锌氧化物、硬脂酸锌的至少一种，其中，添加铈氧化物，能够促进反应的进行，提高反应速率；添加锌氧化物，有利于组分之前更好地分散，分散性较强；添加硬脂酸锌，有利于子啊硫化处理过程中起到硫化活化作用。
本申请实施例第二方面提供一种抗磨硅橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：
S01.根据的抗磨硅橡胶组合物的配方分别称取各组分；
S02.将硅氧烷聚合物、填料、抗磨添加剂、结构控制剂、助剂混合后进行第一混炼处理，得到第一混合物；
S03.将第一混合物进行第二混炼处理，得到第二混合物；
S04.将第二混合物进行第三混炼处理，得到硅橡胶基础胶；
S05.将硅橡胶基础胶与交联剂混合后进行第一硫化处理，得到第一硅橡胶混合物；
S06.将第一硅橡胶混合物进行第二硫化处理，得到抗磨硅橡胶组合物。
本申请第二方面提供的抗磨硅橡胶组合物的制备方法，将各组分物质通过三次不同条件的混炼处理，再进行两次不同条件的硫化处理，制备得到抗磨硅橡胶组合物，该制备方法易于控制，操作便捷，有利于规模化使用。
在上述步骤S01中，根据的抗磨硅橡胶组合物的配方分别称取各组分，各组分的种类及添加量如上，为了节约篇幅，此处不再进行赘述。
优选的，抗磨添加剂选自采用表面活性剂处理得到的改性抗磨添加剂。在一些实施例中，制备方法还包括：采用表面活性剂对抗磨添加剂进行改性处理，其中，改性处理包括如下步骤：
S011.混合表面活性剂和有机溶剂水溶液，得到改性液，其中，改性液的溶质质量百分比浓度为10～15％；
S012.混合抗磨添加剂和改性液，得到第一处理液；
S013.将第一处理液进行恒温混合处理，得到第一物料；
S014.将第一物料进行干燥、研磨，得到改性抗磨添加剂。
在上述步骤S011中，有机溶剂水溶液中，有机溶剂的体积分数为40～50％；将表面活性剂和有机溶剂水溶液混合处理，得到改性液。其中，改性液的溶质质量百分比浓度为10～15％，控制改性液中改性剂的质量百分比浓度，可以进一步提高改性处理的效果，使抗磨添加剂的改性效果较佳。
在上述步骤S012中，混合抗磨添加剂和改性液的步骤中，抗磨添加剂和改性液的质量比为1：(5～6)，控制抗磨添加剂和改性液的质量比，保证能够充分地对抗磨添加剂进行改性处理。
在上述步骤S013中，将第一处理液进行恒温混合处理的步骤中，将第一处理液于55～60℃的恒温条件下进行混合处理。
进一步的，混合处理包括但不限于采用搅拌的方式进行混合处理，目的是为了使第一处理液中各组分进行充分反应。在一些实施例中，采用搅拌的方式对第一处理液进行处理，其中，搅拌的速度为500～600r/min，搅拌的时间为2～3小时，得到第一物料。
在上述步骤S014中，将第一物料进行干燥、研磨，得到改性抗磨添加剂。在一些实施例中，将第一物料进行干燥的步骤中，包括但不限于采用真空干燥、高温干燥等常规方法进行干燥处理。
通过上述采用表面活性剂对抗磨添加剂进行改性处理的方法得到改性抗磨添加剂可用于抗磨硅橡胶组合物的制备过程中。
在上述步骤S02中，将硅氧烷聚合物、填料、抗磨添加剂、结构控制剂、助剂混合后进行第一混炼处理的步骤中，将硅氧烷聚合物、填料、抗磨添加剂、结构控制剂、助剂混合后，于20～30℃的条件下混炼处理4～4.5小时，得到第一混合物。第一步控制于室温条件下进行混炼，使各组分混合均匀。
在上述步骤S03中，将第一混合物进行第二混炼处理的步骤中，将第一混合物于150～160℃的条件下混炼处理2～2.5小时，得到第二混合物；进一步对第一混合物采用高温条件进行强烈机械剪切作用，以得到硅橡胶基础胶。
在上述步骤S04中，将第二混合物进行第三混炼处理的步骤中，将第二混合物于真空条件下混炼处理1～1.5小时，得到硅橡胶基础胶。
在上述步骤S05中，将硅橡胶基础胶与交联剂混合后进行第一硫化处理的步骤中，将硅橡胶基础胶与交联剂混合后于165～170℃的条件下硫化处理10～15分钟，得到第一硅橡胶混合物，通过将硅橡胶基础胶与交联剂进行硫化反应，使硅橡胶基础胶发生交联作用，形成网格结构。
在上述步骤S06中，将第一硅橡胶混合物进行第二硫化处理的步骤中，将第一硅橡胶混合物于200～220℃的条件下硫化处理4～4.5小时，进一步进行二次硫化处理，得到抗磨硅橡胶组合物。
本申请实施例第三方面提供一种密封产品，密封产品包括抗磨硅橡胶组合物，其中，抗磨硅橡胶组合物为抗磨硅橡胶组合物或由抗磨硅橡胶组合物的制备方法制备得到的。
在一些实施例中，密封产品包括但不限于密封圈、密封垫片。优选的，密封圈选自O型密封圈或异型密封圈。
本申请第三方面提供的一种密封产品，由于密封产品包括抗磨硅橡胶组合物，且抗磨硅橡胶组合物为上述的抗磨硅橡胶组合物或由上述的抗磨硅橡胶组合物的制备方法制备得到的，故密封产品具有较高的产品强度以及较强的抗磨能力，可广泛应用。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
一种抗磨硅橡胶组合物
以抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：
Figure BDA0002606560550000121
其中，硅氧烷聚合物选自质量百分含量为26.2wt％的0.15mol％乙烯基含量的甲基乙烯硅橡胶(分子质量为55万)与质量百分含量为32.1wt％的2.0mol％乙烯基的甲基乙烯基硅橡胶的混合物，
填料选自白炭黑、且比表面积为300m2/g，
抗磨添加剂选自MoS2粉末、且粒径为1.6μm，
结构控制剂选自羟基硅油，且羟基质量百分含量为6wt％，
交联剂选自2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷，
助剂选自质量百分含量为0.5wt％的二氧化铈和质量百分含量为0.2wt％的硬脂酸锌的混合物，其中，二氧化铈的粒径大小为0.3μm。
一种抗磨硅橡胶组合物的制备方法
根据实施1的抗磨硅橡胶组合物的配方分别称取各组分；
将硅氧烷聚合物、填料、抗磨添加剂、结构控制剂、助剂混合后，于20℃的条件下混炼处理4小时，得到第一混合物；
将第一混合物于150℃的条件下混炼处理2小时，得到第二混合物；
将第二混合物于真空条件下混炼处理1小时，得到硅橡胶基础胶；
将硅橡胶基础胶与交联剂混合后于165℃的条件下硫化处理10分钟，得到第一硅橡胶混合物；
将第一硅橡胶混合物于200℃的条件下硫化处理4小时，得到抗磨硅橡胶组合物。
实施例2
一种抗磨硅橡胶组合物
以抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：
Figure BDA0002606560550000131
其中，硅氧烷聚合物选自质量百分含量为26.2wt％的0.15mol％乙烯基含量的甲基乙烯硅橡胶(分子质量为55万)与质量百分含量为32.1wt％的2.0mol％乙烯基的甲基乙烯基硅橡胶的混合物，
填料选自白炭黑、且比表面积为300m2/g，
抗磨添加剂选自表面改性处理的MoS2粉末、且粒径为1.6μm，
结构控制剂选自羟基硅油，且羟基质量百分含量为6wt％，
交联剂选自2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷，
助剂选自质量百分含量为0.5wt％的二氧化铈和质量百分含量为0.2wt％的硬脂酸锌的混合物，其中，二氧化铈的粒径大小为0.3μm。
改性抗磨添加剂表面改性处理的MoS2 粉末的制备方法
采用表面活性剂对抗磨添加剂MoS2粉末进行改性处理，其中，改性处理包括如下步骤：
提供质量比4:6的六甲基二硅氮烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的表面活性剂组合物，混合表面活性剂组合物和体积分数为40％的异丙醇水溶液，得到改性液，其中，改性液的溶质质量百分比浓度为10％；
混合抗磨添加剂和改性液进行超声处理3分钟，得到第一处理液，其中，抗磨添加剂和改性液的质量比为1：5；
将第一处理液于55～60℃的恒温条件下，采用搅拌的速度为500r/min进行搅拌处理2小时，得到第一物料；
将第一物料进行干燥、研磨，得到改性抗磨添加剂表面改性处理的MoS2粉末。
一种抗磨硅橡胶组合物的制备方法
根据实施2的抗磨硅橡胶组合物的配方分别称取各组分；
将硅氧烷聚合物、填料、改性抗磨添加剂、结构控制剂、助剂混合后，于20℃的条件下混炼处理4小时，得到第一混合物；
将第一混合物于150℃的条件下混炼处理2小时，得到第二混合物；
将第二混合物于真空条件下混炼处理1小时，得到硅橡胶基础胶；
将硅橡胶基础胶与交联剂混合后于165℃的条件下硫化处理10分钟，得到第一硅橡胶混合物；
将第一硅橡胶混合物于200℃的条件下硫化处理4小时，得到抗磨硅橡胶组合物。
对比例1
一种抗磨硅橡胶组合物
以抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：
Figure BDA0002606560550000141
其中，硅氧烷聚合物选自质量百分含量为28.9wt％的0.15mol％乙烯基含量的甲基乙烯硅橡胶(分子质量为55万)与质量百分含量为35.4wt％的2.0mol％乙烯基的甲基乙烯基硅橡胶的混合物，
填料选自白炭黑、且比表面积为300m2/g，
结构控制剂选自羟基硅油，且羟基质量百分含量为6wt％，
交联剂选自2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷，
助剂选自质量百分含量为0.5wt％的二氧化铈和质量百分含量为0.2wt％的硬脂酸锌的混合物，其中，二氧化铈的粒径大小为0.3μm。
一种抗磨硅橡胶组合物的制备方法
根据对比1的抗磨硅橡胶组合物的配方分别称取各组分；
将硅氧烷聚合物、填料、结构控制剂、助剂混合后，于20℃的条件下混炼处理4小时，得到第一混合物；
将第一混合物于150℃的条件下混炼处理2小时，得到第二混合物；
将第二混合物于真空条件下混炼处理1小时，得到硅橡胶基础胶；
将硅橡胶基础胶与交联剂混合后于165℃的条件下硫化处理10分钟，得到第一硅橡胶混合物；
将第一硅橡胶混合物于200℃的条件下硫化处理4小时，得到抗磨硅橡胶组合物。
性质分析：
将实施例1、实施例2、对比例1制备得到的抗磨硅橡胶组合物分别进行硬度、拉伸强度、延伸率、撕裂强度、压缩永久变形、摩擦系数(初始、1万次、5万次、10万次)等项目进行测试，测试结果如下表1：实施例1制备得到的抗磨硅橡胶组合物硬度为65，拉伸轻度为9MPa，延伸率为350％，撕裂强度为18kN/m，压缩永久变形率为15％，初始摩擦系数为0.1，1万次摩擦系数为0.11，5万次摩擦系数为0.55；实施例2制备得到的抗磨硅橡胶组合物硬度为64，拉伸轻度为11MPa，延伸率为400％，撕裂强度为24kN/m，压缩永久变形率为11％，初始摩擦系数为0.1，1万次摩擦系数为0.11，5万次摩擦系数为0.15，10万次摩擦系数为0.28；对比例1制备得到的抗磨硅橡胶组合物硬度为65，拉伸轻度为9MPa，延伸率为350％，撕裂强度为18kN/m，压缩永久变形率为15％，初始摩擦系数为0.35，1万次摩擦系数为0.57。
进一步的，通过全面分析，本申请提供的抗磨硅胶组合物，其拉伸强度为8～15MPa，撕裂强度为20～50kN/m，定伸变形(150℃，22Hrs)为小于15％，邵耳A硬度为50～80，对金属钢球(1kg)摩擦系数为0.06～0.25。
综上，本申请提供的抗磨硅橡胶组合物，以硅氧烷聚合物为主要原料，硅氧烷聚合物是含Si-O-Si键构成的主链结构的聚合物，提供基础的交联网格结构；在交联剂的作用下，硅氧烷聚合物与填料和抗磨添加剂发生交联反应，三者协同作用，一方面能够填充硅氧烷聚合物形成的交联网格结构，进而增强网格结构的强度，另一方面能够降低抗磨硅橡胶组合物的摩擦系数，同时增加抗磨硅橡胶组合物的抗磨性能；同时协同结构控制剂，利用结构控制剂增强填料和抗磨添加剂与硅氧烷聚合物的化学亲和力，保证抗磨硅橡胶组合物的流动性和加工性能；进一步通过复配具有特定重量百分含量配比的助剂，完善抗磨硅橡胶组合物的性能，使抗磨硅橡胶组合物能达到稳定的性能和较强的抗磨能力，应用更加广泛。
表1
Figure BDA0002606560550000161
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗磨硅橡胶组合物，其特征在于，以所述抗磨硅橡胶组合物的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：
Figure FDA0002606560540000011
2.根据权利要求1所述的抗磨硅橡胶组合物，其特征在于，所述硅氧烷聚合物选自含有乙烯基交联活性基团的硅氧烷聚合物，且所述乙烯基的摩尔百分比含量为0.10～5.0mol％。
3.根据权利要求2所述的抗磨硅橡胶组合物，其特征在于，所述含有乙烯基交联活性基团的硅氧烷聚合物选自乙烯基聚二甲基硅氧烷、乙烯基聚苯甲基硅氧烷、乙烯基聚含氟硅氧烷的至少一种。
4.根据权利要求1～3任一所述的抗磨硅橡胶组合物，其特征在于，所述抗磨添加剂选自PTFE粉末、MoS2粉末、WS2粉末、石墨粉末、磷酸锆粉末、BN粉末的至少一种。
5.根据权利要求4所述的抗磨硅橡胶组合物，其特征在于，所述抗磨添加剂选自采用表面活性剂处理得到的改性抗磨添加剂，其中，所述表面活性剂选自氨丙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷的至少一种。
6.根据权利要求1～3任一所述的抗磨硅橡胶组合物，其特征在于，所述填料选自纳米二氧化硅、硅树脂的至少一种；和/或，
所述结构控制剂选自羟基硅烷类化合物、烷氧基硅氧烷类化合物、硅氨烷类化合物、含硼硅氧烷类化合物的至少一种；和/或，
所述交联剂选自限于2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷、2,4-二氯过氧苯甲酰的至少一种；和/或，
所述助剂选自铈氧化物、锌氧化物、硬脂酸锌的至少一种。
7.一种抗磨硅橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据权利要求1～6任一所述的抗磨硅橡胶组合物的配方分别称取各组分；
将所述硅氧烷聚合物、所述填料、所述抗磨添加剂、所述结构控制剂、所述助剂混合进行第一混炼处理，得到第一混合物；
将所述第一混合物进行第二混炼处理，得到第二混合物；
将所述第二混合物进行第三混炼处理，得到硅橡胶基础胶；
将所述硅橡胶基础胶与所述交联剂混合后进行第一硫化处理，得到第一硅橡胶混合物；
将所述第一硅橡胶混合物进行第二硫化处理，得到所述抗磨硅橡胶组合物。
8.根据权利要求7所述的抗磨硅橡胶组合物的制备方法，其特征在于，
将所述硅氧烷聚合物、所述填料、所述抗磨添加剂、所述结构控制剂、所述助剂混合进行第一混炼处理的步骤中，将所述硅氧烷聚合物、所述填料、所述抗磨添加剂、所述结构控制剂、所述助剂混合后于20～30℃的条件下混炼处理4～4.5小时；和/或，
将所述第一混合物进行第二混炼处理的步骤中，将所述第一混合物于150～160℃的条件下混炼处理2～2.5小时；和/或，
将所述第二混合物进行第三混炼处理的步骤中，将所述第二混合物于真空条件下混炼处理1～1.5小时；和/或，
将所述硅橡胶基础胶与所述交联剂混合后进行第一硫化处理的步骤中，将所述硅橡胶基础胶与所述交联剂混合后于165～170℃的条件下硫化处理10～15分钟；和/或，
将所述第一硅橡胶混合物进行第二硫化处理的步骤中，将所述第一硅橡胶混合物于200～220℃的条件下硫化处理4～4.5小时。
9.根据权利要求7所述的抗磨硅橡胶组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：采用表面活性剂对所述抗磨添加剂进行改性处理，其中，所述改性处理包括如下步骤：
混合所述表面活性剂和有机溶剂水溶液，得到改性液，其中，所述改性液的溶质质量百分比浓度为10～15％；
混合所述抗磨添加剂和所述改性液，得到第一处理液；
将所述第一处理液进行恒温混合处理，得到第一物料；
将所述第一物料进行干燥、研磨，得到改性抗磨添加剂。
10.一种密封产品，其特征在于，所述密封产品包括抗磨硅橡胶组合物，其中，所述抗磨硅橡胶组合物为权利要求1～6任一所述的抗磨硅橡胶组合物或由权利要求7～9任一所述的抗磨硅橡胶组合物的制备方法制备得到的。
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