CN112480679A - 一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，按照质量份数由50‑100份硅氧烷、10‑30份聚丁二烯橡胶、1‑3份催化剂、0.5‑2份稳定剂、0.5‑2份促进剂、0.1‑1份防老剂、3‑7份硫化剂、1‑10份氧化锆纤维、1‑5份二氧化硅纤维、1‑5份玻璃纤维和1‑5份二氧化钛颗粒组成，所述硅氧烷是二羟基聚二甲基硅氧烷，所述防老剂是防老剂224，所述催化剂是含铂类催化剂，所述稳定剂是硬脂酸锌。与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有良好的物理机械性能，抗抗撕裂强度高，有效地提高了使用效果和延长了使用寿命。

Description

一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及硅橡胶领域，具体涉及一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶及其制备方法。
背景技术
模具硅橡胶是一类用来做模具的硅橡胶，其具有良好的抗热震性能、机械强度高和抗腐蚀性能等，是一种理想的模具材料。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。但是由于其成分为有机物为主，韧性好的同时不可避免地强度较差。多次频繁的使用会使得硅橡胶的物理机械性能大幅下降，降低成品率。因此急需开发一种具有高机械强度的硅橡胶，能够长期有效使用，可以应用于多种场合。
发明内容
为了解决上述硅橡胶物理机械强度差的问题，公开了一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶及其制备方法。
本发明采用的方案如下：
一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，按照质量份数由50-100份硅氧烷、10-30份聚丁二烯橡胶、1-3份催化剂、0.5-2份稳定剂、0.5-2份促进剂、0.1-1份防老剂、3-7份硫化剂、1-10份氧化锆纤维、1-5份二氧化硅纤维、1-5份玻璃纤维和1-5份二氧化钛颗粒组成，所述硅氧烷是二羟基聚二甲基硅氧烷，所述防老剂是防老剂224，所述催化剂是含铂类催化剂，所述稳定剂是硬脂酸锌。
作为本发明的一种优选技术方案，所述硫化剂是双二四硫化剂、双二五硫化剂、过氧化二苯甲酰、铂金硫化剂或N，N'-间苯撑双马来酰亚胺其中的一种或几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述促进剂是二月桂酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、二辛基锡、辛酸亚锡、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N-四甲基二硫双硫羰胺或四甲基二硫代秋兰姆其中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铂类催化剂是氯铂酸-邻苯二甲酸二乙酯、氯铂酸二乙烯基四甲基二硅氧烷、氯铂酸-异丙醇、铂-炔醇或环二烯烃铂-炔醇其中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述氧化锆纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维和二氧化钛纤维是纳米级。
作为本发明的一种优选技术方案，所述纳米氧化锆纤维、纳米二氧化硅纤维和纳米玻璃纤维的尺寸为100-500纳米。
一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
A、按照质量份数将50-100份硅氧烷和10-30份聚丁二烯橡胶加入到开炼机中，在100-160℃的温度条件下混炼15-30分钟，经挤出得到基料；
B、按质量份数将1-10份氧化锆纤维、1-5份二氧化硅纤维、1-5份玻璃纤维和1-5份二氧化钛颗粒加入到步骤A得到的基料中，继续混炼5-10分钟；
C、将步骤B得到的混合基料加入到真空捏合机中捏合30-60分钟，之后按质量份数加入1-3份催化剂、0.5-2份稳定剂、0.5-2份促进剂、0.1-1份防老剂和3-7份硫化剂，继续捏合3-5小时；
D、真空排气后移入模具，在常温下静置12-24小时，得到高抗撕裂强度硅橡胶。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤B所述混炼在温度条件为185-205℃下进行。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤C所述真空捏合机在工作状态下的真空度为0.045-0.07MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有良好的物理机械性能，抗抗撕裂强度高，有效地提高了使用效果和延长了使用寿命。
具体实施方式
以下结合实施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
一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，按照质量份数由50份硅氧烷、10份聚丁二烯橡胶、1份催化剂、0.5份稳定剂、0.5份促进剂、0.1份防老剂、3份硫化剂、1份氧化锆纤维、1份二氧化硅纤维、1份玻璃纤维和1份二氧化钛颗粒组成，所述硅氧烷是二羟基聚二甲基硅氧烷，所述防老剂是防老剂224，所述催化剂是含铂类催化剂，所述稳定剂是硬脂酸锌。
具体地，所述硫化剂是双二四硫化剂。
具体地，所述促进剂是二月桂酸二甲基锡。
具体地，所述铂类催化剂是氯铂酸-邻苯二甲酸二乙酯。
具体地，所述氧化锆纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维和二氧化钛纤维是纳米级。
具体地，所述纳米氧化锆纤维、纳米二氧化硅纤维和纳米玻璃纤维的尺寸为100-500纳米。
用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
A、按照质量份数将50份硅氧烷和10份聚丁二烯橡胶加入到开炼机中，在100℃的温度条件下混炼15分钟，经挤出得到基料；
B、按质量份数将1份氧化锆纤维、1份二氧化硅纤维、1份玻璃纤维和1份二氧化钛颗粒加入到步骤A得到的基料中，继续混炼5分钟；
C、将步骤B得到的混合基料加入到真空捏合机中捏合30分钟，之后按质量份数加入1份催化剂、0.5份稳定剂、0.5份促进剂、0.1份防老剂和3份硫化剂，继续捏合3小时；
D、真空排气后移入模具，在常温下静置12小时，得到高抗撕裂强度硅橡胶。
具体地，步骤B所述混炼在温度条件为185℃下进行。
具体地，步骤C所述真空捏合机在工作状态下的真空度为0.045-0.07MPa。
实施例2
一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，按照质量份数由100份硅氧烷、30份聚丁二烯橡胶、3份催化剂、2份稳定剂、2份促进剂、1份防老剂、7份硫化剂、10份氧化锆纤维、5份二氧化硅纤维、5份玻璃纤维和5份二氧化钛颗粒组成，所述硅氧烷是二羟基聚二甲基硅氧烷，所述防老剂是防老剂224，所述催化剂是含铂类催化剂，所述稳定剂是硬脂酸锌。
具体地，所述硫化剂是双二五硫化剂。
具体地，所述促进剂是二月桂酸二丁基锡。
具体地，所述铂类催化剂是氯铂酸二乙烯基四甲基二硅氧烷。
具体地，所述氧化锆纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维和二氧化钛纤维是纳米级。
具体地，所述纳米氧化锆纤维、纳米二氧化硅纤维和纳米玻璃纤维的尺寸为100-500纳米。
用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
A、按照质量份数将100份硅氧烷和30份聚丁二烯橡胶加入到开炼机中，在160℃的温度条件下混炼30分钟，经挤出得到基料；
B、按质量份数将10份氧化锆纤维、5份二氧化硅纤维、5份玻璃纤维和5份二氧化钛颗粒加入到步骤A得到的基料中，继续混炼10分钟；
C、将步骤B得到的混合基料加入到真空捏合机中捏合60分钟，之后按质量份数加入3份催化剂、2份稳定剂、2份促进剂、1份防老剂和7份硫化剂，继续捏合5小时；
D、真空排气后移入模具，在常温下静置24小时，得到高抗撕裂强度硅橡胶。
具体地，步骤B所述混炼在温度条件为205℃下进行。
具体地，步骤C所述真空捏合机在工作状态下的真空度为0.045-0.07MPa。
实施例3
一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，按照质量份数由50份硅氧烷、30份聚丁二烯橡胶、1份催化剂、1份稳定剂、1份促进剂、0.5份防老剂、3份硫化剂、10份氧化锆纤维、2份二氧化硅纤维、4份玻璃纤维和2份二氧化钛颗粒组成，所述硅氧烷是二羟基聚二甲基硅氧烷，所述防老剂是防老剂224，所述催化剂是含铂类催化剂，所述稳定剂是硬脂酸锌。
具体地，所述硫化剂是过氧化二苯甲酰。
具体地，所述促进剂是二硫化二苯并噻唑。
具体地，所述铂类催化剂是氯铂酸-邻苯二甲酸二乙酯、氯铂酸二乙烯基四甲基二硅氧烷、氯铂酸-异丙醇、铂-炔醇或环二烯烃铂-炔醇其中的一种。
具体地，所述氧化锆纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维和二氧化钛纤维是纳米级。
具体地，所述纳米氧化锆纤维、纳米二氧化硅纤维和纳米玻璃纤维的尺寸为100-500纳米。
用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
A、按照质量份数将50份硅氧烷和30份聚丁二烯橡胶加入到开炼机中，在150℃的温度条件下混炼30分钟，经挤出得到基料；
B、按质量份数将10份氧化锆纤维、2份二氧化硅纤维、4份玻璃纤维和2份二氧化钛颗粒加入到步骤A得到的基料中，继续混炼5分钟；
C、将步骤B得到的混合基料加入到真空捏合机中捏合60分钟，之后按质量份数加入1份催化剂、1份稳定剂、1份促进剂、0.5份防老剂和3份硫化剂，继续捏合5小时；
D、真空排气后移入模具，在常温下静置24小时，得到高抗撕裂强度硅橡胶。
具体地，步骤B所述混炼在温度条件为205℃下进行。
具体地，步骤C所述真空捏合机在工作状态下的真空度为0.045-0.07MPa。
实施例4
一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，按照质量份数由70份硅氧烷、15份聚丁二烯橡胶、1份催化剂、2份稳定剂、2份促进剂、1份防老剂、4份硫化剂、3份氧化锆纤维、1份二氧化硅纤维、2份玻璃纤维和1份二氧化钛颗粒组成，所述硅氧烷是二羟基聚二甲基硅氧烷，所述防老剂是防老剂224，所述催化剂是含铂类催化剂，所述稳定剂是硬脂酸锌。
具体地，所述硫化剂是双二四硫化剂、双二五硫化剂、过氧化二苯甲酰、铂金硫化剂或N，N'-间苯撑双马来酰亚胺其中的一种或几种。
具体地，所述促进剂是二月桂酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、二辛基锡、辛酸亚锡、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N-四甲基二硫双硫羰胺或四甲基二硫代秋兰姆其中的一种。
具体地，所述铂类催化剂是氯铂酸-邻苯二甲酸二乙酯、氯铂酸二乙烯基四甲基二硅氧烷、氯铂酸-异丙醇、铂-炔醇或环二烯烃铂-炔醇其中的一种。
具体地，所述氧化锆纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维和二氧化钛纤维是纳米级。
具体地，所述纳米氧化锆纤维、纳米二氧化硅纤维和纳米玻璃纤维的尺寸为100-500纳米。
用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
A、按照质量份数将70份硅氧烷和15份聚丁二烯橡胶加入到开炼机中，在160℃的温度条件下混炼15分钟，经挤出得到基料；
B、按质量份数将3份氧化锆纤维、1份二氧化硅纤维、2份玻璃纤维和1份二氧化钛颗粒加入到步骤A得到的基料中，继续混炼7分钟；
C、将步骤B得到的混合基料加入到真空捏合机中捏合40分钟，之后按质量份数加入1份催化剂、2份稳定剂、2份促进剂、1份防老剂和4份硫化剂，继续捏合5小时；
D、真空排气后移入模具，在常温下静置12小时，得到高抗撕裂强度硅橡胶。
具体地，步骤B所述混炼在温度条件为185℃下进行。
具体地，步骤C所述真空捏合机在工作状态下的真空度为0.045-0.07MPa。
实施例5
一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，按照质量份数由80份硅氧烷、20份聚丁二烯橡胶、2份催化剂、1份稳定剂、1份促进剂、0.5份防老剂、5份硫化剂、5份氧化锆纤维、3份二氧化硅纤维、3份玻璃纤维和3份二氧化钛颗粒组成，所述硅氧烷是二羟基聚二甲基硅氧烷，所述防老剂是防老剂224，所述催化剂是含铂类催化剂，所述稳定剂是硬脂酸锌。
具体地，所述硫化剂是双二四硫化剂。
具体地，所述促进剂是二月桂酸二甲基锡。
具体地，所述铂类催化剂是氯铂酸-邻苯二甲酸二乙酯。
具体地，所述氧化锆纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维和二氧化钛纤维是纳米级。
具体地，所述纳米氧化锆纤维、纳米二氧化硅纤维和纳米玻璃纤维的尺寸为100-500纳米。
用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
A、按照质量份数将80份硅氧烷和20份聚丁二烯橡胶加入到开炼机中，在120℃的温度条件下混炼20分钟，经挤出得到基料；
B、按质量份数将5份氧化锆纤维、3份二氧化硅纤维、3份玻璃纤维和3份二氧化钛颗粒加入到步骤A得到的基料中，继续混炼8分钟；
C、将步骤B得到的混合基料加入到真空捏合机中捏合50分钟，之后按质量份数加入2份催化剂、1份稳定剂、1份促进剂、0.5份防老剂和5份硫化剂，继续捏合4小时；
D、真空排气后移入模具，在常温下静置16小时，得到高抗撕裂强度硅橡胶。
具体地，步骤B所述混炼在温度条件为190℃下进行。
具体地，步骤C所述真空捏合机在工作状态下的真空度为0.045-0.07MPa。
对比例
一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，按照质量份数由80份硅氧烷、20份聚丁二烯橡胶、2份催化剂、1份稳定剂、1份促进剂、0.5份防老剂和5份硫化剂组成，所述硅氧烷是二羟基聚二甲基硅氧烷，所述防老剂是防老剂224，所述催化剂是含铂类催化剂，所述稳定剂是硬脂酸锌。
具体地，所述硫化剂是双二四硫化剂。
具体地，所述促进剂是二月桂酸二甲基锡。
具体地，所述铂类催化剂是氯铂酸-邻苯二甲酸二乙酯。
用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
A、按照质量份数将80份硅氧烷和20份聚丁二烯橡胶加入到开炼机中，在120℃的温度条件下混炼20分钟，经挤出得到基料；
B、将步骤A得到的混合基料加入到真空捏合机中捏合50分钟，之后按质量份数加入2份催化剂、1份稳定剂、1份促进剂、0.5份防老剂和5份硫化剂，继续捏合4小时；
C、真空排气后移入模具，在常温下静置16小时，得到高抗撕裂强度硅橡胶。
具体地，步骤B所述真空捏合机在工作状态下的真空度为0.045-0.07MPa。
对比例与实施例5相比，只是不加入氧化锆纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维和二氧化钛颗粒，其他成分及步骤均相同。
根据GB/T 529—1999《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》方法，对实施例1-5以及对比例进行的抗撕裂性能的检测，检测结果如下：
表1实施例1-5及对比例的抗撕裂强度检测结果
Figure BDA0002805320450000061
由上表可知，加入氧化锆纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维和二氧化钛颗粒后明显提高硅橡胶的抗撕裂强度，证明本发明的方案是可行的，具有实际的使用意义。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，其特征在于：按照质量份数由50-100份硅氧烷、10-30份聚丁二烯橡胶、1-3份催化剂、0.5-2份稳定剂、0.5-2份促进剂、0.1-1份防老剂、3-7份硫化剂、1-10份氧化锆纤维、1-5份二氧化硅纤维、1-5份玻璃纤维和1-5份二氧化钛颗粒组成，所述硅氧烷是二羟基聚二甲基硅氧烷，所述防老剂是防老剂224，所述催化剂是含铂类催化剂，所述稳定剂是硬脂酸锌。
2.根据权利要求1所述的用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，其特征在于：所述硫化剂是双二四硫化剂、双二五硫化剂、过氧化二苯甲酰、铂金硫化剂或N，N'-间苯撑双马来酰亚胺其中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，其特征在于：所述促进剂是二月桂酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、二辛基锡、辛酸亚锡、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N-四甲基二硫双硫羰胺或四甲基二硫代秋兰姆其中的一种。
4.根据权利要求1所述的用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，其特征在于：所述铂类催化剂是氯铂酸-邻苯二甲酸二乙酯、氯铂酸二乙烯基四甲基二硅氧烷、氯铂酸-异丙醇、铂-炔醇或环二烯烃铂-炔醇其中的一种。
5.根据权利要求1所述的用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，其特征在于：所述氧化锆纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维和二氧化钛纤维是纳米级。
6.根据权利要求5所述的用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶，其特征在于：所述纳米氧化锆纤维、纳米二氧化硅纤维和纳米玻璃纤维的尺寸为100-500纳米。
7.一种权利要求1所述的用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、按照质量份数将50-100份硅氧烷和10-30份聚丁二烯橡胶加入到开炼机中，在100-160℃的温度条件下混炼15-30分钟，经挤出得到基料；
B、按质量份数将1-10份氧化锆纤维、1-5份二氧化硅纤维、1-5份玻璃纤维和1-5份二氧化钛颗粒加入到步骤A得到的基料中，继续混炼5-10分钟；
C、将步骤B得到的混合基料加入到真空捏合机中捏合30-60分钟，之后按质量份数加入1-3份催化剂、0.5-2份稳定剂、0.5-2份促进剂、0.1-1份防老剂和3-7份硫化剂，继续捏合3-5小时；
D、真空排气后移入模具，在常温下静置12-24小时，得到高抗撕裂强度硅橡胶。
8.根据权利要求7所述的用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶的制备方法，其特征在于：步骤B所述混炼在温度条件为185-205℃下进行。
9.根据权利要求7所述的用于模具的高抗撕裂强度硅橡胶的制备方法，其特征在于：步骤C所述真空捏合机在工作状态下的真空度为0.045-0.07MPa。
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