CN112980198A - 一种高强度氟硅材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度氟硅材料，属于氟硅材料领域。本发明的氟硅材料由以下组分组成：低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶、高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑、硅微粉、羟基硅油、多乙烯基硅油、硬脂酸、硬脂酸锌、硫酸钡、聚四氟乙烯乳液、硫化剂、偶联剂、耐温剂、阻燃剂；本发明通过调节低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶以及高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的配比，并使用聚四氟乙烯乳液，显著提升了氟硅材料的抗撕裂强度和拉伸强度，而且高温处理后，拉伸强度以及拉伸伸长率的性能保持率较高。
Description
技术领域
本发明涉及氟硅材料领域，特别涉及一种高强度氟硅材料。
背景技术
氟硅橡胶与甲基乙烯基硅橡胶相比，其耐油、耐溶剂、耐化学药品性极其 优良；即使与氟橡胶相比，耐油、耐溶剂性也是良好的。在相同介质、温度、 时间下浸渍后均显示出了优良的耐久性，可以说氟硅橡胶是唯一一种在-68℃～ 232℃下耐非极性介质的弹性体。氟硅橡胶的耐含甲醇汽油性也比较好，即使在 汽油/甲醇混合体系中，其硫化胶的硬度、拉伸强度、体积变化都很小，经500h 长时间的浸渍试验后，各项物性也几乎没有变化。氟硅橡胶的高温分解与硅橡 胶一样，即：侧链氧化、主链断裂、侧链热分解和引起各种复合反应。由于分 解产物也会引起主链断裂，所以耐热性通常比硅橡胶要差一些，在200℃的温度 下已开始氧化老化。但通过添加铁、钛、稀土类氧化物等少量的热稳定剂便可 使其获得显著的改善，即使在250℃高温下也具有足够的耐热性。因此，氟硅材 料的应用越来越广泛。
本发明涉及的氟硅材料为特种氟硅材料，用于高铁及轨道交通桥型软连接 等产品，需要较高的撕裂强度和拉伸强度，现有的氟硅材料难以满足该特种材 料需求。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中氟硅材料的抗撕裂强度和拉伸 强度都不够高的问题，本发明提供了一种高强度氟硅材料。
本发明的技术方案为：
一种高强度氟硅材料，按照重量份数计，由以下组分组成：
其中，低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为0.03～0.05 mol％；高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为3.0～7.0mol％。
本发明通过调节低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶以及高乙烯基含量的甲 基乙烯基硅橡胶的配比，并使用聚四氟乙烯乳液，显著提升了氟硅材料的抗撕 裂强度和拉伸强度，白炭黑主要是补强作用，增加硅胶的拉伸强力及撕裂强力， 硅微粉主要作用抗腐蚀性，硅微粉不易与其他物质反应，与大部分酸、碱不起 化学反应，其颗粒均匀覆盖在物件表面，具有较强的抗腐蚀能力，另外，可增 加硅胶的回弹性能及柔软度，耐弯曲变形好，增加胶板表面的润滑性，耐磨性。 羟基硅油，结构控制剂，防止硅胶结构化；多乙烯基硅油可增加硅胶硫化交联 程度，提高材料强度。硬脂酸、硬脂酸锌均为硅胶的脱模剂，并用减少用量， 提高脱模性及力学性能。硫酸钡分散性好、化学惰性强，稳定性好，耐化学试 剂，增加材料的稳定性能，金属耐温剂用来增加胶料的耐温性。
作为优选方案，所述高强度氟硅材料，按照重量份数计，由以下组分组成：
作为优选方案，低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为0.03mol％，分子量为60～65万。
进一步地，高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为3.0 mol％，分子量为60～65万。
作为优选方案，所述硫化剂为铂金硫化剂。本发明体系采用铂金硫化剂硫 化效果更好。
作为优选方案，多乙烯基硅油中乙烯基的含量为9±0.5mol％。
作为优选方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
作为优选方案，所述耐温剂为纳米CeO2。
本发明的有益效果为：
本发明通过调节低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶以及高乙烯基含量的甲 基乙烯基硅橡胶的配比，并使用聚四氟乙烯乳液，显著提升了氟硅材料的抗撕 裂强度和拉伸性能，而且高温处理后，拉伸强度以及拉伸伸长率的性能保持率 较高，使其符合更高的要求，可进一步拓展氟硅材料的应用领域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
高强度氟硅材料，按照重量份数计，由以下组分组成：
其中，
低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为0.03mol％，分子量 为60～65万；
高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为3mol％，分子量为 60～65万；
多乙烯基硅油中乙烯基的含量为9±0.5mol％。
该高强度氟硅材料的制备工艺方法为：
1)按照操作工艺依次向捏合机中投入低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶、 高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶、多乙烯基硅油、白炭黑、乙烯基三甲氧基 硅烷(偶联剂)、硅微粉、硫酸钡、羟基硅油、硬脂酸、硬脂酸锌、纳米CeO2 (耐温剂)、阻燃剂RH-03，搅拌均匀后，升温至160℃～170℃，真空压力为 -0.08Mpa至-0.1Mpa之间，保持2小时，然后进行排料；
2)排出的料冷却后，经开炼机炼光滑，进虑胶机，通过200目的滤网，过 滤；
3)过滤好的胶料投入捏合机中，低温(温度控制在70℃以下)投入聚四氟 乙烯乳液、硫化剂进行混炼均匀；
4)混炼好的胶料通过宽幅超精密三辊压延机出成2.0mm的薄片，然后通过 鼓式硫化机把两层2.0mm的胶片与布复合到一起，形成3层结构，两面氟硅胶 中间夹布；
5)复合好的胶片进入鼓式硫化机中硫化，温度设定180℃，压力280kpa, 时间15min；
6)硫化成型的胶板，放入高温烘箱中进行二次硫化，设定温度160℃，设 定时间8min；
7)二段硫化后的胶片进行裁切成成品。
实施例2
高强度氟硅材料，按照重量份数计，由以下组分组成：
其中，
低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为0.03mol％，分子量 为60～65万；
高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为3mol％，分子量为 60～65万；
多乙烯基硅油中乙烯基的含量为9±0.5mol％。
即，实施例2与实施例1相比，硫化剂不同，硫化剂由铂金硫化剂替换为 膏状2,5硫化剂。
实施例3
高强度氟硅材料，按照重量份数计，由以下组分组成：
其中，
低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为0.03mol％，分子量 为60～65万；
高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为3mol％，分子量为 60～65万；
多乙烯基硅油中乙烯基的含量为9±0.5mol％。
实施例4
高强度氟硅材料，按照重量份数计，由以下组分组成：
其中，
低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为0.03mol％，分子量 为60～65万；
高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为3mol％，分子量为 60～65万；
多乙烯基硅油中乙烯基的含量为9±0.5mol％。
实施例5
高强度氟硅材料，按照重量份数计，由以下组分组成：
其中，
低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为0.03mol％，分子量 为60～65万；
高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为3mol％，分子量为 60～65万；
多乙烯基硅油中乙烯基的含量为9±0.5mol％。
对比例1
与实施例1相比，不加高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶，其它与实施例1 相同。
对比例2
与实施例1相比，将聚四氟乙烯乳液替换为超细聚四氟乙烯微粉，其它与 实施例1相同。
对比例3
与实施例1相比，不加多乙烯基硅油，其它与实施例1相同。
产品检测：
采用GB/T528-1998中的方法检测所制备氟硅材料的拉伸强度；
采用GB/T528-1998中的方法检测所制备氟硅材料的拉伸伸长率；
采用GB/T529-2008中的方法检测所制备氟硅材料的撕裂强度；
检测结果如表1所示：
表1所制备氟硅材料的性能检测结果
请根据试验结果可知：
1、硫化剂由铂金硫化剂替换为膏状双2，5硫化剂后，所得的氟硅材料虽 然拉伸伸长率有一定程度增加，但是拉伸强度、撕裂强度具有非常显著的下降； 本发明体系的最佳硫化剂为铂金硫化剂。
2、当低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡 胶的配比发生变化时，对材料拉伸性能以及撕裂强度具有较显著的影响，说明 低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的适当 配比对材料性能的提升具有明显的作用。
3、如果仅加低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶，而不加高乙烯基含量的甲 基乙烯基硅橡胶，所得材料的力学性能太差，无法满足使用要求。不仅常温下 拉伸伸长率和拉伸强度较差，高温处理后的性能保持率也显著降低。
4、将聚四氟乙烯乳液替换为超细聚四氟乙烯微粉，拉伸强度、拉伸伸长率 以及撕裂强度均显著降低，而且高温处理后，拉伸强度和拉伸伸长率的性能保 持率远低于氟材料为聚四氟乙烯乳液。
5、不加多乙烯基硅油，硅胶硫化交联程度，材料性能较差。
Claims (9)
1.一种高强度氟硅材料，其特征在于，按照重量份数计，由以下组分组成：
其中，低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为0.03～0.05mol％；高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为3.0～7.0mol％。
2.如权利要求1所述高强度氟硅材料，其特征在于，按照重量份数计，由以下组分组成：
3.如权利要求1或2所述高强度氟硅材料，其特征在于：低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为0.03mol％，分子量为60～65万。
4.如权利要求3所述高强度氟硅材料，其特征在于：高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基的含量为3.0mol％，分子量为60～65万。
5.如权利要求1或2所述高强度氟硅材料，其特征在于：所述硫化剂为铂金硫化剂。
6.如权利要求1或2所述高强度氟硅材料，其特征在于：多乙烯基硅油中乙烯基的含量为9±0.5mol％。
7.如权利要求1或2所述高强度氟硅材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。
8.如权利要求7所述高强度氟硅材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
9.如权利要求1或2所述高强度氟硅材料，其特征在于：所述耐温剂为纳米CeO2。
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