CN113278290B - 一种耐高温硅橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及硅橡胶领域,具体公开了一种耐高温硅橡胶及其制备方法。硅橡胶包括以下重量百分比的组分:甲基乙烯基聚硅氧烷50‑60%、白炭黑30‑40%、羟基硅油3‑5%、耐热剂3‑5%和双二四硫化剂0.8‑1.2%,其中耐热剂包括聚二甲基硅氧烷15‑40%、氧化铈30‑70%、氧化镧12‑25%、纳米氧化铝2‑6%、纳米氧化铁余量。本申请的硅橡胶,具有较高的耐高温性能、热稳定性、热耐老化性能及力学性能,可以在较高温度下保持较长的工作时间。
Description
技术领域
本申请涉及硅橡胶领域,更具体地说,它涉及一种耐高温硅橡胶及其制备方法。
背景技术
硅橡胶是指主链由硅原子和氧原子交替构成,硅原子上通常连接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,具有良好的力学性能、电绝缘性能、气体透过性能和生理惰性,被广泛应用于建筑行业、电子行业、模具、汽车、船舶及航空等领域,并且在医疗领域也发挥了重要的作用。
目前,普通的硅橡胶已经具有一定的耐高温性能,其在180℃的温度下可保持长期工作,稍高于200℃也能在数周的时间内保持弹性,瞬时可耐300℃以上的高温。但是随着科技的发展,当前的硅橡胶的耐热性能已经不能满足一些特殊领域或特殊耐温设备的使用要求。因此,发明人认为硅橡胶的耐高温性能还需进一步提高。
发明内容
为了解决上述技术问题,本申请提供一种耐高温硅橡胶及其制备方法。
第一方面,本申请提供的一种耐高温硅橡胶,采用如下的技术方案:
一种耐高温硅橡胶,所用原料包括以下重量百分比的组分:
其中,所述耐热剂包括以下重量百分比的组分:聚二甲基硅氧烷15-40%、氧化铈30-70%、氧化镧12-25%、纳米氧化铝2-6%、纳米氧化铁余量。
通过采用上述技术方案,本申请采用甲基乙烯基聚硅氧烷(生胶)作为耐高温硅橡胶的基料,并加入特定添加量范围的白炭黑与甲基乙烯基聚硅氧烷混合使用,白炭黑中存在的硅羟基可以与甲基乙烯基聚硅氧烷链端的羟基发生反应,减少了甲基乙烯基聚硅氧烷的端羟基数量,降低了端羟基引发解扣式反应的可能性,提高了硅橡胶的耐高温性能及热稳定性。同时白炭黑的加入对硅橡胶起到较强的补强作用,增强了硅橡胶的交联能力,提高了硅橡胶的力学性能。但若是较多添加量的白炭黑则会使得白炭黑在硅橡胶基体中出现团聚效应,易形成应力集中点,反而降低了硅橡胶的力学性能。
羟基硅油属于一种结构化控制剂,可以提高甲基乙烯基聚硅氧烷与白炭黑、耐热剂之间的相容性,增强白炭黑、耐热剂在生胶中的分散性,降低混炼时发生结构化,从而提高硅橡胶的耐高温性能、热稳定性及耐热老化性能。
聚二甲基硅氧烷与甲基乙烯基聚硅氧烷的相容性良好,能够均匀的分散在甲基乙烯基聚硅氧烷中,在硫化时,聚二甲基硅氧烷与甲基乙烯基聚硅氧烷以化学键结合,提高了硅橡胶的交联密度,降低了硅橡胶发生解扣式主链降解反应的可能性,从而提高了硅橡胶耐高温性能、热稳定性、热耐老化性能及力学性能。
氧化铈、氧化镧、纳米氧化铝和纳米氧化铁作为金属氧化物具有良好的耐高温性能,采用上述金属氧化物与甲基乙烯基聚硅氧烷混合可以较大程度的提高硅橡胶的耐高温性能。但是由于金属氧化物本身极性较大,与甲基乙烯基聚硅氧烷的相容性较差。因此本申请采用特定比例范围的聚二甲基硅氧烷、氧化铈、氧化镧、纳米氧化铝和纳米氧化铁混合搭配作为耐热剂,利用聚二甲基硅氧烷与甲基乙烯基聚硅氧烷良好的相容性,并发挥与羟基硅油之间的协同作用,提高金属氧化物在甲基乙烯基聚硅氧烷中的分散性,使其分散均匀,同时还与金属氧化物之间充分发挥彼此之间的协同作用,共同提高硅橡胶耐高温性能。
优选的,所述白炭黑采用气相法白炭黑;所述气相法白炭黑的粒径尺寸为7-40nm。
通过采用上述技术方案,本申请采用的气相法白炭黑化学纯度较高,粒子细且粒度分布均匀,易于分散,能够较为均匀的分散在硅橡胶中,充分起到增强硅橡胶耐高温性能、热稳定性及力学性能的作用。
优选的,所述气相法白炭黑采用以下方法进行改性处理:
a.在40-45℃的温度下,将乙醇、水、硅烷偶联剂、冰乙酸混合后水解60-70min,得到混合液,然后将气相法白炭黑、乙醇混合并分散40-50min得到分散液,再将分散液与混合液混合,升温至75-80℃,反应24-26h;其中,乙醇、水、硅烷偶联剂和冰乙酸的重量比为(118-120):(3.2-3.6):(9-13):(0.11-0.15);气相法白炭黑和乙醇的重量比为(4.5-5.5):(138-140);
b.在8000-8400r/min的转速下,将步骤a的所得物离心20-30min,然后去除上清液,将固体物洗涤,冷冻干燥,得到改性气相法白炭黑。
由于气相法白炭黑的粒径较小,使得其表面能较高,容易吸潮产生团聚现象,因此本申请通过采用上述技术方案,使用硅烷偶联剂作为改性剂,并结合特定的工艺条件对气相法白炭黑进行改性处理,增强了气相法白炭黑与甲基乙烯基聚硅氧烷等聚合物表面的相容性,并且提高了气相法白炭黑在聚合物中的分散性,使得气相法白炭黑能充分发挥其在硅橡胶中的作用,提高硅橡胶的耐高温性能、热稳定性及力学性能。
优选的,所述步骤b中,洗涤的具体操作为:采用乙醇离心清洗2-3次;所述冷冻干燥的具体过程为:将洗涤后的固体物加入水中并超声分散5-10min后,在温度为-30~-15℃、真空度为100-180Pa的条件下,真空冷冻干燥2-5h。
通过采用上述技术方案,本申请在去除上清液后,将底部的固体物用乙醇离心清洗一定的次数,充分去除固体物表面未反应的硅烷偶联剂,提高改性白炭黑的纯度。然后在特定的温度下冷冻干燥一定的时间,充分去除固体物中的水分,降低了改性气相法白炭黑中的水分对后续硅橡胶的制备产生干扰的可能性。
优选的,所述纳米氧化铝采用以下方法进行改性处理:
将硅烷偶联剂在质量分数为95-96%的乙醇中超声分散60-70min,然后升温至75-80℃,加入纳米氧化铝反应4-5h,之后抽滤,洗涤,干燥,得到改性纳米氧化铝;其中,硅烷偶联剂、乙醇和纳米氧化铝的重量比为(0.03-0.05):(90-100):1。
通过采用上述技术方案,本申请采用硅烷偶联剂对纳米氧化铝进行表面改性处理,增强了纳米氧化铝与甲基乙烯基聚硅氧烷等聚合物的相容性,提高了纳米氧化铝在硅橡胶中的分散性及分散的均匀程度,使得纳米氧化铝可以充分起到提高硅橡胶耐高温性能的作用,同时由于降低了纳米氧化铝团聚的可能性从而提高了硅橡胶的力学性能。
优选的,所述洗涤的具体过程为:先用水洗涤3-4次,然后用乙醇再洗涤3-4次;所述干燥的具体过程为:在100-110℃的温度下,将洗涤后的产物干燥8-9h。
通过采用上述技术方案,本申请先采用水洗再采用乙醇洗涤抽滤后的固体物一定的次数,充分去除固体物表面的杂质和未反应的试剂,提高改性纳米氧化铝的纯度。本申请在特定的温度下将洗涤后的产物干燥特定的时间,充分去除产物表面的水分,降低了水分对后续过程产生干扰的可能性。
优选的,所述原料还包括以下重量百分比的组分:甲基苯基乙烯基硅油0.8-1.2%、六甲基二硅氮烷0.8-1.2%、甲基乙烯基硅树脂1.2-1.4%。
通过采用上述技术方案,甲基苯基乙烯基硅油中的苯环可显著提升硅橡胶的耐高温性能,而六甲基二硅氮烷可有效的去除硅橡胶中的部分水分和硅羟基,降低甲基乙烯基聚硅氧烷的主链发生解扣式反应的可能性,甲基乙烯基硅树脂则与甲基乙烯基聚硅氧烷具有相同的结构,但摩尔质量更低,因此能够均匀分散在甲基乙烯基聚硅氧烷中,增强硅橡胶的交联网状结构,从而提高硅橡胶的耐高温性能。
因此本申请还添加特定比例范围的甲基苯基乙烯基硅油、六甲基二硅氮烷和甲基乙烯基硅树脂与甲基乙烯基聚硅氧烷等混合使用,充分发挥这三种组分之间的协同作用,共同增强硅橡胶的耐高温性能和力学性能。同时上述三种组分还能够与羟基硅油、聚二甲基硅氧烷等组分发挥协同作用,进一步增强硅橡胶的耐高温性能和力学性能。
优选的,所述甲基乙烯基聚硅氧烷的分子量为400000-500000,其中乙烯基的含量为0.12-0.15mol%。
通过采用上述技术方案,本申请选用特定分子量和特定乙烯基含量的甲基乙烯基聚硅氧烷作为硅橡胶的基材,硫化时交联程度较高,使得硅橡胶的热稳定性及力学性能较高。
第二方面,本申请提供一种耐高温硅橡胶的制备方法,包括以下步骤:
S1.将除耐热剂及双二四硫化剂以外的所有原料混炼7-8h,然后在40-45℃的温度下,加入耐热剂和双二四硫化剂塑炼2-3h,得到混炼胶片;
S2.在170-175℃的温度下,将混炼胶片进行一次硫化,时间为15-20min,然后再在200-210℃的温度下进行二次硫化,时间为2-2.5h,之后自然冷却,得到耐高温硅橡胶。
优选的,所述步骤S1中,混炼的具体过程为:先在40-50℃的温度下混炼4-4.5h,然后升温至150-155℃,继续混炼2-2.2h,之后抽真空继续混炼1-1.3h,最后冷却至室温。
通过采用上述技术方案,本申请先在特定的温度下,将除耐热剂和双二四硫化剂以外的原料混炼均匀,然后再在特定的温度下加入耐热剂和双二四硫化剂塑炼制成混炼胶片,最后再在特定温度下两次硫化制成硅橡胶。本申请的制备方法过程简单,易操作,适合大规模工业化生产。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.本申请的硅橡胶具有较高的耐高温性能、热稳定性、热耐老化性能及力学性能,可以在较高温度下保持较长的工作时间;
2.本申请硅橡胶的制备方法步骤简单,易操作,适合大规模工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
甲基乙烯基聚硅氧烷购自佛山市瑞盛塑胶有限公司,型号为S110,分子量为400000-500000,其中乙烯基的含量为0.12-0.15mol%;
白炭黑购自山东省寿光市昌泰微纳化工厂,型号为CT-119;
羟基硅油购自济南汇锦川化工有限公司;
双二四硫化剂购自东莞市彩美嘉电子科技有限公司,型号为CMJ-898;
聚二甲基硅氧烷购自山东鑫赢舜新材料有限公司;
气相法白炭黑购自山东奥创化工有限公司;
硅烷偶联剂购自东莞市长河化工有限公司,型号为KH-550;
甲基苯基乙烯基硅油购自安徽艾约塔硅油有限公司,型号为IOTA252;
六甲基二硅氮烷购自山东煌梓新材料有限公司;
甲基乙烯基硅树脂购自武汉华翔科洁生物技术有限公司。
实施例1
一种耐高温硅橡胶的制备方法,包括以下步骤:
S1.先在40℃的温度下,将50kg甲基乙烯基聚硅氧烷、40kg白炭黑和5kg羟基硅油放入捏合机中混炼4h,然后升温至150℃,继续混炼2h,之后抽真空继续混炼1h,冷却至室温后,得到胶料,然后在40℃的温度下,将胶料放置于双辊开炼机上,加入4kg耐热剂(聚二甲基硅氧烷为0.6kg、氧化铈为1.2kg、氧化镧为1kg、纳米氧化铝为0.24kg、纳米氧化铁为0.96kg)和1kg双二四硫化剂,塑炼2h,得到混炼胶片;
S2.在170℃的温度下,将混炼胶片在平板硫化机上进行一次硫化,时间为15min,然后再将混炼胶片放入热空气老化烘箱中,在200℃的温度下进行二次硫化,时间为2h,之后自然冷却,得到耐高温硅橡胶。
实施例2
一种耐高温硅橡胶的制备方法,包括以下步骤:
S1.先在45℃的温度下,将60kg甲基乙烯基聚硅氧烷、30kg白炭黑和4.5kg羟基硅油放入捏合机中混炼4.25h,然后升温至152.5℃,继续混炼2.1h,之后抽真空继续混炼1.15h,冷却至室温后,得到胶料,然后在42.5℃的温度下,将胶料放置于双辊开炼机上,加入4.7kg耐热剂(聚二甲基硅氧烷为0.94kg、氧化铈为1.645kg、氧化镧为0.705kg、纳米氧化铝为0.141kg、纳米氧化铁为1.269kg)和0.8kg双二四硫化剂,塑炼2.5h,得到混炼胶片;
S2.在172.5℃的温度下,将混炼胶片在平板硫化机上进行一次硫化,时间为17.5min,然后再将混炼胶片放入热空气老化烘箱中,在205℃的温度下进行二次硫化,时间为2.25h,之后自然冷却,得到耐高温硅橡胶。
实施例3
一种耐高温硅橡胶的制备方法,包括以下步骤:
S1.先在50℃的温度下,将50.8kg甲基乙烯基聚硅氧烷、40kg白炭黑和3kg羟基硅油放入捏合机中混炼4.5h,然后升温至155℃,继续混炼2.2h,之后抽真空继续混炼1.3h,冷却至室温后,得到胶料,然后在45℃的温度下,将胶料放置于双辊开炼机上,加入5kg耐热剂(聚二甲基硅氧烷为2kg、氧化铈为2kg、氧化镧为0.75kg、纳米氧化铝为0.2kg、纳米氧化铁为0.05kg)和1.2kg双二四硫化剂,塑炼3h,得到混炼胶片;
S2.在175℃的温度下,将混炼胶片在平板硫化机上进行一次硫化,时间为20min,然后再将混炼胶片放入热空气老化烘箱中,在210℃的温度下进行二次硫化,时间为2.5h,之后自然冷却,得到耐高温硅橡胶。
实施例4
一种耐高温硅橡胶的制备方法,包括以下步骤:
S1.先在43℃的温度下,将60kg甲基乙烯基聚硅氧烷、31.3kg白炭黑和4.8kg羟基硅油放入捏合机中混炼4.1h,然后升温至152℃,继续混炼2.05h,之后抽真空继续混炼1.05h,冷却至室温后,得到胶料,然后在42℃的温度下,将胶料放置于双辊开炼机上,加入3kg耐热剂(聚二甲基硅氧烷为0.45kg、氧化铈为2.1kg、氧化镧为0.36kg、纳米氧化铝为0.06kg、纳米氧化铁为0.03kg)和0.9kg双二四硫化剂,塑炼2.8h,得到混炼胶片;
S2.在172℃的温度下,将混炼胶片在平板硫化机上进行一次硫化,时间为17min,然后再将混炼胶片放入热空气老化烘箱中,在206℃的温度下进行二次硫化,时间为2.2h,之后自然冷却,得到耐高温硅橡胶。
实施例5
一种耐高温硅橡胶的制备方法,与实施例2的不同之处在于:白炭黑的用量为32kg、羟基硅油的用量为3.5kg、耐热剂的用量为3.7kg(聚二甲基硅氧烷为0.74kg、氧化铈为1.295kg、氧化镧为0.555kg、纳米氧化铝为0.111kg、纳米氧化铁为0.999kg)。
实施例6
一种耐高温硅橡胶的制备方法,与实施例2的不同之处在于:白炭黑的用量为31.6kg、羟基硅油的用量为3.2kg、耐热剂的用量为4.4kg(聚二甲基硅氧烷为0.88kg、氧化铈为1.54kg、氧化镧为0.66kg、纳米氧化铝为0.132kg、纳米氧化铁为1.188kg)。
实施例7
一种耐高温硅橡胶的制备方法,与实施例2的不同之处在于:步骤S1中的白炭黑采用气相法白炭黑,且气相法白炭黑的粒径尺寸为7-40nm。
实施例8
一种耐高温硅橡胶的制备方法,与实施例7的不同之处在于:气相法白炭黑采用以下方法进行改性处理:
a.在40℃的温度下,将118kg乙醇、3.2kg水、9kg硅烷偶联剂、0.11kg冰乙酸混合后水解60min,得到混合液,然后将4.5kg气相法白炭黑、138kg乙醇混合并分散40min得到分散液,再将分散液与混合液混合,升温至75℃,反应24h;
b.在8000r/min的转速下,将步骤a的所得物离心20min,然后去除上清液,将固体物采用乙醇离心清洗2次,之后将洗涤后的固体物加入水中并超声分散5min后,在温度为-30℃、真空度为100Pa的条件下,真空冷冻干燥2h,得到气相法改性白炭黑。
实施例9
一种耐高温硅橡胶的制备方法,与实施例7的不同之处在于:气相法白炭黑采用以下方法进行改性处理:
a.在45℃的温度下,将120kg乙醇、3.6kg水、13kg硅烷偶联剂、0.15kg冰乙酸混合后水解70min,得到混合液,然后将5.5kg气相法白炭黑、140kg乙醇混合并分散50min得到分散液,再将分散液与混合液混合,升温至80℃,反应26h;
b.在8400r/min的转速下,将步骤a的所得物离心30min,然后去除上清液,将固体物采用乙醇离心清洗3次,之后将洗涤后的固体物加入水中并超声分散10min后,在温度为-15℃、真空度为180Pa的条件下,真空冷冻干燥5h,得到气相法改性白炭黑。
实施例10
一种耐高温硅橡胶的制备方法,与实施例2的不同之处在于:纳米氧化铝采用以下方法进行改性处理:
将0.00423kg硅烷偶联剂在12.69kg质量分数为95%的乙醇中超声分散60min,然后升温至75℃,加入0.141kg纳米氧化铝反应4h,之后抽滤,先用水洗涤3次,再用乙醇洗涤3次,然后在100℃的温度下,将洗涤后的产物干燥8h,得到改性纳米氧化铝。
实施例11
一种耐高温硅橡胶的制备方法,与实施例2的不同之处在于:纳米氧化铝采用以下方法进行改性处理:
将0.00705kg硅烷偶联剂在14.1kg质量分数为96%的乙醇中超声分散70min,然后升温至80℃,加入0.141kg纳米氧化铝反应5h,之后抽滤,先用水洗涤4次,再用乙醇洗涤4次,然后在110℃的温度下,将洗涤后的产物干燥9h,得到改性纳米氧化铝。
实施例12
一种耐高温硅橡胶的制备方法,与实施例2的不同之处在于:甲基乙烯基聚硅氧烷的用量为54.7kg,白炭黑的用量为32.2kg、羟基硅油的用量为4.2kg、耐热剂的用量为4.6kg(聚二甲基硅氧烷为0.92kg、氧化铈为1.61kg、氧化镧为0.69kg、纳米氧化铝为0.138kg、纳米氧化铁为1.242kg)、双二四硫化剂的用量为1.1kg、甲基苯基乙烯基硅油的用量为0.8kg、六甲基二硅氮烷的用量为1.2kg、甲基乙烯基硅树脂的用量为1.2kg。
实施例13
一种耐高温硅橡胶的制备方法,与实施例2的不同之处在于:甲基乙烯基聚硅氧烷的用量为53.2kg,白炭黑的用量为35kg、羟基硅油的用量为3.7kg、耐热剂的用量为3.5kg(聚二甲基硅氧烷为0.7kg、氧化铈为1.225kg、氧化镧为0.525kg、纳米氧化铝为0.105kg、纳米氧化铁为0.945kg)、双二四硫化剂的用量为1.2kg、甲基苯基乙烯基硅油的用量为1.2kg、六甲基二硅氮烷的用量为0.8kg、甲基乙烯基硅树脂的用量为1.4kg。
对比例1
与实施例2的不同之处在于:不加入耐热剂,白炭黑的使用量为34.7kg。
对比例2
与实施例2的不同之处在于:耐热剂中不加入聚二甲基硅氧烷,纳米氧化铁的使用量为2.209kg。
对比例3
与实施例2的不同之处在于:耐热剂中不加入氧化铈、氧化镧、纳米氧化铝和纳米氧化铁,聚二甲基硅氧烷的使用量为4.7kg。
性能检测
1、在300℃的温度下,采用Q20型热重分析仪测量实施例1-13和对比例1-3制得的硅橡胶达到5wt%失重时的时间,氮气保护,测试结果如表1所示;
2、参考GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》,采用电子拉力试验机测试实施例1-13和对比例1-3制得的硅橡胶的拉伸强度(MPa),拉伸速度为500mm/min,温度分别为室温和300℃,测试结果如表1所示。
表1性能测试结果表
从表1可以看出,本申请实施例1-6制得的硅橡胶达到5wt%失重时的时间在7h以上,室温下的拉伸强度在9.8-11.4MPa之间,300℃下的拉伸强度在5.1-7.7MPa之间,说明本申请实施例1-6制得的硅橡胶可在300℃的温度下持续工作7-10h,具有较高的耐高温性能,同时还具有良好的力学性能及耐热老化性能。
实施例7制得的硅橡胶达到5wt%失重时的时间、室温下的拉伸强度和300℃下的拉伸强度均大于实施例2,说明采用气相法白炭黑可以提高硅橡胶的耐高温性能、力学性能和耐热老化性能。
实施例8-9制得的硅橡胶达到5wt%失重时的时间、室温下的拉伸强度和300℃下的拉伸强度均大于实施例7,说明对气相法白炭黑进行改性处理,可以明显提高气相法白炭黑的分散性,增强气相法白炭黑与聚合物的相容性,从而提高硅橡胶的耐高温性能、力学性能和耐热老化性能。
实施例10-11制得的硅橡胶达到5wt%失重时的时间、室温下的拉伸强度和300℃下的拉伸强度均大于实施例2,说明对纳米氧化铝进行改性处理,可以较大程度的提高纳米氧化铝在甲基乙烯基聚硅氧烷中的扩散程度,提高纳米氧化铝的分散性,从而提高硅橡胶的耐高温性能、力学性能和耐热老化性能。
实施例12-13制得的硅橡胶达到5wt%失重时的时间、室温下的拉伸强度和300℃下的拉伸强度均大于实施例2,说明添加甲基苯基乙烯基硅油、六甲基二硅氮烷和甲基乙烯基硅树脂可以进一步提高硅橡胶的耐高温性能、力学性能和耐热老化性能。
对比例1制得的硅橡胶达到5wt%失重时的时间、室温下的拉伸强度和300℃下的拉伸强度明显低于实施例2,说明硅橡胶中不加入本申请的耐热剂,其耐高温性能、力学性能和耐热老化性能均较差。
对比例2-3制得的硅橡胶达到5wt%失重时的时间、室温下的拉伸强度和300℃下的拉伸强度明显低于实施例2,说明耐热剂中只加入聚二甲基硅氧烷或金属氧化物,则不能发挥聚二甲基硅氧烷和金属氧化物之间的协同作用,明显降低了硅橡胶的耐高温性能、力学性能和耐热老化性能。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种耐高温硅橡胶,其特征在于,所用原料包括以下重量百分比的组分:
甲基乙烯基聚硅氧烷 50-60%;
白炭黑 30-40%;
羟基硅油 3-5%;
耐热剂 3-5%;
双二四硫化剂 0.8-1.2%;
其中,所述耐热剂包括以下重量百分比的组分:聚二甲基硅氧烷15-40%、氧化铈30-70%、氧化镧12-25%、纳米氧化铝2-6%、纳米氧化铁余量;
所述白炭黑采用气相法白炭黑;所述气相法白炭黑的粒径尺寸为7-40nm;
所述气相法白炭黑采用以下方法进行改性处理:
a.在40-45℃的温度下,将乙醇、水、硅烷偶联剂、冰乙酸混合后水解60-70min,得到混合液,然后将气相法白炭黑、乙醇混合并分散40-50min得到分散液,再将分散液与混合液混合,升温至75-80℃,反应24-26h;其中,乙醇、水、硅烷偶联剂和冰乙酸的重量比为(118-120):(3.2-3.6):(9-13):(0.11-0.15);气相法白炭黑和乙醇的重量比为(4.5-5.5):(138-140);
b.在8000-8400r/min的转速下,将步骤a的所得物离心20-30min,然后去除上清液,将固体物洗涤,冷冻干燥,得到气相法改性白炭黑;
所述纳米氧化铝采用以下方法进行改性处理:
将硅烷偶联剂在质量分数为95-96%的乙醇中超声分散60-70min,然后升温至75-80℃,加入纳米氧化铝反应4-5h,之后抽滤,洗涤,干燥,得到改性纳米氧化铝;其中,硅烷偶联剂、乙醇和纳米氧化铝的重量比为(0.03-0.05):(90-100):1;
所述原料还包括以下重量百分比的组分:甲基苯基乙烯基硅油0.8-1.2%、六甲基二硅氮烷0.8-1.2%、甲基乙烯基硅树脂1.2-1.4%。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温硅橡胶,其特征在于:所述步骤b中,洗涤的具体操作为:采用乙醇离心清洗2-3次;所述冷冻干燥的具体过程为:将洗涤后的固体物加入水中并超声分散5-10min后,在温度为-30~-15℃、真空度为100-180Pa的条件下,真空冷冻干燥2-5h。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温硅橡胶,其特征在于:所述纳米氧化铝改性过程中洗涤的具体过程为:先用水洗涤3-4次,然后用乙醇再洗涤3-4次;所述干燥的具体过程为:在100-110℃的温度下,将洗涤后的产物干燥8-9h。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温硅橡胶,其特征在于:所述甲基乙烯基聚硅氧烷的分子量为400000-500000,其中乙烯基的含量为0.12-0.15mol%。
5.一种权利要求1-4任一项所述的耐高温硅橡胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.将除耐热剂及双二四硫化剂以外的所有原料混炼7-8h,然后在40-45℃的温度下,加入耐热剂和双二四硫化剂塑炼2-3h,得到混炼胶片;
S2.在170-175℃的温度下,将混炼胶片进行一次硫化,时间为15-20min,然后再在200-210℃的温度下进行二次硫化,时间为2-2.5h,之后自然冷却,得到耐高温硅橡胶。
6.根据权利要求5所述的一种耐高温硅橡胶的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,混炼的具体过程为:先在40-50℃的温度下混炼4-4.5h,然后升温至150-155℃,继续混炼2-2.2h,之后抽真空继续混炼1-1.3h,最后冷却至室温。
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