CN113308120B - 一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113308120B
CN113308120B CN202110734536.6A CN202110734536A CN113308120B CN 113308120 B CN113308120 B CN 113308120B CN 202110734536 A CN202110734536 A CN 202110734536A CN 113308120 B CN113308120 B CN 113308120B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicone rubber
rubber
mass
parts
methyl vinyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110734536.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113308120A (zh
Inventor
曾幸荣
王焰林
赖学军
李红强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN202110734536.6A priority Critical patent/CN113308120B/zh
Publication of CN113308120A publication Critical patent/CN113308120A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113308120B publication Critical patent/CN113308120B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/08Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法。本发明的轻质可瓷化硅橡胶的组成组分包括甲基乙烯基硅橡胶、气相法白炭黑、氧化硼、铂化合物、含氮硅烷、羟基硅油、含氢硅油和硫化剂,其制备方法包括以下步骤:1)将甲基乙烯基硅橡胶、气相法白炭黑、含氮硅烷、羟基硅油和含氢硅油混炼制成硅橡胶基础胶;2)将硅橡胶基础胶、氧化硼、铂化合物和硫化剂混炼后进行硫化,即得轻质可瓷化硅橡胶。本发明的可瓷化硅橡胶的密度低,在常温下具有优异的力学性能,在高温下能够转变成坚硬致密的陶瓷体,瓷化性能优异,且其制备方法简单、原材料易得,便于进行大规模生产。

Description

一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及硅橡胶技术领域,具体涉及一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法。
背景技术
可瓷化硅橡胶是一种在常温下可以保持良好的电绝缘、耐高低温和耐候等性能,在高温下又能够转变成坚硬致密陶瓷体的硅橡胶,其可以有效提高硅橡胶在高温环境下的使用安全性,在建筑工程、航空航天和电子电气等领域具有重要应用。
传统的可瓷化硅橡胶主要由硅橡胶基体、补强填料、成瓷填料(例如:云母、硅灰石、碳酸钙和高岭土等)、低熔点助熔剂(例如:低熔点玻璃粉和硼酸盐等)和其他添加剂组成。成瓷填料和低熔点助熔剂是传统可瓷化硅橡胶中必不可少的成分,它们的作用是赋予硅橡胶瓷化性能。然而,传统可瓷化硅橡胶中往往需要添加大量的成瓷填料和低熔点助熔剂(≥45wt%)才具有较好的瓷化性能,这会严重劣化硅橡胶的力学性能和加工性能。此外,成瓷填料和低熔点助熔剂的大量添加还会大大增加硅橡胶的密度,无法满足当前对于材料轻量化的要求。
CN 106349698 A公开了一种陶瓷化防火耐火硅橡胶,在硅橡胶中最高添加有60质量份的瓷化粉和70质量份的二氧化硅,制备的硅橡胶具有较好的瓷化性能和防火耐火性能,但密度高达1.429g/cm3,而拉断伸长率和撕裂强度仅为226%和15.60kN/m。
CN 110922765 A公开了一种柔性耐热可陶瓷化硅橡胶复合材料,在硅橡胶中最高添加有50质量份硼化钛粉末和40质量份的助熔剂,制备的硅橡胶具有较好的瓷化性能和耐热性能,但密度高达1.310g/cm3,而拉伸强度和拉断伸长率仅为4.2MPa和225%。
Li等在硅橡胶中添加20质量份氢氧化铝作为成瓷填料,30质量份硼酸锌、30质量份熔点600℃的玻璃粉和60质量份熔点800℃的玻璃粉作为助熔剂,制备的硅橡胶具有较好的瓷化性能,但拉伸强度低于3MPa,拉断伸长率低于325%(Study of flame-retardedsilicone rubber with ceramifiable property,Fire and Materials,2020,44(4):487-496)。
综上可知,现有的可瓷化硅橡胶虽然具备较好的瓷化性能,但均存在明显的缺陷,尚难以完全满足实际应用需求,亟需开发一种兼具优异瓷化性能、优异力学性能和轻量化特点的硅橡胶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是:
一种轻质可瓷化硅橡胶,其包括以下质量份的组分:
甲基乙烯基硅橡胶:100份;
气相法白炭黑:30份~50份;
氧化硼:0.3份~0.8份;
铂化合物:15ppm~25ppm,按照铂在甲基乙烯基硅橡胶中的质量浓度计;
含氮硅烷:1.5份~3.0份;
羟基硅油:5份~9份;
含氢硅油:0.5份~0.9份;
硫化剂:1.5份~2.5份。
优选的,所述甲基乙烯基硅橡胶由乙烯基含量0.03mol%~0.08mol%的甲基乙烯基硅橡胶和乙烯基含量2.0mol%~4.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶按照质量比98:2~93:7复配而成。
优选的,所述乙烯基含量0.03mol%~0.08mol%的甲基乙烯基硅橡胶的数均分子量为500000g/mol~700000g/mol。
优选的,所述乙烯基含量2.0mol%~4.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶的数均分子量为500000g/mol~700000g/mol。
优选的,所述气相法白炭黑的比表面积为200m2/g~300m2/g。
优选的,所述氧化硼的平均粒径为10μm~100μm。
优选的,所述铂化合物为氯铂酸、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物中的至少一种。
优选的,所述含氮硅烷为N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-脲丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
优选的,所述羟基硅油的羟基含量为5wt%~10wt%。
优选的,所述含氢硅油的含氢量为1.0wt%~1.5wt%。
优选的,所述硫化剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯中的至少一种。
进一步优选的,所述硫化剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷。
上述轻质可瓷化硅橡胶的制备方法包括以下步骤:
1)将甲基乙烯基硅橡胶、气相法白炭黑、含氮硅烷、羟基硅油和含氢硅油加入捏合机,混炼1h~2h,再升温至140℃~160℃混炼2h~4h,再在120℃~130℃下抽真空混炼0.5h~1.5h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶;
2)将硅橡胶基础胶、氧化硼、铂化合物和硫化剂加入双辊开炼机,进行混炼,再160℃~
170℃硫化15min~30min,180℃~200℃硫化1h~2h,即得轻质可瓷化硅橡胶。
本发明的有益效果是:本发明的可瓷化硅橡胶的密度低,在常温下具有优异的力学性能,在高温下能够转变成坚硬致密的陶瓷体,瓷化性能优异,且其制备方法简单、原材料易得,便于进行大规模生产。
具体来说:
1)本发明的可瓷化硅橡胶中未添加传统的成瓷填料和低熔点助熔剂,而是通过添加微量的铂化合物、含氮硅烷和氧化硼,利用三者的协同作用来赋予硅橡胶优异的瓷化性能,高温下,硅橡胶分子链在铂化合物-含氮硅烷催化体系作用下会转变成类SiOC陶瓷,氧化硼在高温下会从[BO3]三角体结构转变成与SiOC陶瓷和白炭黑具有相似结构的[BO4]四面体结构,并通过Si-O-B结构进入到由硅橡胶基体转变形成的类SiOC陶瓷中,从而增强陶瓷体的强度,提高硅橡胶的瓷化性能;
2)本发明的可瓷化硅橡胶在常温下具有优异的力学性能,且密度低;
3)本发明的可瓷化硅橡胶的原料易得,制备工艺简单,易于实现工业化生产,具有良好的应用前景,可应用于电子电气、交通运输和建筑工程等领域。
附图说明
图1为对比例1和实施例1的硅橡胶1000℃处理1h后的数码照片。
图2为对比例1和实施例1的硅橡胶1000℃处理1h后得到的陶瓷体弯曲断面的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1:
一种轻质可瓷化硅橡胶,其制备方法包括以下步骤:
1)将93质量份乙烯基含量0.05mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量620000g/mol)、7质量份乙烯基含量3.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量640000g/mol)、40质量份比表面积280m2/g的气相法白炭黑、6质量份羟基含量8.5wt%的羟基硅油、0.6质量份含氢量1.2wt%的含氢硅油和2质量份的γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷加入捏合机,混炼2h,再升温至150℃混炼3h,再在120℃下抽真空混炼1h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶;
2)将步骤1)的硅橡胶基础胶、0.4质量份平均粒径75μm的氧化硼、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物(添加量按铂在甲基乙烯基硅橡胶中的质量浓度计为20ppm)和2质量份的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入双辊开炼机,混炼均匀后出片,再165℃硫化20min,分别制成2mm和3mm厚的胶片,再180℃二段硫化2h,即得轻质可瓷化硅橡胶。
2mm厚的胶片用于测定硅橡胶的密度和力学性能,测试结果如表1所示;3mm厚的胶片用于测定硅橡胶的瓷化性能,测试结果如表2所示。
实施例2:
一种轻质可瓷化硅橡胶,其制备方法包括以下步骤:
1)将98质量份乙烯基含量0.03mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量700000g/mol)、2质量份乙烯基含量4.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量500000g/mol)、50质量份比表面积200m2/g的气相法白炭黑、9质量份羟基含量5.0wt%的羟基硅油、0.5质量份含氢量1.5wt%的含氢硅油和1.5质量份的N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷加入捏合机,混炼2h,再升温至160℃混炼2h,再在130℃下抽真空混炼0.5h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶;
2)将步骤1)的硅橡胶基础胶、0.3质量份平均粒径10μm的氧化硼、氯铂酸的四氢呋喃溶液(添加量按铂在甲基乙烯基硅橡胶中的质量浓度计为15ppm)和1.5质量份的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入双辊开炼机,混炼均匀后出片,再160℃硫化30min,分别制成2mm和3mm厚的胶片,再200℃二段硫化1h,即得轻质可瓷化硅橡胶。
2mm厚的胶片用于测定硅橡胶的密度和力学性能,测试结果如表1所示;3mm厚的胶片用于测定硅橡胶的瓷化性能,测试结果如表2所示。
实施例3:
一种轻质可瓷化硅橡胶,其制备方法包括以下步骤:
1)将95质量份乙烯基含量0.08mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量500000g/mol)、5质量份乙烯基含量2.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量700000g/mol)、30质量份比表面积300m2/g的气相法白炭黑、5质量份羟基含量10.0wt%的羟基硅油、0.9质量份含氢量1.0wt%的含氢硅油和3质量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入捏合机,混炼1h,再升温至140℃混炼4h,再在120℃下抽真空混炼1.5h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶;
2)将步骤1)的硅橡胶基础胶、0.8质量份平均粒径100μm的氧化硼、氯铂酸的异丙醇溶液(添加量按铂在甲基乙烯基硅橡胶中的质量浓度计为25ppm)和2.5质量份的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入双辊开炼机,混炼均匀后出片,再170℃硫化15min,分别制成2mm和3mm厚的胶片,再190℃二段硫化1.5h,即得轻质可瓷化硅橡胶。
2mm厚的胶片用于测定硅橡胶的密度和力学性能,测试结果如表1所示;3mm厚的胶片用于测定硅橡胶的瓷化性能,测试结果如表2所示。
实施例4:
一种轻质可瓷化硅橡胶,其制备方法包括以下步骤:
1)将93质量份乙烯基含量0.05mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量620000g/mol)、7质量份乙烯基含量3.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量640000g/mol)、40质量份比表面积280m2/g的气相法白炭黑、6质量份羟基含量8.5wt%的羟基硅油、0.6质量份含氢量1.2wt%的含氢硅油和2质量份的γ-脲丙基三甲氧基硅烷加入捏合机,混炼2h,再升温至150℃混炼3h,再在120℃下抽真空混炼1h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶;
2)将步骤1)的硅橡胶基础胶、0.6质量份平均粒径50μm的氧化硼、氯铂酸的乙醇溶液(添加量按铂在甲基乙烯基硅橡胶中的质量浓度计为15ppm)和2质量份的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入双辊开炼机,混炼均匀后出片,再165℃硫化20min,分别制成2mm和3mm厚的胶片,再180℃二段硫化2h,即得轻质可瓷化硅橡胶。
2mm厚的胶片用于测定硅橡胶的密度和力学性能,测试结果如表1所示;3mm厚的胶片用于测定硅橡胶的瓷化性能,测试结果如表2所示。
实施例5:
一种轻质可瓷化硅橡胶,其制备方法包括以下步骤:
1)将93质量份乙烯基含量0.05mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量620000g/mol)、7质量份乙烯基含量3.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量640000g/mol)、40质量份比表面积280m2/g的气相法白炭黑、6质量份羟基含量8.5wt%的羟基硅油、0.6质量份含氢量1.2wt%的含氢硅油和2质量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入捏合机,混炼2h,再升温至150℃混炼3h,再在120℃下抽真空混炼1h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶;
2)将步骤1)的硅橡胶基础胶、0.4质量份平均粒径30μm的氧化硼、氯铂酸的四氢呋喃溶液(添加量按铂在甲基乙烯基硅橡胶中的质量浓度计为15ppm)和2质量份的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入双辊开炼机,混炼均匀后出片,再165℃硫化20min,分别制成2mm和3mm厚的胶片,再180℃二段硫化2h,即得轻质可瓷化硅橡胶。
2mm厚的胶片用于测定硅橡胶的密度和力学性能,测试结果如表1所示;3mm厚的胶片用于测定硅橡胶的瓷化性能,测试结果如表2所示。
对比例1:
一种硅橡胶,其制备方法包括以下步骤:
1)将93质量份乙烯基含量0.05mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量620000g/mol)、7质量份乙烯基含量3.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量640000g/mol)、40质量份比表面积280m2/g的气相法白炭黑、6质量份羟基含量8.5wt%的羟基硅油和0.6质量份含氢量1.2wt%的含氢硅油加入捏合机,混炼1.5h,再升温至150℃混炼3h,再在120℃下抽真空混炼1h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶;
2)将步骤1)的硅橡胶基础胶和2质量份的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入双辊开炼机,混炼均匀后出片,再165℃硫化20min,分别制成2mm和3mm厚的胶片,再180℃二段硫化2h,即得硅橡胶。
2mm厚的胶片用于测定硅橡胶的密度和力学性能,测试结果如表1所示;3mm厚的胶片用于测定硅橡胶的瓷化性能,测试结果如表2所示。
对比例2:
一种硅橡胶,其制备方法包括以下步骤:
1)将93质量份乙烯基含量0.05mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量620000g/mol)、7质量份乙烯基含量3.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量640000g/mol)、40质量份比表面积280m2/g的气相法白炭黑、6质量份羟基含量8.5wt%的羟基硅油和0.6质量份含氢量1.2wt%的含氢硅油加入捏合机,混炼1.5h,再升温至150℃混炼3h,再在120℃下抽真空混炼1h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶;
2)将步骤1)的硅橡胶基础胶、0.4质量份平均粒径75μm的氧化硼和2质量份的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入双辊开炼机,混炼均匀后出片,再165℃硫化20min,分别制成2mm和3mm厚的胶片,再180℃二段硫化2h,即得硅橡胶。
2mm厚的胶片用于测定硅橡胶的密度和力学性能,测试结果如表1所示;3mm厚的胶片用于测定硅橡胶的瓷化性能,测试结果如表2所示。
对比例3:
一种硅橡胶,其制备方法包括以下步骤:
1)将93质量份乙烯基含量0.05mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量620000g/mol)、7质量份乙烯基含量3.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶(数均分子量640000g/mol)、40质量份比表面积280m2/g的气相法白炭黑、6质量份羟基含量8.5wt%的羟基硅油、0.6质量份含氢量1.2wt%的含氢硅油和2质量份的γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷加入捏合机,混炼2h,再升温至150℃混炼3h,再在120℃下抽真空混炼1h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶;
2)将步骤1)的硅橡胶基础胶、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物(添加量按铂在甲基乙烯基硅橡胶中的质量浓度计为15ppm)和2质量份的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入双辊开炼机,混炼均匀后出片,再165℃硫化20min,分别制成2mm和3mm厚的胶片,再180℃二段硫化2h,即得硅橡胶。
2mm厚的胶片用于测定硅橡胶的密度和力学性能,测试结果如表1所示;3mm厚的胶片用于测定硅橡胶的瓷化性能,测试结果如表2所示。
性能测试:
1)对比例1和实施例1的硅橡胶经过1000℃处理1h后的数码照片如图1(图中的a为对比例1的硅橡胶,b为实施例1的硅橡胶)所示,得到的陶瓷体弯曲断面的扫描电镜(SEM)图如图2(图中的a为对比例1的硅橡胶,b为实施例1的硅橡胶)所示。
由图1和图2可知:实施例1的硅橡胶具有优异的瓷化性能,而对比例1的硅橡胶的瓷化性能很差。
2)实施例1~5和对比例1~3的硅橡胶的密度和力学性能测试结果如下表所示:
表1实施例1~5和对比例1~3的硅橡胶的密度和力学性能测试结果
Figure BDA0003139896970000071
注:
撕裂强度:参照“GB/T 529-2008硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月形试样)”进行测试,拉伸速率为500mm/min;
拉伸强度和断裂伸长率:参照“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”进行测试,拉伸速率为500mm/min;
硬度/Shore A:参照“GB/T 531.1-2008硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分:邵氏硬度计法(邵尔硬度)”进行测试。
由表1可知:实施例1~5的硅橡胶均具有优异的力学性能,且密度最大值仅为1.143g/cm3,密度远低于传统可瓷化硅橡胶。可见,在硅橡胶中同时引入由微量氧化硼、铂化合物和含氮硅烷组成的催化体系可以制备得到具有优异力学性能和较低密度的可瓷化硅橡胶。
3)实施例1~5和对比例1~3的硅橡胶的瓷化性能测试结果如下表所示:
表2实施例1~5和对比例1~3的硅橡胶的瓷化性能测试结果
Figure BDA0003139896970000081
注:
高温处理硅橡胶后得到的陶瓷体的弯曲强度、质量残余率和线性收缩率用来评价硅橡胶的瓷化性能,具体测试方法如下:
a)室温下,将尺寸为80mm×10mm×3mm的硅橡胶样品放入马弗炉中,以10℃/min的升温速率升温至1000℃后保温1h,然后降温至室温,取出样品,参照“GB/T 14390-2008精细陶瓷高温弯曲强度试验方法”测定陶瓷体的弯曲强度;
b)硅橡胶样品经过1000℃处理后,其质量残余率Wr和线性收缩率S分别按照公式(1)和(2)计算,式中,m1和m2分别表示样品经高温处理前后的质量,l1和l2分别表示样品高温处理前后的长度:
Wr=(m2/m1)×100% (1);
S=(l1-l2)/l1×100% (2);
c)采用数显电子密度计测量密度,型号为JC-1021,江苏江都天源试验机械有限公司。
由表2可知:对比例1的硅橡胶的瓷化性能差,经1000℃处理1h后形成的残余物几乎没有强度,质量残余率仅27.4wt%,与白炭黑在硅橡胶中的含量接近(26.9wt%),表明对比例1在高温下形成的残余物主要为不可降解的白炭黑补强填料。与对比例1的硅橡胶相比,单独添加氧化硼的对比例2的硅橡胶或添加20ppm二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物和2质量份γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷的对比例3的硅橡胶的瓷化性能均有较小幅度的提高,其中,对比例2的硅橡胶的陶瓷体强度为2.7MPa,对比例3的硅橡胶的陶瓷体强度仅0.6MPa;同时添加微量氧化硼、铂化合物和含氮硅烷的实施例1~5的硅橡胶的陶瓷体强度均高于4.2MPa,最高达6.0MPa。一方面是因为铂化合物-含氮硅烷体系高温下能够促进硅橡胶分子链的交联反应,增加质量残余率,形成的交联结构转变成类SiOC陶瓷,使陶瓷体变得密实;另一方面,氧化硼在高温下会从[BO3]三角体结构转变成与类SiOC陶瓷具有相似结构的[BO4]四面体结构,并通过Si-O-B结构进入到类SiOC陶瓷的结构中,增强陶瓷体的强度。因此,在氧化硼和铂化合物-含氮硅烷体系的协同作用下硅橡胶的瓷化性能显著提高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轻质可瓷化硅橡胶,其特征在于,其由以下质量份的组分组成:
甲基乙烯基硅橡胶:100份;
气相法白炭黑:30份~50份;
氧化硼:0.3份~0.8份;
铂化合物:15ppm~25ppm,按照铂在甲基乙烯基硅橡胶中的质量浓度计;
含氮硅烷:1.5份~3.0份;
羟基硅油:5份~9份;
含氢硅油:0.5份~0.9份;
硫化剂:1.5份~2.5份;
所述氧化硼的平均粒径为10μm~100μm;
所述铂化合物为氯铂酸、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物中的至少一种;
所述含氮硅烷为N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-脲丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的轻质可瓷化硅橡胶,其特征在于:所述甲基乙烯基硅橡胶由乙烯基含量0.03mol%~0.08mol%的甲基乙烯基硅橡胶和乙烯基含量2.0mol%~4.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶按照质量比98:2~93:7复配而成。
3.根据权利要求2所述的轻质可瓷化硅橡胶,其特征在于:所述乙烯基含量0.03mol%~0.08mol%的甲基乙烯基硅橡胶和乙烯基含量2.0mol%~4.0mol%的甲基乙烯基硅橡胶的数均分子量均为500000g/mol~700000g/mol。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的轻质可瓷化硅橡胶,其特征在于:所述气相法白炭黑的比表面积为200m2/g~300m2/g。
5.根据权利要求1~3中任意一项所述的轻质可瓷化硅橡胶,其特征在于:所述羟基硅油的羟基含量为5wt%~10wt%;所述含氢硅油的含氢量为1.0wt%~1.5wt%。
6.根据权利要求1~3中任意一项所述的轻质可瓷化硅橡胶,其特征在于:所述硫化剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯中的至少一种。
7.权利要求1~6中任意一项所述的轻质可瓷化硅橡胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将甲基乙烯基硅橡胶、气相法白炭黑、含氮硅烷、羟基硅油和含氢硅油加入捏合机,混炼1h~2h,再升温至140℃~160℃混炼2h~4h,再在120℃~130℃下抽真空混炼0.5h~1.5h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶;
2)将硅橡胶基础胶、氧化硼、铂化合物和硫化剂加入双辊开炼机,进行混炼,再160℃~170℃硫化15min~30min,180℃~200℃硫化1h~2h,即得轻质可瓷化硅橡胶。
CN202110734536.6A 2021-06-30 2021-06-30 一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法 Active CN113308120B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110734536.6A CN113308120B (zh) 2021-06-30 2021-06-30 一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110734536.6A CN113308120B (zh) 2021-06-30 2021-06-30 一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113308120A CN113308120A (zh) 2021-08-27
CN113308120B true CN113308120B (zh) 2022-05-24

Family

ID=77381006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110734536.6A Active CN113308120B (zh) 2021-06-30 2021-06-30 一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113308120B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114058188A (zh) * 2021-12-10 2022-02-18 浙江恒业成有机硅有限公司 一种耐高温中温硫化硅橡胶及其制备方法
CN115558300B (zh) * 2022-11-03 2023-05-30 新安天玉有机硅有限公司 一种混炼硅橡胶及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109867965A (zh) * 2019-03-26 2019-06-11 华东理工大学 一种耐高温硅橡胶材料及其制备方法与应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105153708B (zh) * 2015-08-11 2017-12-01 华南理工大学 一种有机硅‑硼陶瓷前驱体及其制备方法和应用
WO2017070893A1 (zh) * 2015-10-29 2017-05-04 国家纳米科学中心 一种陶瓷化硅橡胶、制备方法及用途
CN106674665A (zh) * 2016-12-12 2017-05-17 天长市康宁塑胶科技有限公司 一种高韧性导电氯丁橡胶材料
CN109438861A (zh) * 2018-12-12 2019-03-08 东至绿洲环保化工有限公司 耐高温硅橡胶及其制备方法
CN110845850B (zh) * 2019-11-07 2020-10-27 华南理工大学 一种可瓷化无卤阻燃硅橡胶及其制备方法
CN111635635A (zh) * 2020-06-28 2020-09-08 山西大学 一种粉煤灰基陶瓷化硅橡胶复合材料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109867965A (zh) * 2019-03-26 2019-06-11 华东理工大学 一种耐高温硅橡胶材料及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN113308120A (zh) 2021-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113308120B (zh) 一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法
CN110845850B (zh) 一种可瓷化无卤阻燃硅橡胶及其制备方法
CN106751889A (zh) 一种耐高温高强度硅橡胶组合物及其制备方法
CN106832960A (zh) 一种陶瓷化阻燃耐火硅橡胶复合材料及其制备方法
CN102424725A (zh) 一种耐高温抗烧蚀橡胶组合物及其制备方法
CN110128831A (zh) 一种具有优良成瓷性和阻燃性的陶瓷化硅橡胶及其制备方法与应用
CN111040454A (zh) 一种新型耐高温硅橡胶及其制备方法
CN110408218A (zh) 一种耐高温硅橡胶及其制备方法
CN114539786A (zh) 一种耐热增强的自修复聚硼硅氧烷复合材料的制备方法
CN114032045A (zh) 一种防火保温材料及其制备方法和应用
CN109962438A (zh) 一种阻燃防火的硅橡胶桥架及其制备方法
CN112375389A (zh) 一种耐高温硅橡胶及其制备方法和应用
CN112094502A (zh) 一种耐高温混炼硅橡胶及其制备方法
CN114395255B (zh) 一种耐火硅橡胶及其制备方法
CN111995861A (zh) 一种用于选择性激光烧结耐热制件的go/tpu复合粉体及其制备方法
CN116396695A (zh) 一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合材料及其制备方法
CN111117243A (zh) 一种防火耐磨电线电缆料及其制备工艺
CN114133745B (zh) 一种耐热剂、耐高温硅橡胶及其制备方法
CN115819981A (zh) 一种高强度低烟阻燃硅橡胶混炼胶及制备方法
CN115558296A (zh) 一种耐高温高强度硅橡胶组合物及其制备方法
CN115260766A (zh) 一种铝镀银导电橡胶及其制备方法和应用
CN111533953B (zh) 一种导热橡胶用高导热粉体的制备方法
CN111019355A (zh) 一种耐高温硅橡胶
CN115594979B (zh) 一种阻燃、耐漏电起痕的硅橡胶组合物及其制备方法和应用
CN113881233B (zh) 可陶瓷化硅橡胶复合材料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant