一種具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法。包括如下步驟：將甲基乙烯基硅橡膠80～100份、氯化丁基橡膠5～10份、古馬隆樹脂3～6份、酚醛樹脂5～10份在真空捏合機(jī)中捏合10～20分鐘，再加入白碳黑5～10份、陶土3～6份攪拌均勻；將第1步所得的混合物中加入丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物6～12份、多元醇2～4份、檸檬酰三乙酸1～3份、焦亞硫酸鈉2～4份，升溫，熱煉；抽真空；再將第2步所得的混合物與聚甲基丙烯酸甲酯3～5份、三縮乙二醇雙甲基丙烯酸酯3～6份在開放式煉膠機(jī)上混合均勻，再在平板硫化機(jī)上與硫化劑進(jìn)行硫化。本發(fā)明提供的硅橡膠具有良好的機(jī)械性能和耐低溫破壞性能。
【專利說明】一種具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，屬于高分子材料技 術(shù)領(lǐng)域。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004] 硅橡膠以其優(yōu)良的耐熱、耐寒、耐候、阻燃、電絕緣等特性，現(xiàn)正在傳送、通信、電 氣、機(jī)械、能源、建筑等領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用。過去，硅橡膠給人們的印象是高價的材料，但通過 有機(jī)硅制造廠對提高生產(chǎn)效率的努力、制品加工廠的技術(shù)改進(jìn)和操作工藝的簡單化，其 普通的用途也在迅速擴(kuò)大。而且，有效利用有機(jī)硅具有的這些特性，在根據(jù)用途進(jìn)行賦 予了新特性的制品開發(fā)的同時，各公司也正在開拓新的市場。
[0005] 有機(jī)硅聚合物的主鏈?zhǔn)且許i-Ο鍵為骨架的硅氧烷鍵，鍵能比C-C鍵高約25%， 化學(xué)性能穩(wěn)定，因此與一般的有機(jī)材料相比，其耐熱性、耐候性極其優(yōu)良。同時，由于娃 氧烷鍵的柔軟性高，通常用的聚二甲基硅氧烷的側(cè)鏈為相互作用弱的甲基，所以分子間 的吸引力小，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，耐寒性也非常好。硅橡膠膠料及其制品是通過在這種 有機(jī)硅聚合物中混入白炭黑等填充劑、硫化劑、各種添加劑進(jìn)行制造的。
[0006] 硅橡膠按其硫化機(jī)理不同可分為熱硫化型、室溫硫化型和加成反應(yīng)型三大類。
[0007] 硅橡膠特性包括有：（1)耐高、低溫性，在所有橡膠中，硅橡膠的工作溫度范圍最 廣闊（-100?350°C)。例如，經(jīng)過適當(dāng)配合的乙烯基硅橡膠或低苯基硅橡膠，經(jīng)250°C數(shù) 千小時或300°C數(shù)百小時熱空氣老化后仍能保持彈性；低苯基硅橡膠硫化膠經(jīng)350°C數(shù)十 小時熱空氣老化后仍能保持彈性，它的玻璃化溫度為_140°C，其硫化膠在-70?100°C的 溫度下仍具有彈性。硅橡膠用于火箭噴管內(nèi)壁防熱涂層時，能耐瞬時數(shù)千度的高溫。（2)耐 臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能，硅橡膠硫化膠在自由狀態(tài)下置于室外曝曬 數(shù)年后，性能無顯著變化。（3)電絕緣性能，硅橡膠硫化膠的電絕緣性能在受潮、頻率變化 或溫度升高時變化較小，燃燒后生成的二氧化硅仍為絕緣體。此外，硅橡膠分子結(jié)構(gòu)中碳 原子少，而且不用炭黑作填料，因此在電弧放電時不易發(fā)生焦燒，在高壓場合使用十分可 靠。它的耐電暈性和耐電弧性極好，耐電暈壽命是聚四氟乙烯的1000倍，耐電弧壽命是 氟橡膠的20倍。（4)特殊的表面性能和生理惰性，硅橡膠的表面能比大多數(shù)有機(jī)材料小， 具有低吸濕性，長期浸于水中吸水率僅為1%左右，物理性能不下降，防霉性能良好，與許 多材料不發(fā)生粘合，可起隔離作用。硅橡膠無味、無毒，對人體無不良影響，與機(jī)體組織反應(yīng) 輕微，具有優(yōu)良生理惰性和生理老化性。（5)高透氣性，硅橡膠和其它高分子材料相比，具 有良好的透氣性，室溫下對氮?dú)?、氧氣和空氣的透過量比NR高30?40倍；對氣體滲透 具有選擇性，如對二氧化碳透過性為氧氣的5倍左右。（6)生物醫(yī)學(xué)性能，硅橡膠分子結(jié) 構(gòu)的特性使它具有優(yōu)良的生物醫(yī)學(xué)性能，大量動物和人體試驗(yàn)的成功應(yīng)用證明了這一點(diǎn)。
[0008] 眾所周知，在目前所有的橡膠品種中，硅橡膠具有最低的玻璃化溫度（取），是耐 寒性最好的橡膠。一般的高溫硫化硅橡膠，其脆性溫度為_60°C，可在-50?200°C溫度區(qū) 間長期使用。但隨著溫度的降低，硅橡膠的模量、拉伸強(qiáng)度和壓縮永久變形增大，拉伸伸長 率和回彈性降低。這是由于硅橡膠在玻璃化溫度之上就低溫結(jié)晶所引起的。
[0009]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：硅橡膠在低溫下長期使用后，會出現(xiàn)拉伸伸長率 下降、回彈性降低的問題，對其的制備方法進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種具有高彈性性能的耐低溫 硅橡膠的制備方法。
[0011] 技術(shù)方案： 一種具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，包括如下步驟： 第1步：按重量份計，將甲基乙烯基硅橡膠80?100份、氯化丁基橡膠5?10份、古 馬隆樹脂3?6份、酚醛樹脂5?10份在真空捏合機(jī)中捏合10?20分鐘，再加入白碳黑 5?10份、陶土 3?6份攪拌均勻； 第2步：將第1步所得的混合物中加入丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物6?12份、多元醇 2?4份、檸檬酰三乙酸1?3份、焦亞硫酸鈉2?4份，升溫，熱煉；抽真空； 第3步：再將第2步所得的混合物與聚甲基丙烯酸甲酯3?5份、三縮乙二醇雙甲基丙 烯酸酯3?6份在開放式煉膠機(jī)上混合均勻，再在平板硫化機(jī)上與硫化劑進(jìn)行硫化。
[0012] 所述的多元醇選自甘油、丙二醇、山梨醇、聚乙二醇或者乙氧基二甘醇醚。
[0013] 所述的第2步中，升溫溫度是160?180°C。
[0014] 所述的第2步中，熱煉時間是1?2小時。
[0015] 所述的第2步中，真空度在-0. 1?-0. 05 MPa。
[0016] 所述的第2步中，抽真空30?60分鐘。
[0017] 所述的第3步中，硫化溫度是180?190°C。
[0018] 所述的第3步中，硫化壓力是12?20MPa。
[0019] 所述的第3步中，硫化時間是10?30 min。
[0020] 所述的丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物是經(jīng)過鈦酸酯偶聯(lián)劑改性得到的。
[0021] 有益效果 本發(fā)明提供的硅橡膠具有良好的機(jī)械性能和耐低溫破壞性能。
[0022]

【具體實(shí)施方式】
[0023] 實(shí)施例1 第1步：將甲基乙烯基硅橡膠80Kg、氯化丁基橡膠5Kg、古馬隆樹脂3Kg、酚醛樹脂5Kg 在真空捏合機(jī)中捏合10分鐘，再加入白碳黑5Kg、陶土 3Kg攪拌均勻； 第2步：將第1步所得的混合物中加入丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物6Kg、山梨醇2Kg、檸 檬酰三乙酸lKg、焦亞硫酸鈉2Kg，升溫，升溫溫度是160°C，熱煉，熱煉時間是1小時；抽真 空，真空度在-0. IMPa，抽真空30分鐘； 第3步：再將第2步所得的混合物與聚甲基丙烯酸甲酯3Kg、三縮乙二醇雙甲基丙烯 酸酯3Kg在開放式煉膠機(jī)上混合均勻，再在平板硫化機(jī)上與硫化劑進(jìn)行硫化，硫化溫度是 180°C，硫化壓力是12MPa，硫化時間是10 min。
[0024] 實(shí)施例2 第1步：將甲基乙烯基硅橡膠l〇〇Kg、氯化丁基橡膠10Kg、古馬隆樹脂6Kg、酚醛樹脂 l〇Kg在真空捏合機(jī)中捏合20分鐘，再加入白碳黑10Kg、陶土 6Kg攪拌均勻； 第2步：將第1步所得的混合物中加入丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物12Kg、山梨醇4Kg、 檸檬酰三乙酸3Kg、焦亞硫酸鈉4Kg，升溫，升溫溫度是180°C，熱煉，熱煉時間是2小時；抽 真空，真空度在05 MPa，抽真空60分鐘； 第3步：再將第2步所得的混合物與聚甲基丙烯酸甲酯5Kg、三縮乙二醇雙甲基丙烯 酸酯6Kg在開放式煉膠機(jī)上混合均勻，再在平板硫化機(jī)上與硫化劑進(jìn)行硫化，硫化溫度是 190°C，硫化壓力是20MPa，硫化時間是30 min。
[0025] 實(shí)施例3 第1步：將甲基乙烯基硅橡膠90Kg、氯化丁基橡膠7Kg、古馬隆樹脂5Kg、酚醛樹脂7Kg 在真空捏合機(jī)中捏合15分鐘，再加入白碳黑7Kg、陶土 5Kg攪拌均勻； 第2步：將第1步所得的混合物中加入丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物8Kg、山梨醇3Kg、檸 檬酰三乙酸2Kg、焦亞硫酸鈉3Kg，升溫，升溫溫度是170°C，熱煉，熱煉時間是1小時；抽真 空，真空度在-0. 08 MPa，抽真空40分鐘； 第3步：再將第2步所得的混合物與聚甲基丙烯酸甲酯4Kg、三縮乙二醇雙甲基丙烯 酸酯5Kg在開放式煉膠機(jī)上混合均勻，再在平板硫化機(jī)上與硫化劑進(jìn)行硫化，硫化溫度是 185°C，硫化壓力是17MPa，硫化時間是20 min。
[0026] 實(shí)施例4 與實(shí)施例3的區(qū)別在于：丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物是經(jīng)過鈦酸酯偶聯(lián)劑改性得到的， 改性方法是將1倍重量的丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物分散于0. 2倍重量的乙酸乙酯中，再 加入0. 05倍重量鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-40U0. 05倍重量的偶氮雙甲酰胺、0. 05倍重量的甲基 異丁基酮、〇. 1倍重量的蓖麻油氧化丙烯聚合物，升溫至150?160°C，保溫2?3小時，放 冷，即可。
[0027] 第1步：將甲基乙烯基硅橡膠90Kg、氯化丁基橡膠7Kg、古馬隆樹脂5Kg、酚醛樹脂 7Kg在真空捏合機(jī)中捏合15分鐘，再加入白碳黑7Kg、陶土 5Kg攪拌均勻； 第2步：將第1步所得的混合物中加入鈦酸酯偶聯(lián)劑改性得到的丙烯酸酯-丙烯酰胺 共聚物8Kg、山梨醇3Kg、檸檬酰三乙酸2Kg、焦亞硫酸鈉3Kg，升溫，升溫溫度是170°C，熱煉， 熱煉時間是1小時；抽真空，真空度在-〇. 08 MPa，抽真空40分鐘； 第3步：再將第2步所得的混合物與聚甲基丙烯酸甲酯4Kg、三縮乙二醇雙甲基丙烯 酸酯5Kg在開放式煉膠機(jī)上混合均勻，再在平板硫化機(jī)上與硫化劑進(jìn)行硫化，硫化溫度是 185°C，硫化壓力是17MPa，硫化時間是20 min。
[0028] 對照例1 與實(shí)施例3的區(qū)別在于：未加入焦亞硫酸鈉。
[0029] 第1步：將甲基乙烯基硅橡膠90Kg、氯化丁基橡膠7Kg、古馬隆樹脂5Kg、酚醛樹脂 7Kg在真空捏合機(jī)中捏合15分鐘，再加入白碳黑7Kg、陶土 5Kg攪拌均勻； 第2步：將第1步所得的混合物中加入丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物8Kg、山梨醇3Kg、檸 檬酰三乙酸2Kg，升溫，升溫溫度是170°C，熱煉，熱煉時間是1小時；抽真空，真空度在-0. 08 MPa，抽真空40分鐘； 第3步：再將第2步所得的混合物與聚甲基丙烯酸甲酯4Kg、三縮乙二醇雙甲基丙烯 酸酯5Kg在開放式煉膠機(jī)上混合均勻，再在平板硫化機(jī)上與硫化劑進(jìn)行硫化，硫化溫度是 185°C，硫化壓力是17MPa，硫化時間是20 min。
[0030] 對照例2 與實(shí)施例3的區(qū)別在于：未加入丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物。
[0031] 第1步：將甲基乙烯基硅橡膠90Kg、氯化丁基橡膠7Kg、古馬隆樹脂5Kg、酚醛樹脂 7Kg在真空捏合機(jī)中捏合15分鐘，再加入白碳黑7Kg、陶土 5Kg攪拌均勻； 第2步：將第1步所得的混合物中加入山梨醇3Kg、檸檬酰三乙酸2Kg、焦亞硫酸鈉3Kg， 升溫，升溫溫度是170°C，熱煉，熱煉時間是1小時；抽真空，真空度在-0. 08 MPa，抽真空40 分鐘； 第3步：再將第2步所得的混合物與聚甲基丙烯酸甲酯4Kg、三縮乙二醇雙甲基丙烯 酸酯5Kg在開放式煉膠機(jī)上混合均勻，再在平板硫化機(jī)上與硫化劑進(jìn)行硫化，硫化溫度是 185°C，硫化壓力是17MPa，硫化時間是20 min。
[0032] 性能試驗(yàn) 對實(shí)施例1?4和對照例中所得的硅橡膠進(jìn)行機(jī)械性能測試，結(jié)果表1所示，檢測方法 參照GB/T 11211-1989《硫化橡膠與金屬粘合強(qiáng)度的測定》。
[0033] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：第1 步：按重量份計，將甲基乙烯基硅橡膠80?100份、氯化丁基橡膠5?10份、古馬隆樹脂 3?6份、酚醛樹脂5?10份在真空捏合機(jī)中捏合10?20分鐘，再加入白碳黑5?10份、 陶土 3?6份攪拌均勻；第2步：將第1步所得的混合物中加入丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚 物6?12份、多元醇2?4份、檸檬酰三乙酸1?3份、焦亞硫酸鈉2?4份，升溫，熱煉； 抽真空；第3步：再將第2步所得的混合物與聚甲基丙烯酸甲酯3?5份、三縮乙二醇雙甲 基丙烯酸酯3?6份在開放式煉膠機(jī)上混合均勻，再在平板硫化機(jī)上與硫化劑進(jìn)行硫化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，其特征在于： 所述的多元醇選自甘油、丙二醇、山梨醇、聚乙二醇或者乙氧基二甘醇醚。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，其特征在于： 所述的第2步中，升溫溫度是160?180°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，其特征在于： 所述的第2步中，熱煉時間是1?2小時。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，其特征在于： 所述的第2步中，真空度在-0. 1?-0. 05 MPa。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，其特征在于： 所述的第2步中，抽真空30?60分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，其特征在于： 所述的第3步中，硫化溫度是180?190°C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，其特征在于： 所述的第3步中，硫化壓力是12?20MPa。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，其特征在于： 所述的第3步中，硫化時間是10?30 min。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高彈性性能的耐低溫硅橡膠的制備方法，其特征在于： 所述的丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物是經(jīng)過鈦酸酯偶聯(lián)劑改性得到的。
【文檔編號】C08L33/04GK104194352SQ201410507598
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】陳凌, 王琰, 任琪, 程曉 申請人:無錫康柏斯機(jī)械科技有限公司