本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種阻燃耐高溫納米硅橡膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

硅橡膠的生產(chǎn)廠家一般擁有數(shù)十個(gè)乃至上百個(gè)品種牌號(hào)，多是按照商品特性和用途編號(hào)，也有按照硫化方式和化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類的。按照硫化溫度，硅橡膠可分為高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠。從包裝形式上則可以分為單組分、雙組分室溫硫化硅橡膠。按照聚合度，硅橡膠還可以分為混煉型硅橡膠和液體硅橡膠。

2005年，海南遭遇50年罕見(jiàn)的干旱和百年不遇的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害，硅橡膠生產(chǎn)遭受重創(chuàng)。為挖掘國(guó)內(nèi)硅橡膠種植、加工的發(fā)展?jié)摿Γ黾幼越o，中國(guó)橡膠行業(yè)做出了不懈的努力，認(rèn)真貫徹國(guó)家安全、節(jié)能、環(huán)保和清潔生產(chǎn)方針，并取得重大成果。尤其是橡膠助劑行業(yè)積極調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，綠色環(huán)保型助劑大幅增長(zhǎng)，防老劑優(yōu)良品種產(chǎn)量比例已達(dá)80%，促進(jìn)劑達(dá)50%，有毒、有害、高致癌的NOBS生產(chǎn)量得到有效控制；廢橡膠綜合利用率達(dá)65%以上，再生膠及膠粉后加工利用領(lǐng)域擴(kuò)大。

2006年，中國(guó)橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)六屆三次理事會(huì)討論通過(guò)并發(fā)布《中國(guó)橡膠工業(yè)“十一五”科學(xué)發(fā)展規(guī)劃意見(jiàn)》及橡膠行業(yè)“十一五”實(shí)施名牌戰(zhàn)略規(guī)劃意見(jiàn)。這是首次由協(xié)會(huì)組織制訂的行業(yè)規(guī)劃。規(guī)劃表明，橡膠工業(yè)“十一五”期間要走自主創(chuàng)新之路，全行業(yè)要切實(shí)轉(zhuǎn)入科學(xué)發(fā)展的軌道，使中國(guó)成為世界橡膠工業(yè)的強(qiáng)國(guó)。

中國(guó)橡膠行業(yè)的發(fā)展前景廣闊。到2010年，中國(guó)硅橡膠總消耗量將達(dá)到230萬(wàn)噸，橡膠工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將有較大變化，新型產(chǎn)品、更新?lián)Q代產(chǎn)品增多、新材料、新工藝應(yīng)用擴(kuò)大，生產(chǎn)技術(shù)有明顯進(jìn)步。

2011年，橡膠等原材料價(jià)格出現(xiàn)巨幅波動(dòng)，天然橡膠一季度創(chuàng)下43500元/噸的歷史最高紀(jì)錄，合成橡膠二、三季度發(fā)力上攻，漲幅達(dá)10000 元/噸，之后均出現(xiàn)大幅下跌。受橡膠價(jià)格劇烈波動(dòng)影響，輪胎等主要橡膠制品企業(yè)首當(dāng)其沖，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本難以控制，庫(kù)存風(fēng)險(xiǎn)加大，利潤(rùn)空間壓縮至2%-5%，行業(yè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

硅橡膠由硅、氧原子形成主鏈，側(cè)鏈為含碳基團(tuán)，用量最大是側(cè)鏈為乙烯的硅橡膠。既耐熱，又耐寒，使用溫度在100-300℃之間，它具有優(yōu)異的耐氣候性和耐臭氧性以用良好的絕緣性。缺點(diǎn)是強(qiáng)度低，抗撕裂性能差，耐磨性能也差。硅橡膠主要用于航空工業(yè)、電氣工業(yè)、食品工業(yè)及醫(yī)療工業(yè)等方面。

硅橡膠分熱硫化型（高溫硫化硅膠HTV）、室溫硫化型（RTV），其中室溫硫化型又分縮聚反應(yīng)型和加成反應(yīng)型。高溫硅橡膠主要用于制造各種硅橡膠制品，而室溫硅橡膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用。熱硫化型用量最大，熱硫化型又分甲基硅橡膠（MQ）、甲基乙烯基硅橡膠（VMQ，用量及產(chǎn)品牌號(hào)最多）、甲基乙烯基苯基硅橡膠PVMQ（耐低溫、耐輻射），其他還有睛硅橡膠、氟硅橡膠等。

工業(yè)部門所需要的大大小小的橡膠制品那就更多了，品種多，用途廣，有的還有特殊要求。主要的制品有膠帶、膠管、密封墊圈、膠輥、膠板、橡膠襯里及勞動(dòng)保護(hù)用品。在礦山、煤炭、冶金等工業(yè)方面應(yīng)用膠帶來(lái)運(yùn)輸成品，各地都在不斷出現(xiàn)，為了大型生產(chǎn)的霄要，還生產(chǎn)出鋼絲繩芯運(yùn)輸帶和合成纖維運(yùn)輸帶。礦用磨機(jī)橡膠襯里，以鍛膠代替錳鋼，使用壽命提高了二至四倍，還減小了噪音，這一產(chǎn)品已在世界范圍內(nèi)推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種熱變形溫度高、拉伸強(qiáng)度高、氧指數(shù)高和伸長(zhǎng)率高的阻燃耐高溫納米硅橡膠及其制備方法，解決現(xiàn)有橡膠材料熱變形溫度低和氧指數(shù)低等技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種阻燃耐高溫納米硅橡膠，其原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：硅橡膠100份，納米鈦白粉5-15份，過(guò)氧化二異丙苯0.6-1份，月桂酸二丁基錫0.5-0.45份，對(duì)甲苯磺酸三乙胺0.2-0.6份，四溴雙酚為6-10份，三氧化二銻5-25份，十溴二苯醚20-40份，過(guò)氧化環(huán)己酮0.5-2.5份，過(guò)氧化苯甲酰1-5份。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述阻燃耐高溫納米硅橡膠的原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：硅橡膠100份，納米鈦白粉5份，過(guò)氧化二異丙苯0.6份，月桂酸二丁基錫0.5份，對(duì)甲苯磺酸三乙胺0.2份，四溴雙酚為6份，三氧化二銻5份，十溴二苯醚20份，過(guò)氧化環(huán)己酮0.5份，過(guò)氧化苯甲酰1份。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述阻燃耐高溫納米硅橡膠的原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：硅橡膠100份，納米鈦白粉15份，過(guò)氧化二異丙苯1份，月桂酸二丁基錫0.45份，對(duì)甲苯磺酸三乙胺0.6份，四溴雙酚為10份，三氧化二銻25份，十溴二苯醚40份，過(guò)氧化環(huán)己酮2.5份，過(guò)氧化苯甲酰5份。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述阻燃耐高溫納米硅橡膠的原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：硅橡膠100份，納米鈦白粉10份，過(guò)氧化二異丙苯0.8份，月桂酸二丁基錫0.48份，對(duì)甲苯磺酸三乙胺0.4份，四溴雙酚為8份，三氧化二銻15份，十溴二苯醚30份，過(guò)氧化環(huán)己酮1.5份，過(guò)氧化苯甲酰3份。

一種制備所述的阻燃耐高溫納米硅橡膠的方法，步驟為：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取硅橡膠、納米鈦白粉、過(guò)氧化二異丙苯、月桂酸二丁基錫、對(duì)甲苯磺酸三乙胺、四溴雙酚、三氧化二銻、十溴二苯醚、過(guò)氧化環(huán)己酮和過(guò)氧化苯甲酰；

第二步：將硅橡膠投入高速混合機(jī)中，升溫至100-120℃，加入剩余原料，升溫至140-150℃，混合速度800-1000r/min，混合40-50min；

第三步：混合后的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融塑化造粒，溫度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺桿轉(zhuǎn)速120-140r/min。

有益效果

本發(fā)明所述一種阻燃耐高溫納米硅橡膠及其制備方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：1、耐油性能好、耐腐蝕，成本低，彎曲強(qiáng)度80-100MPa，氧指數(shù)40-50%；2、拉伸強(qiáng)度50-70MPa，維卡軟化點(diǎn)150-170℃，耐磨性和彈性優(yōu)良，彈性模量13-15MPa；3、邵氏硬度110-120，原料資源豐富，沖擊強(qiáng)度70-80J/m；4、斷裂伸長(zhǎng)率220-260%，可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，在高溫環(huán)境下長(zhǎng)期工作不易老化，符合環(huán)保要求，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的其他替代手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。

實(shí)施例1：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取硅橡膠100份，納米鈦白粉5份，過(guò)氧化二異丙苯0.6份，月桂酸二丁基錫0.5份，對(duì)甲苯磺酸三乙胺0.2份，四溴雙酚為6份，三氧化二銻5份，十溴二苯醚20份，過(guò)氧化環(huán)己酮0.5份，過(guò)氧化苯甲酰1份。

第二步：將硅橡膠投入高速混合機(jī)中，升溫至100℃，加入剩余原料，升溫至140℃，混合速度800r/min，混合40min。

第三步：混合后的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融塑化造粒，溫度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺桿轉(zhuǎn)速120r/min。

耐油性能好、耐腐蝕，成本低，彎曲強(qiáng)度80MPa，氧指數(shù)40%；拉伸強(qiáng)度50MPa，維卡軟化點(diǎn)150℃，耐磨性和彈性優(yōu)良，彈性模量13MPa；邵氏硬度110，原料資源豐富，沖擊強(qiáng)度70J/m；斷裂伸長(zhǎng)率220%，可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，在高溫環(huán)境下長(zhǎng)期工作不易老化。

實(shí)施例2：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取硅橡膠100份，納米鈦白粉15份，過(guò)氧化二異丙苯1份，月桂酸二丁基錫0.45份，對(duì)甲苯磺酸三乙胺0.6份，四溴雙酚為10份，三氧化二銻25份，十溴二苯醚40份，過(guò)氧化環(huán)己酮2.5份，過(guò)氧化苯甲酰5份。

第二步：將硅橡膠投入高速混合機(jī)中，升溫至120℃，加入剩余原料，升溫至150℃，混合速度1000r/min，混合50min。

第三步：混合后的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融塑化造粒，溫度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺桿轉(zhuǎn)速140r/min。

耐油性能好、耐腐蝕，成本低，彎曲強(qiáng)度90MPa，氧指數(shù)45%；拉伸強(qiáng)度60MPa，維卡軟化點(diǎn)160℃，耐磨性和彈性優(yōu)良，彈性模量14MPa；邵氏硬度115，原料資源豐富，沖擊強(qiáng)度75J/m；斷裂伸長(zhǎng)率240%，可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，在高溫環(huán)境下長(zhǎng)期工作不易老化。

實(shí)施例3：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取硅橡膠100份，納米鈦白粉10份，過(guò)氧化二異丙苯0.8份，月桂酸二丁基錫0.48份，對(duì)甲苯磺酸三乙胺0.4份，四溴雙酚為8份，三氧化二銻15份，十溴二苯醚30份，過(guò)氧化環(huán)己酮1.5份，過(guò)氧化苯甲酰3份。

第二步：將硅橡膠投入高速混合機(jī)中，升溫至110℃，加入剩余原料，升溫至145℃，混合速度900r/min，混合45min。

第三步：混合后的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融塑化造粒，溫度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺桿轉(zhuǎn)速130r/min。

耐油性能好、耐腐蝕，成本低，彎曲強(qiáng)度100MPa，氧指數(shù)50%；拉伸強(qiáng)度70MPa，維卡軟化點(diǎn)170℃，耐磨性和彈性優(yōu)良，彈性模量15MPa；邵氏硬度120，原料資源豐富，沖擊強(qiáng)度80J/m；斷裂伸長(zhǎng)率260%，可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，在高溫環(huán)境下長(zhǎng)期工作不易老化。