一種柔性接頭用硅橡膠材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于特種功能性橡膠材料及其生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種柔性接頭用硅橡膠 材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由活動(dòng)體、固定體及柔性接頭組成的柔性噴管是推力矢量控制的一種重要方式。 以柔性噴管發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的運(yùn)載器可望作為一個(gè)空間運(yùn)輸工具的助推器用于載人航天、空 間站物資運(yùn)輸、星際運(yùn)輸、登月運(yùn)輸、衛(wèi)星搭載等重要的航天領(lǐng)域。而以柔性噴管發(fā)動(dòng)機(jī)為 基礎(chǔ)的運(yùn)載器可望應(yīng)用于大型戰(zhàn)略導(dǎo)彈、小型防空、反導(dǎo)、潛射導(dǎo)彈等。柔性接頭是柔性噴 管的核心部件，由若干同心的環(huán)狀球體橡膠層、增強(qiáng)件、前后法蘭層疊組成，具備輕質(zhì)、小力 矩、寬溫域(+60°C~_40°C)使用范圍的特性。
[0003] 為滿足柔性接頭寬溫域的使用條件，硅橡膠彈性材料是柔性接頭的首選。以柔性 接頭，尤其是小型柔性接頭為基礎(chǔ)的柔性噴管技術(shù)的進(jìn)步和廣泛應(yīng)用，對(duì)柔性接頭的彈性 比力矩要求越來越小，這就導(dǎo)致了柔性接頭用硅橡膠材料要有更低的硬度。目前，柔性接頭 用硅橡膠材料的邵氏硬度一般在35度，如李勝華[1 ]等(李勝華，何永祝，張勁松，等.柔性接 頭用低模量硅橡膠配方及界面粘接技術(shù)研究)研制的柔性接頭用硅橡膠，已不能滿足小型 柔性接頭對(duì)硅橡膠低硬度的技術(shù)要求。一些室溫硫化硅橡膠材料、密封用的硅橡膠膩?zhàn)拥?橡膠材料的邵氏硬度低于25度，有的甚至只有十幾度，但其力學(xué)拉伸強(qiáng)度只有IMPa~2MPa， 或者是低于IMPa。隨著硅橡膠硬度的下降，尤其是低于邵氏硬度25度時(shí)，其力學(xué)性能下降較 多而無法使用或使用壽命很短，這是很不經(jīng)濟(jì)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)柔性接頭，尤其是小型柔性接頭用低硬度硅橡膠而研制的一 種柔性接頭用硅橡膠材料及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 娃橡膠材料由苯基娃橡膠、乙基娃橡膠、白炭黑、結(jié)構(gòu)控制劑、低模量添加劑、助交 聯(lián)劑、著色劑和過氧化物交聯(lián)引發(fā)劑混合而成，各組分的配比如下：
[0007] 苯基硅橡膠100份，其中，苯基含量為3 %-30 %，乙烯基含量為0.05%-0.5 %，分子 量為40-100萬；
[0008] 乙基硅橡膠15~30份，其中，乙基含量為5%-30%，乙烯基含量為0.05%-0.5%， 分子量為40-100萬；
[0009] 白炭黑 20~50份
[0010] 結(jié)構(gòu)控制劑5~10份
[0011] 低模量添加劑3~10份，該低模量添加劑為長(zhǎng)鏈烷基硅油，分子結(jié)構(gòu)如下：
[0013] 其中：n = 5_15 ;m = 5_15
[0014] 助交聯(lián)劑2~6份，助交聯(lián)劑為多乙烯基硅油，乙烯基含量5%-10%;
[0015] 著色劑 0.2~5份
[0016] 過氧化物交聯(lián)引發(fā)劑 0.6~2份。
[0017]所述的白炭黑為比表面積大于l〇〇m2/g的氣相法白炭黑。
[0018]所述的結(jié)構(gòu)控制劑為六甲基環(huán)三硅氮烷、六甲基二硅氮烷或羥基硅油。
[0019]所述的著色劑為氧化鐵、鈦白粉、鉻綠或炭黑。
[0020]所述的過氧化物交聯(lián)引發(fā)劑為:2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷、過氧化二 異丙苯、雙叔丁過氧異丙基苯。
[0021 ]制備權(quán)利要求1所述的柔性接頭用硅橡膠材料方法如下：
[0022] (1)膠料的混煉:按配比稱取苯基硅橡膠、乙基硅橡膠、白炭黑、結(jié)構(gòu)控制劑、低模 量添加劑、助交聯(lián)劑、著色劑和過氧化物交聯(lián)引發(fā)劑，在兩輥煉膠機(jī)或捏合機(jī)上混煉均勻， 制成柔性接頭用低硬度高強(qiáng)度硅橡膠膠料，出片待用；
[0023] (2)膠料的硫化成型:將柔性接頭用低硬度高強(qiáng)度硅橡膠膠料放入模腔中，在平板 硫化機(jī)上進(jìn)行一段硫化，硫化溫度160~180°C;或利用擠出機(jī)擠出成型，該成型模設(shè)置有帶 電加熱裝置，其溫度控制在1〇〇~500°C;然后將一段硫化后的制品在電熱鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn) 行200°C二段硫化即可;其成型的橡膠材料形狀根據(jù)需要制成。
[0024] 膠料的混煉在雙輥煉膠機(jī)上進(jìn)行或在捏合機(jī)中進(jìn)行。
[0025]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，
[0026]本發(fā)明利用長(zhǎng)鏈烷基硅油作為低模量添加劑，有效地降低硅橡膠材料的硬度，通 過助交聯(lián)劑來改善硅橡膠材料的力學(xué)強(qiáng)度，使研制的硅橡膠材料在硬度降低的同時(shí)仍保持 了原有的力學(xué)強(qiáng)度。
[0027] 本發(fā)明以苯基硅橡膠為基膠，其中，苯基含量為3 %_30 %，乙烯基含量為0.05 %-0.5%，分子量為40-100萬，滿足小型柔性接頭用硅橡膠材料對(duì)力學(xué)性能的要求。利用乙基 硅橡膠15~30份，其中，乙基含量為5 %-30 %，乙烯基含量為0.05%-0.5 %，分子量為40-100萬，改善苯基硅橡膠的高低溫性能，保持橡膠材料在-40°C~+60°C溫度范圍的性能穩(wěn) 定。
[0028] 1、選擇長(zhǎng)鏈烷基硅油來降低硅橡膠的硬度，長(zhǎng)鏈烷基硅油添加量少，價(jià)格低廉，經(jīng) 濟(jì)性好；
[0029] 2、該低硬度高強(qiáng)度硅橡膠材料，在_40°C~+60°C溫度范圍內(nèi)能保持較低的硬度；
[0030] 3、控制各組分的配比達(dá)到低硬度和力學(xué)性能的平衡，實(shí)現(xiàn)了硅橡膠在小于25度硬 度的情況下，拉伸強(qiáng)度大于6.5MPa。
[0031]該材料經(jīng)熱硫化成型后硬度小于25度，強(qiáng)度大于6.5MPa，制備方法簡(jiǎn)單，成本較 低，經(jīng)濟(jì)性好。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步地詳述：
[0033] -種添加低模量添加劑的柔性接頭用低硬度高強(qiáng)度硅橡膠材料，其特征在于它是 由苯基硅橡膠、乙基硅橡膠、白炭黑、結(jié)構(gòu)控制劑、低模量添加劑、助交聯(lián)劑、著色劑和過氧 化物交聯(lián)引發(fā)劑混合而成。各組分的配比如下： 苯基娃橡膠 100份 乙基硅橡膠 15~30份 白炭黑 20~50份 結(jié)構(gòu)控制劑 5~10份
[0034] 低模量添加劑 3~10份 助交聯(lián)劑 2~6份 著色劑 0. 2~5份 過氧化物交聯(lián)引發(fā)劑 0. 6~2份
[0035] 所述的苯基硅橡膠的苯基含量為3%-30%，乙烯基含量為0.05%-0.5%，分子量 為40-100 萬。
[0036] 所述的乙基硅橡膠的乙基含量為5%-30%，乙烯基含量為0.05%-0.5%，分子量 為40-100 萬。
[0037]所述的白炭黑為比表面積大于100m2/g的氣相法白炭黑。
[0038]所述的低模量添加劑，該低模量添加劑為長(zhǎng)鏈烷基硅油，分子結(jié)構(gòu)如下：
[0040]其中：n = 5_15 ;m = 5_15
[0041 ]所述的結(jié)構(gòu)控制劑為六甲基環(huán)三硅氮烷、六甲基二硅氮烷、羥基硅油。
[0042]所述的助交聯(lián)劑為多乙烯基硅油，乙烯基含量5 %-10 %。
[0043] 所述的著色劑為氧化鐵、鈦白粉、鉻綠、炭黑等。
[0044] 所述的過氧化物交聯(lián)引發(fā)劑為:2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷(雙二五）、 過氧化二異丙苯(DCP)、雙叔丁過氧異丙基苯(BIPB)。
[0045] 所述的柔性接頭用低硬度高強(qiáng)度硅橡膠的制備方法，其特征在于其制備的方式如 下：
[0046] (1)膠料的混煉:按配比稱取苯基硅橡膠、乙基硅橡膠、白炭黑、結(jié)構(gòu)控制劑、低模 量添加劑、助交聯(lián)劑、著色劑和過氧化物交聯(lián)引發(fā)劑，在兩輥煉膠機(jī)或捏合機(jī)上混煉均勻， 制成柔性接頭用低硬度高強(qiáng)度硅橡膠膠料，出片待用；
[0047] (2)膠料的硫化成型:將柔性接頭用低硬度高強(qiáng)度硅橡膠膠料放入模腔中，在平板 硫化機(jī)上進(jìn)行一段硫化，硫化溫度160~