專利名稱：：一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法。
背景技術：
：隨著電子電氣、建筑和航空行業(yè)的高速發(fā)展，有機硅室溫硫化硅橡膠由于具有中性性質、對基材無腐蝕性、無毒、適應性強和成本價格較低等優(yōu)點，備受行業(yè)應用和研究者的青睞并獲得飛速發(fā)展，對其性能的要求也越來越高，尤其是建筑、航空業(yè)要求其有高的機械性能。而未填充的硅橡膠拉伸強度只有0-0.35MPa，所以應用中的室溫硫化硅橡膠大多采用了填料補強。一般認為納米級填料比普通填料具有較好的補強效果，但因具有較高的表面能而易團聚，所以納米填料表面一般均采用脂肪酸或硅烷偶聯劑或鈦酸酯類處理劑進行表面包覆。填料的表面包覆效果直接影響了其在a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷中的分散效果，進而影響到補強效果。鈦酸酯偶聯劑是由美國Kenrich公司于20世紀70年代首先開發(fā)生產的，它在熱塑性、熱固性塑料和橡膠等高聚物的填充體系中都有較好的偶聯效果。專利公開號為CN1648173A的中國專利公開了一種用于防腐蝕涂料的表面改性納米碳酸鈣，所用改性劑是含焦磷酸酯基團和羥乙酸基團的鈦酸酯，以提高涂料的防腐蝕性能。專利公開號為CN1462775A的中國專利公開了硅灰石粉的改性方法，采用鈦酸酯偶聯劑TC-114為處理劑，用量為硅灰石用量的0.5-3.0%，使硅灰石由表面親水疏油性變?yōu)橛H油疏水性，易于聚合物結合，使改性后的硅灰石填充到環(huán)氧樹脂中，提高環(huán)氧樹脂機械強度及韌性。專利公開號為CN1580135A的中國專利公開了一種鈦酸酯偶聯劑KR-38s表面改性的微晶白云母活性填料的方法。專利公開號為CN101165080A的中國專利公開了一種用溶膠_凝膠法增強的室溫硫化硅橡膠的方法，是在線型a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷存在下，在正硅酸酯(或聚硅酸酯)水解體系中引入二烷氧基二有機基硅烷，在二甲胺水溶液催化劑促進下共水解反應制得硅橡膠基礎膠料。使用它時，直接加入少量催化劑，如鈦酸酯等，即可固化成為具有好的強度的硫化硅橡膠。但是由于其在合成硅橡膠基礎膠料時需要用到有毒有機溶劑如苯、甲苯、二甲苯等，并在處理過程中需要揮發(fā)除去有機溶劑，揮發(fā)的溶劑會污染環(huán)境，這不符合環(huán)境保護的要求。
發(fā)明內容本發(fā)明目的在于提出一種簡單易行，工藝方便的方法處理硅橡膠中的填料，使未處理填料由親水變?yōu)橛H油性，使已具有表面處理的填料再次處理，有利于填料在硅橡膠中的混合分散以提高室溫硫化硅橡膠機械性能，尤其是提高硅橡膠的拉伸強度和斷裂伸長率。為達到上述目的，本發(fā)明可通過以下技術方案來實現—種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，在a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷和填料預混合過程中加入一種鈦酸酯處理劑，在80-14(TC下真空脫水攪拌0.5-3小時后作為室溫硫化硅橡膠的基料，用此基料加入交聯劑、催化劑、增塑劑和增粘劑，所制得室溫硫化硅橡膠機械性能得到提高，尤其是拉伸強度和斷裂伸長率。所述鈦酸酯處理劑結構式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>上式中&為C2-C5的烷氧基，R2、R3、R4為C6-C10的烷氧基，m+n=4或6。所述鈦酸酯處理劑用量為填料用量的0.05%-5.0%。所述a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷的分子量為1000-200000。所述交聯劑為甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或幾種的組合。所述催化劑為四異丙氧基鈦、四叔丁氧基鈦、二(異丙氧基)雙(乙酰丙酮)鈦、二(異丙氧基)雙(乙酰乙酸乙酯)鈦以及有機鈦絡合物中的一種或幾種組合。所述填料包括碳酸鈣、硅微粉、白炭黑、石英粉、滑石粉、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、硅藻土、高嶺土中的一種或幾種組合。所述增塑劑包括二甲基硅油、二乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氫硅油、聚醚硅油、長鏈烷基硅油、羥烴基硅油中的一種或幾種的組合，分子量100-5000。所述增粘劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、N-(!3-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(l3-氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(!3-氨乙基)-Y-氨丙基二甲氧基硅烷、Y-(2.3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-[(2，3)-環(huán)氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷、3-巰丙基三乙氧基硅烷、3-巰丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種組合。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，具有以下優(yōu)點1.簡單易行、工藝方便；2.提高拉伸強度和斷裂伸長率。具體實施例方式為了使本發(fā)明的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合實施例，進一步闡述本發(fā)明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1將分子量為5萬的a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷1000g，硬脂酸處理納米碳酸鈣500g，硅微粉500g，鈦酸酯處理劑(m=1，n=3，&為異丙氧基，R2、R3、R4均為辛氧基)30g(填料用量的3%)，在12(TC下真空脫水攪拌2h后作為基料使用。取基料1000g，加入甲基三甲氧基硅烷50g，真空攪拌半小時后加入白炭黑30g和分子量為500的線性甲基4硅油200g，攪拌均勻后加入催化劑二(異丙氧基)雙(乙酰乙酸乙酯)鈦30g和Y-氨丙基三乙氧基硅烷3g，真空攪拌半小時后出料密封保存。所得的室溫硫化硅橡膠的機械性能如表1所示。實施例2將分子量為5萬的a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷1000g，鈦酸酯處理納米碳酸鈣500g，煅燒高嶺土500g，鈦酸酯處理劑(m=l，n=3，R丄為異丙氧基，R2、R3、R4均為辛氧基)30g(填料用量的3%)，在12(TC下真空脫水攪拌2h后作為基料使用。取基料1000g，加入甲基三甲氧基硅烷50g，真空攪拌半小時后加入白炭黑30g和分子量為500的線性甲基硅油200g，攪拌均勻后加入催化劑二(異丙氧基)雙(乙酰乙酸乙酯)鈦30g和Y-氨丙基三乙氧基硅烷3g，真空攪拌半小時后出料密封保存。所得的室溫硫化硅橡膠的機械性能如表1所示。實施例3將分子量為5萬的a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷1000g，硬脂酸處理納米碳酸鈣500g，石英粉500g，鈦酸酯處理劑(m=4，n=2，&為異丙氧基，R2、R3、R4均為辛氧基)30g(填料用量的3%)，在12(TC下真空脫水攪拌2h后作為基料使用。取基料1000g，加入甲基三甲氧基硅烷50g，真空攪拌半小時后加入白炭黑30g和分子量為500的線性甲基硅油200g，攪拌均勻后加入催化劑二(異丙氧基)雙(乙酰乙酸乙酯)鈦30g和Y-氨丙基三乙氧基硅烷3g，真空攪拌半小時后出料密封保存。所得的室溫硫化硅橡膠的機械性能如表1所示。實施例4將分子量為5萬的a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷1000g，未表面處理輕質碳酸鈣500g，硅微粉500g，鈦酸酯處理劑(m=4，n=2，&為異丙氧基，R2、R3、R4均為辛氧基)30g(填料用量的3%)，在12(TC下真空脫水攪拌2h后作為基料使用。取基料1000g，加入甲基三甲氧基硅烷50g，真空攪拌半小時后加入白炭黑30g和分子量為500的線性甲基硅油200g，攪拌均勻后加入催化劑二(異丙氧基)雙(乙酰乙酸乙酯)鈦30g和Y-氨丙基三乙氧基硅烷3g，真空攪拌半小時后出料密封保存。所得的室溫硫化硅橡膠的機械性能如表1所示。實施例5將分子量為5萬的a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷1000g，硬脂酸處理納米碳酸鈣500g，硅微粉500g，鈦酸酯處理劑(m=1，n=3，&為異丙氧基，R2、R3、R4均為辛氧基)10g(填料用量的1%)，在12(TC下真空脫水攪拌2h后作為基料使用。取基料lOOOg，加入甲基三甲氧基硅烷50g，真空攪拌半小時后加入白炭黑30g和分子量為500的線性甲基硅油200g，攪拌均勻后加入催化劑二(異丙氧基)雙(乙酰乙酸乙酯)鈦30g和Y-氨丙基三乙氧基硅烷3g，真空攪拌半小時后出料密封保存。所得的室溫硫化硅橡膠的機械性能如表2所示。實施例6將分子量為5萬的a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷1000g，硬脂酸處理納米碳酸鈣500g，硅微粉500g，鈦酸酯處理劑(m=1，n=3，&為異丙氧基，R2、R3、R4均為辛氧基)20g(填料用量的2%)，在12(TC下真空脫水攪拌2h后作為基料使用。取基料1000g，加入甲基三甲氧基硅烷50g，真空攪拌半小時后加入白炭黑30g和分子量為500的線性甲基硅油200g，攪拌均勻后加入催化劑二(異丙氧基)雙(乙酰乙酸乙酯)鈦30g和Y-氨丙基三乙氧基硅烷3g，真空攪拌半小時后出料密封保存。所得的室溫硫化硅橡膠的機械性能如表2所示。實施例7將分子量為5萬的a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷1000g，硬脂酸處理納米碳酸鈣500g，硅微粉500g，鈦酸酯處理劑(m=1，n=3，&為異丙氧基，R2、R3、R4均為辛氧基)0.5g(填料用量的0.05X)，在12(TC下真空脫水攪拌2h后作為基料使用。取基料1000g，加入甲基三甲氧基硅烷50g，真空攪拌半小時后加入白炭黑30g和分子量為500的線性甲基硅油200g，攪拌均勻后加入催化劑二(異丙氧基)雙(乙酰乙酸乙酯)鈦30g和Y_氨丙基三乙氧基硅烷3g，真空攪拌半小時后出料密封保存。所得的室溫硫化硅橡膠的機械性能如表2所示。實施例8將分子量為5萬的a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷1000g，硬脂酸處理納米碳酸鈣500g，硅微粉500g，鈦酸酯處理劑(m=1，n=3，&為異丙氧基，R2、R3、R4均為辛氧基)50g(填料用量的5%)，在12(TC下真空脫水攪拌2h后作為基料使用。取基料1000g，加入甲基三甲氧基硅烷50g，真空攪拌半小時后加入白炭黑30g和分子量為500的線性甲基硅油200g，攪拌均勻后加入催化劑二(異丙氧基)雙(乙酰乙酸乙酯)鈦30g和Y-氨丙基三乙氧基硅烷3g，真空攪拌半小時后出料密封保存。所得的室溫硫化硅橡膠的機械性能如表2所示。對比實施例1與實施例1相同，除不添加鈦酸酯處理劑。對比實施例2與實施例2相同，除不添加鈦酸酯處理劑。對比實施例3與實施例3相同，除不添加鈦酸酯處理劑。對比實施例4與實施例4相同，除不添加鈦酸酯處理劑。表1鈦酸酯處理劑對不同填料體系的機械性能影響6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2鈦酸酯處理劑用量對機械性能的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表1機械性能測試結果可以得出，與普通的室溫硫化硅橡膠相比較，本發(fā)明提供的室溫硫化硅橡膠具有優(yōu)良的機械性能，尤其是提高硅橡膠的拉伸強度和斷裂伸長率。表2的數據也表明了隨處理劑用量的增加機械性能有所提高。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。權利要求一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，在α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷和填料預混合過程中加入一種鈦酸酯處理劑，在80-140℃下真空脫水攪拌0.5-3小時后作為室溫硫化硅橡膠的基料，用此基料加入交聯劑、催化劑、增塑劑和增粘劑制得室溫硫化硅橡膠。2.根據權利要求l的一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，所述鈦酸酯處理劑結構式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>上式中&為C2-C5的烷氧基，R2、R3、R4為C6-C10的烷氧基，m+n=4或6。3.根據權利要求l的一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，所述鈦酸酯處理劑用量為填料用量的0.05%-5.0%。4.根據權利要求l的一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，所述a，"-二羥基聚二甲基硅氧烷的分子量為1000-200000。5.根據權利要求l的一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，所述鈦酸酯處理劑加入后，優(yōu)選在100-12(TC下真空脫水攪拌1-2小時。6.根據權利要求l的一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，所述交聯劑為甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或幾種的組合。7.根據權利要求1的一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，所述催化劑為四異丙氧基鈦、四叔丁氧基鈦、二(異丙氧基)雙(乙酰丙酮)鈦、二(異丙氧基)雙(乙酰乙酸乙酯)鈦以及有機鈦絡合物中的一種或幾種的組合。8.根據權利要求l的一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，所述填料包括碳酸鈣、硅微粉、白炭黑、石英粉、滑石粉、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、硅藻土、高嶺土中的一種或幾種的組合。9.根據權利要求1的一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，所述增塑劑包括二甲基硅油、二乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氫硅油、聚醚硅油、長鏈烷基硅油、羥烴基硅油中的一種或幾種的組合，分子量100-5000。10.根據權利要求l的一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征在于，所述增粘劑為y-氨丙基三乙氧基硅烷、y-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、N-(13-氨乙基)-y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(13-氨乙基)-y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(13-氨乙基)-y-氨丙基二甲氧基硅烷、y_(2.3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-[(2，3)-環(huán)氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷、3-巰丙基三乙氧基硅烷、3-巰丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種的組合。全文摘要本發(fā)明公開了一種提高室溫硫化硅橡膠機械性能的方法，其特征是在α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷和填料預混合過程中加入一種鈦酸酯處理劑，在80-140℃下真空脫水攪拌0.5-3小時后作為室溫硫化硅橡膠的基料。所述鈦酸酯處理劑用量為填料用量的0.05％-5.0％。用此基料加入交聯劑、催化劑、增塑劑和增粘劑后制備的室溫硫化硅橡膠拉伸強度和斷裂伸長率可以提高20％以上。文檔編號C08K5/51GK101768361SQ20081020480公開日2010年7月7日申請日期2008年12月30日優(yōu)先權日2008年12月30日發(fā)明者周鵬,戴宏程,金小林申請人:上?；靥旎ば虏牧嫌邢薰?