一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及硅橡膠材料領(lǐng)域，特別涉及一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法，包括原料的配比，原料的捏合、捏合后膠料的養(yǎng)生、通蒸汽、抽真空處理步驟，經(jīng)過處理后的硅橡膠，硫化后制成的橡膠產(chǎn)品，在扯斷強度、撕裂強度、伸長率等參數(shù)方面均得到明顯提高，熱老化永久變形參數(shù)也在比較低的范圍內(nèi)，綜合力學(xué)性能得到了提高。
【專利說明】一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硅橡膠材料領(lǐng)域，特別涉及一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機娃作為一種高科技新型化工材料,兼?zhèn)淞藷o機材料與有機材料的性能，廣泛應(yīng)用于航空航天、電子電氣、建筑、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫(yī)療等行業(yè)。隨著有機硅數(shù)量和品種的持續(xù)增長，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，形成化工新材料界獨樹一幟的重要產(chǎn)品體系，許多品種是其他化學(xué)品無法替代而又必不可少的。
[0003]在材料應(yīng)用領(lǐng)域中，不僅要求有機硅材料具有很好的化學(xué)性能，更要求其具有良好的物理性能，在電線電纜附件領(lǐng)域，對于硅橡膠材料的力學(xué)性能有著較高的要求，現(xiàn)有的電線電纜附件采用的混煉硅橡膠，扯斷強度約在8KN/M，伸長率一般在800%左右，撕裂強度一般小于30KN/M，熱老化永久變形一般大于15%，這些參數(shù)一般決定著橡膠的適用范圍和使用壽命，但在某些高端的電纜附件制品領(lǐng)域，這些橡膠材料的現(xiàn)有的力學(xué)性能還是遠(yuǎn)不能滿足需要。
[0004]高性能模壓型混煉硅橡膠，一般來說撕裂強度≥30KN，永久變形≤15%，生產(chǎn)這種更高力學(xué)性能的有機硅橡膠材料通常需要先制備特殊的膠料，然后進行硫化處理，即可獲得所需的性能的橡膠材料，而有機硅橡膠的性能很大程度上取決于硫化前的膠料性能，膠料的性能又取決于膠料的組成以及生產(chǎn)工藝，因此解決這個難題是獲得更高力學(xué)性能和更長使用壽命的硅橡膠材料的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備具有高扯斷強度、高伸長率、高撕裂強度及低熱老化永久變形的更高性能的模壓型混煉硅橡膠的制備方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法，包括以下步驟:
[0007](I)將以下所述質(zhì)量份的原料捏合均勻:
[0008]甲基乙烯基硅橡膠生膠總量為320~380份，所述的甲基乙烯基硅橡膠生膠采用下述乙烯基含量不同的A組生膠和B組生膠組成:
[0009]A組生膠:乙烯基含量為0.04%，0.08 %，0.16 %，0.22 %，0.30 %的甲基乙烯基硅
橡膠生膠中的任兩種，占生膠總量的80%~99%，
[0010]B組生膠:乙烯基含量為2%，3%，5%，10%的甲基乙烯基硅橡膠生膠中任一種或兩種，占生膠總量的1%~20% ；
[0011]硅油助劑總量為11~18份，所述的硅油助劑由下述C組硅油和D組硅油混合而成:
[0012]C組硅油:羥基硅油、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基羥基硅油中的一種或任幾種組合，且每種組合必須含有前三種所述硅油中的至少一種，C組硅油占硅油助劑總量的80%~95% ;
[0013]D組硅油:低含氫硅油、高含氫硅油一種或兩種，D組硅油占硅油助劑總量的5%~20% ;低含氫硅油的含氫量一般為0.1%~0.8%,高含氫的含氫量一般為1.0%~1.6 %。
[0014]白炭黑為100~125份，比面積為200m2/g~400m2/g ；
[0015](2)將步驟(1)中得到的膠料放置在室溫下養(yǎng)生I~12小時；所述的養(yǎng)生就是把膠料放在一個托盤上并覆蓋一層塑料薄膜后靜置。
[0016](3)將經(jīng)步驟(2)養(yǎng)生后的膠料攪拌成團后，開始通蒸汽，使膠料升溫至100°C~130°C，蒸汽壓力控制在0.2MPa~0.8MPa之間，升溫過程控制在I~2小時；
[0017](4)膠料經(jīng)步驟⑶升溫過程完成后，開始抽真空，真空度控制在-0.02MPa~-0.08MPa，膠料溫度控制在120°C~180°C，抽真空時間控制在I~3小時，將得到的膠料過濾即得產(chǎn)品。
[0018]為了使得生膠具有較好的加工性能，在原料中添加有0.05~2.6份的內(nèi)脫模劑。
[0019]上述原料中:至少3種不同乙烯基含量的生膠搭配，可以使交聯(lián)點相對集中，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)較密集，這樣的膠料，能達到高抗撕，高拉伸強度等要求，又能控制永久變形在15%以內(nèi)。使用多種硅油助劑用作結(jié)構(gòu)化控制劑，若硅油助劑加的量過多，則膠料會發(fā)粘，加工起來很困難，若硅油 助劑加的量過少，則硅橡膠保質(zhì)期不長，力學(xué)性能也會變差，硅油助劑還有利于對白炭黑的處理，延長硅橡膠的保質(zhì)期。上述原料搭配及步驟能使膠料擁有較好的加工性能和力學(xué)性能。
[0020]采用上述方法獲得的高溫混煉硅橡膠產(chǎn)品經(jīng)過175°C硫化處理，壓片約8分鐘后，進行力學(xué)數(shù)據(jù)分析測試，會得到比一般硅橡膠材料，具有高扯斷強度、高伸長率、高撕裂強度及熱老化永久變形的特點，可以滿足制作高端的電纜附件橡膠制品的需求，并具有廣泛的應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做出具體闡述。
[0022]實施例1
[0023]一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法:甲基乙烯基硅橡膠生膠總量為350kg，其中乙烯基含量為分別為0.04%、0.3%、5%的甲基乙烯基硅橡膠生膠各占生膠總量的60%、35%、5% ;硅油助劑總量為15kg，羥基硅油占85%，低含氫硅油占15% ;選用比面積為300m2/g的白炭黑為120kg ;將上述原料采用捏合機捏合均勻，再將捏合后的膠料放在室溫下養(yǎng)生6小時；再將養(yǎng)生后的膠料攪拌成團，通入壓強為0.4MPa的蒸汽，使膠料升溫至120°C，升溫過程控制在1.5小時；膠料升溫后，開始抽真空，真空度控制在-0.04MPa，膠料溫度控制在150°C，抽真空時間控制在2小時，將得到的膠料過濾后即得產(chǎn)品。
[0024]將產(chǎn)品進行切塊并開煉至光滑，采用雙二五硫化劑在175°C，壓片8分鐘，對橡膠進行力學(xué)性能測試，測試結(jié)果見表1。
[0025]實施例2
[0026]一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法:甲基乙烯基硅橡膠生膠總量為320kg，其中乙烯基含量為分別為0.04%、0.22 %、10 %的甲基乙烯基硅橡膠生膠各占生膠總量的50%、35%、15% ;硅油助劑總量為11kg，其中羥基硅油、二甲基二甲氧基硅烷、低含氫硅油各占硅油助劑總量的50%、40%、10%;選用比面積為200m2/g的白炭黑為IlOkg ;將上述原料采用捏合機捏合均勻，再將捏合后的膠料放在室溫下養(yǎng)生I小時；再將養(yǎng)生后的膠料攪拌成團，通入壓強為0.2MPa的蒸汽，使膠料升溫至100°C，升溫過程控制在2小時；膠料升溫后，開始抽真空，真空度控制在-0.02MPa，膠料溫度控制在120°C，抽真空時間控制在I小時，將得到的膠料過濾后即得產(chǎn)品。
[0027]將產(chǎn)品進行切塊并開煉至光滑，采用雙二五硫化劑在175°C，壓片8分鐘，對橡膠進行力學(xué)性能測試，測試結(jié)果見表1。
[0028]實施例3
[0029]一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法:甲基乙烯基硅橡膠生膠總量為380kg，其中乙烯基含量為分別為0.08%、0.22%、3%、5%的甲基乙烯基硅橡膠生膠各占生膠總量的60%、20%、10%、10% ;硅油助劑總量為18kg，其中二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基羥基硅油、高含氫硅油各占硅油助劑總量的;選用比面積為300m2/g的白炭黑為125kg ;將上述原料采用捏合機捏合均勻，再將捏合后的膠料放在室溫下養(yǎng)生8小時；再將養(yǎng)生后的膠料攪拌成團，通入壓強為0.6MPa的蒸汽，使膠料升溫至125°C，升溫過程控制在2小時；膠料升溫后，開始抽真空，真空度控制在-0.06MPa，膠料溫度控制在130°C，抽真空時間控制在2.5小時，將得到的膠料過濾后即得產(chǎn)品。
[0030]將產(chǎn)品進行切塊并開煉至光滑，采用雙二五硫化劑在175°C，壓片8分鐘，對橡膠進行力學(xué)性能測試，測試結(jié)果見表1。
[0031]實施例4
[0032]一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法:甲基乙烯基硅橡膠生膠總量為340kg，其中乙烯基含量為分別為0.04%、2%、10%的甲基乙烯基硅橡膠生膠各占生膠總量的80%、10%、10% ;硅油助劑總量為14kg，其中二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基羥基硅油、低含氫硅油、高含氫硅油、各占硅油助劑總量的70%、20%、5%、5% ;選用比面積為200m2/g的白炭黑為IlOkg ;將上述原料采用捏合機捏合均勻，再將捏合后的膠料放在室溫下養(yǎng)生4小時；再將養(yǎng)生后的膠料攪拌成團，通入壓強為0.5MPa的蒸汽，使膠料升溫至120°C，升溫過程控制在1.5小時；膠料升溫后，開始抽真空，真空度控制在-0.05MPa，膠料溫度控制在140°C，抽真空時間控制在2小時，將得到的膠料過濾后即得產(chǎn)品。
[0033]將產(chǎn)品進行切塊并開煉至光滑，采用雙二五硫化劑在175°C，壓片8分鐘，對橡膠進行力學(xué)性能測試，測試結(jié)果見表1。
[0034]實施例5
[0035] 一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法:甲基乙烯基硅橡膠生膠總量為360kg，其中乙烯基含量為分別為0.08%,0.3%、2%、3%的甲基乙烯基硅橡膠生膠各占生膠總量的20%、65%、10%、5% ;硅油助劑總量為16kg，其中羥基硅油、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基羥基硅油、低含氫硅油、高含氫硅油、各占硅油助劑總量的20%,25%,40%,5%,5%,5% ;選用比面積為300m2/g的白炭黑為120kg ;將上述原料采用捏合機捏合均勻，再將捏合后的膠料放在室溫下養(yǎng)生3小時；再將養(yǎng)生后的膠料攪拌成團，通入壓強為0.7MPa的蒸汽，使膠料升溫至125°C，升溫過程控制在2小時；膠料升溫后，開始抽真空，真空度控制在-0.08MPa,膠料溫度控制在170°C，抽真空時間控制在3小時，將得到的膠料過濾后即得產(chǎn)品。
[0036]將產(chǎn)品進行切塊并開煉至光滑，采用雙二五硫化劑在175°C，壓片8分鐘，對橡膠進行力學(xué)性能測試，測試結(jié)果見表1。
[0037]下表為各實施例制得的橡膠，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T531.1-2008，GB/T528-2009，GB/T529-2008測試的力學(xué)性能。
【權(quán)利要求】
1.一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將以下所述質(zhì)量份的原料捏合均勻: 甲基乙烯基硅橡膠生膠總量為320~380份，所述的甲基乙烯基硅橡膠生膠采用下述乙烯基含量不同的A組生膠和B組生膠組成: A組生膠:乙烯基含量為0.04%，0.08 %，0.16%，0.22%，0.30 %的甲基乙烯基硅橡膠生膠中的任意兩種，占生膠總量的80%~99%， B組生膠:乙烯基含量為2 %，3 %，5 %，10 %的甲基乙烯基硅橡膠生膠中任意一種或兩種，占生膠總量的1%~20% ； 硅油助劑總量為11~18份，所述的硅油助劑由下述C組硅油和D組硅油混合而成: C組硅油:羥基硅油、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基羥基硅油中的一種或任意幾種組合，且每種組合必須含有前三種所述硅油中的至少一種，C組硅油占硅油助劑總量的80%~95% ； D組硅油:低含氫硅油、高含氫硅油一種或兩種，D組硅油占硅油助劑總量的5%~20% ； 白炭黑為100~125份，比面積為200m2/g~400m2/g ； (2)將步驟(1)中得到的膠料放置在室溫下養(yǎng)生I~12小時； (3)將經(jīng)步驟⑵養(yǎng)生后的膠料攪拌成團后，開始通蒸汽，使膠料升溫至100°C~130°C，蒸汽壓力控制在0.2MPa~0.8MPa之間，升溫過程控制在I~2小時； (4)膠料經(jīng)步驟(3)升溫過程完成后，開始抽真空，真空度控制在-0.02MPa~-0.08MPa，膠料溫度控制在120°C~180°C，抽真空時間控制在I~3小時，將得到的膠料過濾即得產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高性能模壓型混煉硅橡膠的制備方法，其特征在于步驟(I)的原料中還添加0.05~2.6份的內(nèi)脫模劑。
【文檔編號】C08K3/36GK103540140SQ201310435041
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】葛正根, 施建豐, 葉德芳 申請人:浙江炬泰新材料科技有限公司