一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法
2023-10-08 05:30:39
一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法
【專利摘要】本發明涉及矽橡膠材料領域，特別涉及一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法，包括原料的配比，原料的捏合、捏合後膠料的養生、通蒸汽、抽真空處理步驟，經過處理後的矽橡膠，硫化後製成的橡膠產品，在扯斷強度、撕裂強度、伸長率等參數方面均得到明顯提高，熱老化永久變形參數也在比較低的範圍內，綜合力學性能得到了提高。
【專利說明】一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及矽橡膠材料領域，特別涉及一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法。
【背景技術】
[0002]有機娃作為一種高科技新型化工材料,兼備了無機材料與有機材料的性能，廣泛應用於航空航天、電子電氣、建築、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫療等行業。隨著有機矽數量和品種的持續增長，應用領域不斷拓寬，形成化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系，許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的。
[0003]在材料應用領域中，不僅要求有機矽材料具有很好的化學性能，更要求其具有良好的物理性能，在電線電纜附件領域，對於矽橡膠材料的力學性能有著較高的要求，現有的電線電纜附件採用的混煉矽橡膠，扯斷強度約在8KN/M，伸長率一般在800%左右，撕裂強度一般小於30KN/M，熱老化永久變形一般大於15%，這些參數一般決定著橡膠的適用範圍和使用壽命，但在某些高端的電纜附件製品領域，這些橡膠材料的現有的力學性能還是遠不能滿足需要。
[0004]高性能模壓型混煉矽橡膠，一般來說撕裂強度≥30KN，永久變形≤15%，生產這種更高力學性能的有機矽橡膠材料通常需要先製備特殊的膠料，然後進行硫化處理，即可獲得所需的性能的橡膠材料，而有機矽橡膠的性能很大程度上取決於硫化前的膠料性能，膠料的性能又取決於膠料的組成以及生產工藝，因此解決這個難題是獲得更高力學性能和更長使用壽命的矽橡膠材料的關鍵。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種用於製備具有高扯斷強度、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矽橡膠的製備方法。
[0006]為達到上述目的，本發明所採用的技術方案為:一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法，包括以下步驟:
[0007](I)將以下所述質量份的原料捏合均勻:
[0008]甲基乙烯基矽橡膠生膠總量為320~380份，所述的甲基乙烯基矽橡膠生膠採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 %的甲基乙烯基矽
橡膠生膠中的任兩種，佔生膠總量的80%~99%，
[0010]B組生膠:乙烯基含量為2%，3%，5%，10%的甲基乙烯基矽橡膠生膠中任一種或兩種，佔生膠總量的1%~20% ；
[0011]矽油助劑總量為11~18份，所述的矽油助劑由下述C組矽油和D組矽油混合而成:
[0012]C組矽油:羥基矽油、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、乙烯基羥基矽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矽油中的至少一種，C組矽油佔矽油助劑總量的80%~95% ;
[0013]D組矽油:低含氫矽油、高含氫矽油一種或兩種，D組矽油佔矽油助劑總量的5%~20% ;低含氫矽油的含氫量一般為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生I~12小時；所述的養生就是把膠料放在一個託盤上並覆蓋一層塑料薄膜後靜置。
[0016](3)將經步驟(2)養生後的膠料攪拌成團後，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)膠料經步驟⑶升溫過程完成後，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，可以使交聯點相對集中，交聯網絡較密集，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。使用多種矽油助劑用作結構化控制劑，若矽油助劑加的量過多，則膠料會發粘，加工起來很困難，若矽油 助劑加的量過少，則矽橡膠保質期不長，力學性能也會變差，矽油助劑還有利於對白炭黑的處理，延長矽橡膠的保質期。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性能。
[0020]採用上述方法獲得的高溫混煉矽橡膠產品經過175°C硫化處理，壓片約8分鐘後，進行力學數據分析測試，會得到比一般矽橡膠材料，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，可以滿足製作高端的電纜附件橡膠製品的需求，並具有廣泛的應用前景。
【具體實施方式】
[0021]以下結合實施例對本發明做出具體闡述。
[0022]實施例1
[0023]一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法:甲基乙烯基矽橡膠生膠總量為350kg，其中乙烯基含量為分別為0.04%、0.3%、5%的甲基乙烯基矽橡膠生膠各佔生膠總量的60%、35%、5% ;矽油助劑總量為15kg，羥基矽油佔85%，低含氫矽油佔15% ;選用比面積為300m2/g的白炭黑為120kg ;將上述原料採用捏合機捏合均勻，再將捏合後的膠料放在室溫下養生6小時；再將養生後的膠料攪拌成團，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；膠料升溫後，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，將得到的膠料過濾後即得產品。
[0024]將產品進行切塊並開煉至光滑，採用雙二五硫化劑在175°C，壓片8分鐘，對橡膠進行力學性能測試，測試結果見表1。
[0025]實施例2
[0026]一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法:甲基乙烯基矽橡膠生膠總量為320kg，其中乙烯基含量為分別為0.04%、0.22 %、10 %的甲基乙烯基矽橡膠生膠各佔生膠總量的50%、35%、15% ;矽油助劑總量為11kg，其中羥基矽油、二甲基二甲氧基矽烷、低含氫矽油各佔矽油助劑總量的50%、40%、10%;選用比面積為200m2/g的白炭黑為IlOkg ;將上述原料採用捏合機捏合均勻，再將捏合後的膠料放在室溫下養生I小時；再將養生後的膠料攪拌成團，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；膠料升溫後，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，將得到的膠料過濾後即得產品。
[0027]將產品進行切塊並開煉至光滑，採用雙二五硫化劑在175°C，壓片8分鐘，對橡膠進行力學性能測試，測試結果見表1。
[0028]實施例3
[0029]一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法:甲基乙烯基矽橡膠生膠總量為380kg，其中乙烯基含量為分別為0.08%、0.22%、3%、5%的甲基乙烯基矽橡膠生膠各佔生膠總量的60%、20%、10%、10% ;矽油助劑總量為18kg，其中二甲基二甲氧基矽烷、乙烯基羥基矽油、高含氫矽油各佔矽油助劑總量的;選用比面積為300m2/g的白炭黑為125kg ;將上述原料採用捏合機捏合均勻，再將捏合後的膠料放在室溫下養生8小時；再將養生後的膠料攪拌成團，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；膠料升溫後，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，將得到的膠料過濾後即得產品。
[0030]將產品進行切塊並開煉至光滑，採用雙二五硫化劑在175°C，壓片8分鐘，對橡膠進行力學性能測試，測試結果見表1。
[0031]實施例4
[0032]一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法:甲基乙烯基矽橡膠生膠總量為340kg，其中乙烯基含量為分別為0.04%、2%、10%的甲基乙烯基矽橡膠生膠各佔生膠總量的80%、10%、10% ;矽油助劑總量為14kg，其中二甲基二甲氧基矽烷、乙烯基羥基矽油、低含氫矽油、高含氫矽油、各佔矽油助劑總量的70%、20%、5%、5% ;選用比面積為200m2/g的白炭黑為IlOkg ;將上述原料採用捏合機捏合均勻，再將捏合後的膠料放在室溫下養生4小時；再將養生後的膠料攪拌成團，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；膠料升溫後，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，將得到的膠料過濾後即得產品。
[0033]將產品進行切塊並開煉至光滑，採用雙二五硫化劑在175°C，壓片8分鐘，對橡膠進行力學性能測試，測試結果見表1。
[0034]實施例5
[0035] 一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法:甲基乙烯基矽橡膠生膠總量為360kg，其中乙烯基含量為分別為0.08%,0.3%、2%、3%的甲基乙烯基矽橡膠生膠各佔生膠總量的20%、65%、10%、5% ;矽油助劑總量為16kg，其中羥基矽油、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、乙烯基羥基矽油、低含氫矽油、高含氫矽油、各佔矽油助劑總量的20%,25%,40%,5%,5%,5% ;選用比面積為300m2/g的白炭黑為120kg ;將上述原料採用捏合機捏合均勻，再將捏合後的膠料放在室溫下養生3小時；再將養生後的膠料攪拌成團，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；膠料升溫後，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，將得到的膠料過濾後即得產品。
[0036]將產品進行切塊並開煉至光滑，採用雙二五硫化劑在175°C，壓片8分鐘，對橡膠進行力學性能測試，測試結果見表1。
[0037]下表為各實施例製得的橡膠，根據國家標準GB/T531.1-2008，GB/T528-2009，GB/T529-2008測試的力學性能。
【權利要求】
1.一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法，其特徵在於包括以下步驟: (1)將以下所述質量份的原料捏合均勻: 甲基乙烯基矽橡膠生膠總量為320~380份，所述的甲基乙烯基矽橡膠生膠採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 %的甲基乙烯基矽橡膠生膠中的任意兩種，佔生膠總量的80%~99%， B組生膠:乙烯基含量為2 %，3 %，5 %，10 %的甲基乙烯基矽橡膠生膠中任意一種或兩種，佔生膠總量的1%~20% ； 矽油助劑總量為11~18份，所述的矽油助劑由下述C組矽油和D組矽油混合而成: C組矽油:羥基矽油、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、乙烯基羥基矽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矽油中的至少一種，C組矽油佔矽油助劑總量的80%~95% ； D組矽油:低含氫矽油、高含氫矽油一種或兩種，D組矽油佔矽油助劑總量的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生I~12小時； (3)將經步驟⑵養生後的膠料攪拌成團後，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)膠料經步驟(3)升溫過程完成後，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品。
2.如權利要求1所述的一種高性能模壓型混煉矽橡膠的製備方法，其特徵在於步驟(I)的原料中還添加0.05~2.6份的內脫模劑。
【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 優先權日:2013年9月22日
【發明者】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