[發(fā)明專利]具有耐輻照性能的過氧化型熱硫化硅橡膠及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910019497.0
• 申請日: 2009-11-03
• 公開（公告）號: CN101717581A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮圣玉;盧海峰;刁屾
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/07;C08K3/22
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱硫化硅橡膠，尤其涉及一種具有耐輻照性能的高強度過氧化型熱硫化硅橡膠及其制備方法，屬于橡膠制作技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的橡膠受到高能輻照的作用會使橡膠大分子產(chǎn)生斷鏈或交聯(lián)反應(yīng)等一系列結(jié)構(gòu)上的變化，其變化形式的增多和變化程度的加快，會進一步導致各種老化現(xiàn)象的發(fā)生，從而失效。近來隨著各大飛機制造公司大力發(fā)展軍民用飛機，對適合高空環(huán)境的橡膠制品和橡膠零件的需求量增大，而現(xiàn)有的橡膠制作技術(shù)已不能滿足人們對具有耐輻照性能橡膠的需要。

硅橡膠是重要的橡膠產(chǎn)品之一，它具有許多獨特而優(yōu)異的性能，如耐高低溫、耐紫外、耐輻照、耐候、電絕緣、高透氣性、生理惰性等，因此，硅橡膠在航空航天、電子電器、輕工、機械、建筑、化工、醫(yī)學、日用品等方面得到了廣泛的應(yīng)用。但是，它們也如同普通橡膠一樣在受到輻照的時候發(fā)生老化。因此，并不適合作為橡膠材料用在核工業(yè)或者需要接觸強輻射的工業(yè)中。

為了克服這樣的缺點，使用甲基苯基聚硅氧烷來替代傳統(tǒng)的二甲基聚硅氧烷是種較好的選擇。中國專利CN?1970636A與美國專利US?5196228A等均選用苯基硅橡膠為生膠制備具有耐輻照性能的橡膠。事實上，甲基苯基聚硅氧烷類橡膠提高了耐輻照性能。然而，它們不容易硫化，并且表現(xiàn)出明顯的低回彈性與機械強度。美國專利US?3876605在此基礎(chǔ)上加以改進，在甲基苯基聚硅氧烷主鏈上增加乙烯基基團，提高了該類橡膠的硫化性能和機械強度。但是以上各專利所述的橡膠含有大量的苯基，會在使用過程及產(chǎn)品廢棄處理過程中形成“二次污染”，對環(huán)境造成潛在的危害。

中國專利CN?100999598A選用鉛化合物與γ射線吸收劑協(xié)同使用，提高了乙丙橡膠電纜料的耐γ強射線輻照性能、耐熱性能。但是該類材料選用2，4-二羥基二苯甲酮為小分子量有機物質(zhì)，在受熱或低真空度情況下極容易揮發(fā)，從而降低該類材料的耐輻照性能。而且，該專利所述耐γ射線吸收劑與鉛化合物均對環(huán)境存在著潛在危害。

美國專利US?6608319B2選用碳化鎢、碳化硼作為γ射線的屏蔽材料，并在硫酸鋇、金剛石和鈀絨等物質(zhì)的存在下制備了具有良好耐高輻照的室溫硫化硅橡膠。該專利所述橡膠組份復雜，制備工藝繁瑣。

基于此，選擇對環(huán)境不存在潛在危害的耐輻照劑并結(jié)合無毒無害的甲基聚硅氧烷為主要成分，開發(fā)出一種具有良好的耐輻照性能的高強度熱硫化硅橡膠，具有較好的研究意義和應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有耐輻照性能的過氧化型熱硫化硅橡膠及其制備方法，以適應(yīng)航空航天、電子電氣等領(lǐng)域?qū)ο鹉z耐輻照性能的需要，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明所述具有耐輻照性能的過氧化型熱硫化硅橡膠，由硅橡膠生膠、抗輻照劑、氣相法白炭黑、集中交聯(lián)劑、硫化劑混合制成；其中，所述耐輻照熱硫化硅橡膠的組分以重量份計為硅橡膠生膠100份、抗輻照劑10-60份、氣相法白炭黑40-70份、集中交聯(lián)劑2-7份、硫化劑0.5-2.5份；其特征在于：所述抗輻照劑為稀土氧化物。

上述稀土氧化物進一步優(yōu)選是氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鋱、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿或氧化镥；或者是氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鋱、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿或氧化镥之間任意重量比例的共混物。

上述稀土氧化物最優(yōu)選是氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化釤、氧化銪或氧化釓。

上述的具有耐輻照性能的過氧化型熱硫化硅橡膠，進一步優(yōu)選的實施方式是：所述抗輻照劑稀土氧化物的組分用量以重量份計，是在硅橡膠生膠100份、氣相法白炭黑60份、集中交聯(lián)劑2.5份、硫化劑1.5份的組分中加入20份。

上述硅橡膠生膠優(yōu)選甲基乙烯基硅橡膠，其乙烯基含量以重量比計為0.01％-0.1％，分子量50萬以上。

上述氣相法白炭黑優(yōu)選美國卡博特公司產(chǎn)的TS530。

上述集中交聯(lián)劑優(yōu)選粘度1500mm²/s、Vi重量比含量11.5％的多乙烯基硅油。

上述硫化劑優(yōu)選過氧化物：2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷。

本發(fā)明中的甲基乙烯基硅橡膠中的乙烯基含量過高，會導致過度硫化，硅橡膠的彈性降低；如果含量過低，則硅橡膠硫化效果差。所以其乙烯基含量應(yīng)該在0.1-0.01％。甲基乙烯基硅橡膠的分子量與橡膠的整體機械性能相關(guān)，分子量應(yīng)該在50萬以上。