[發明專利]一種耐低溫硅橡膠及其制備工藝

在審

• 申請號: 201910903007.7
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110540753A
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 汪必寬;胡恒志;向雷雷
• 申請（專利權）人: 安徽立信橡膠科技有限公司
• 主分類號: C08L83/08
• 分類號: C08L83/08;C08L91/06;C08K13/02;C08K3/36;C08K3/04;C08K5/098;C08K5/14;C08G77/392;B29C35/08;B29C35/04
• 代理公司: 33246 浙江千克知識產權代理有限公司
• 代理人: 裴金華<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開的一種耐低溫硅橡膠及其制備工藝，所制備的耐低溫橡膠包括質量份數如下的組分：80?100份改性甲基乙烯基硅膠、40?50份白炭黑、5?10份氧化石墨烯、3?5份白油、1?3份硬脂酸鋅、10?20份有機過氧化物、1?5份硫化助劑、0.5?1份復合添加劑，通過混煉、返煉、硫化而制得，所制備的耐低溫橡膠耐低溫性能強、提升親水性、強度高、韌性佳、彈性強、延展性好。

技術領域

本發明涉及橡膠制備技術領域，具體涉及一種耐低溫硅橡膠及其制備工藝。

背景技術

隨著硅橡膠的不斷發展，人們對其性能提出了越來越高的要求，因此越來越多的科研人員希望在保證其原有優良特性的同時通過改性的手段來獲得性能更優異的硅橡膠，硅橡膠具有優異性能的同時，也具有一系列亟待改善的缺陷，如力學性能差，低溫易結晶，親水性差等，限制了應用范圍。

現有技術中有利用甲基乙烯基硅膠作為生膠來制備耐低溫橡膠，但所制備的耐低溫橡膠機械性能差，二者不可兼備。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種耐低溫硅橡膠及其制備工藝，所制備的耐低溫橡膠耐低溫性能強、提升親水性、強度高、韌性佳、彈性強、延展性好。

本發明的技術方案是提供一種耐低溫硅橡膠，包括質量份數如下的組分：80-100份改性甲基乙烯基硅膠、40-50份白炭黑、5-10份氧化石墨烯、3-5份白油、1-3份硬脂酸鋅、10-20份有機過氧化物、1-5份硫化助劑、0.5-1份復合添加劑。

優選地，所述復合添加劑包括氧化鋅、2-巰基苯丙咪唑、己二酸二辛酯。

優選地，所述有機過氧化物包括過氧化苯甲酰。

優選地，所述硫化助劑包括如三聚氰酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯。

優選地，所述改性甲基乙烯基硅膠的制備方法，包括以下步驟：甲基乙烯基硅膠、巰基乙酸與光催化劑混合，在紫外光激發下發生巰基-烯基點擊化學反應，即得所述改性甲基乙烯基硅膠。

優選地，所述甲基乙烯基硅膠與巰基乙酸的投料摩爾比為1：1.5，以甲基乙烯基硅膠中乙烯基為1計。

優選地，所述耐低溫硅膠的制備方法包括以下步驟：S1.混煉，將改性甲基乙烯基硅膠與硬脂酸鋅混合后，加入已分散均勻的氧化石墨烯有機溶液，超聲攪拌后，蒸發有機溶劑，分3-4次加入白炭黑、白油、復合添加劑，于60-90℃熱處理10-30min，抽真空后20-40分鐘出膠，將膠料在開放式煉膠機薄通2-4次，然后在濾膠機過濾，得到潔凈無雜質的膠料；S2.返煉，加熱恢復S1所得膠料的可塑性，加入有機過氧化物、助交聯劑，薄通10-15次，打卷下片；S3.硫化，將S2所得膠料先采用微波蒸汽硫化，即得所述耐低溫橡膠。

優選地，所述微波蒸汽硫化的硫化溫度為120-150℃，微波頻率為1000-1500MHz，硫化時間為10-20min。

傳統硅橡膠由于分子鏈柔性大，分子間作用力低，具有較低的玻璃化轉變溫度，大約在-128℃，但是由于硅膠的分子鏈結構規整，低溫下容易發生結晶現象，由于在側鏈上引入了巰基乙酸基團，通過點擊化學反應，自由基反應側鏈引入極性官能團，破壞了橡膠分子鏈的規整性，硅橡膠的玻璃化轉變溫度Tg明顯提高，耐低溫性能更強，其原因如下：接枝巰基乙酸之后破壞了分子鏈的規整性和對稱性，導致分子鏈內旋受阻，抑制了分子鏈的運動；巰基乙酸中的羧基是極性基團，側鏈引入極性基團增加了分子鏈段之間的相互作用力，同樣抑制了鏈段的運動；羧基基基團形成了氫鍵，導致硅膠的Tg升高的越多，改性前硅橡膠分子鏈呈現非極性，與極性的納米填料之間相互作用力小，同時混煉膠中硅膠分子主鏈與填料表面的羥基形成氫鍵，導致混煉膠極易出現結構化現象，但是改性之后的硅橡膠由于引入羧基極性基團，使得硅膠與填料之間的界面相互作用力提高，有效地降低了Payne效應，提高了機械強度，且由于含有羧基，表面親水性也得到提高。