[發明專利]一種高抗撕白炭黑/甲基乙烯基硅橡膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010322315.3
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN113527888B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 盧詠來;張立群;喬治剛;趙秀英
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/06;C08K13/02;C08K3/36;C08K5/14
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 鮮瑩

本發明公開了一種高抗撕白炭黑/甲基乙烯基硅橡膠復合材料及其制備方法。所述高抗撕硅橡膠復合材料包括甲基乙烯基硅橡膠和環氧化硅橡膠100份、白炭黑30～50份、硫化劑0.05～3份，其中，甲基乙烯基硅橡膠80～99.9份，環氧化硅橡膠0.1～20份。本發明環氧化硅橡膠中環氧基可與白炭黑表面羥基反應，抑制白炭黑結構化改善分散性，同時環氧化硅橡膠能參與甲基乙烯基硅橡膠的交聯，形成以白炭黑為中心的巨型剛性交聯結構，在材料受到應力時通過白炭黑交聯點使應力擴散，使復合材料具有高撕裂強度，制備的硅橡膠復合材料拉伸強度能達10MPa，斷裂伸長率可達600％，撕裂強度可達60kN/m。

技術領域

本發明涉及高分子納米復合材料領域，具體地說，是涉及一種高抗撕白炭黑/甲基乙烯基硅橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

硅橡膠分子是主鏈以硅氧鍵為重復單元，在硅原子上連接有兩個基團。普通硅膠主要連有甲基和其他基團等。由于硅氧鍵的鍵長和鍵能具有一定的特點，使得硅橡膠分子鏈相互作用小，有良好的柔性和熱穩定性，有較好的耐高低溫性能。Si-O鍵距離為1.64A，比共價半徑之和(1.76A)短，暗示了Si-O鍵具有部分雙鍵的特征。實際上，硅氧烷的堿性比醚的堿性低。然而，繞Si-O鍵軸旋轉的勢壘和SiOSi的線性化勢壘都非常低。因此，聚硅氧烷鏈極其柔順。硅橡膠由于其優異的耐低溫性能、耐油及化學試劑性、生物相容性。因此可應用與多種領域，比如說航空航天、汽車、醫用材料。

但由于硅橡膠分子鏈間相互作用力較弱，導致硅橡膠的力學性能特別是撕裂強度較低。常規制備高抗撕硅橡膠度的方法包括兩種：分別是不同乙烯基硅橡膠并用或直接添加乙烯基環體的C法和采用MQ樹脂補強液體硅橡膠制備的方法，采用此類方法可硅橡膠復合材料撕裂強度提高至50kN/m。但對更高撕裂強度的硅橡膠采用類似方法很難達到，但是在電子、航空、食品、衛生領域，大量的硅橡膠制品是結構復雜的小零件,要求具有較高的抗撕裂性能。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提出一種高抗撕白炭黑/甲基乙烯基硅橡膠復合材料及其制備方法，得到具有高撕裂強度的復合材料。

本發明目的之一為提供一種高抗撕白炭黑/甲基乙烯基硅橡膠復合材料，由包含以下組分的原料硫化得到，以重量份計：

優選地，所述橡膠復合材料包含：

進一步地，所述100份甲基乙烯基硅橡膠和環氧化硅橡膠中，甲基乙烯基硅橡膠92～98份，環氧化硅橡膠2～8份。

其中，所述甲基乙烯基硅橡膠的乙烯基摩爾分數優選為0.03～0.24％，更優選為0.13～0.20％。

所述環氧化硅橡膠的乙烯基含量高于甲基乙烯基硅橡膠的乙烯基含量，所述環氧化硅橡膠的乙烯基摩爾分數優選≥0.2％，更優選為0.25～0.60％。

所述環氧化硅橡膠的環氧基摩爾分數優選為2.5～40％，更優選為5～20％。

所述白炭黑優選為氣相法白炭黑和/或沉淀法白炭黑。

所述硫化劑可選擇本領域中通常的硫化劑，優選自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧基)己烷(雙二五)、過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯中的至少一種。