一种阻燃耐热纳米硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃耐热纳米硅橡胶及其制备方法，原料为：硅橡胶、纳米二氧化硅、玻璃微珠、云母、滑石粉、纳米有机蒙脱土、三氧化二锑、硅烷偶联剂、聚磷酸铵和季戊四醇；耐油性能好、耐高温、耐腐蚀，成本低，弯曲强度160‑180MPa，氧指数30‑50%；拉伸强度30‑50MPa，维卡软化点150‑170℃，耐磨性高、耐热和弹性优良，弹性模量14‑16MPa；邵氏硬度90‑120，原料资源丰富，可重复利用，冲击强度40‑60J/m；断裂伸长率550‑750%，可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化，符合环保要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及橡胶材料
，尤其涉及一种阻燃耐热纳米硅橡胶及其制备方法。
技术介绍
硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。苯基的引入可提高硅橡胶的耐高、低温性能，三氟丙基及氰基的引入则可提高硅橡胶的耐温及耐油性能。硅橡胶耐低温性能良好，一般在-55℃下仍能工作。引入苯基后，可达-73℃。硅橡胶的耐热性能也很突出，在180℃下可长期工作，稍高于200℃也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300℃以上的高温。硅橡胶的透气性好，氧气透过率在合成聚合物中是最高的。此外，硅橡胶还具有生理惰性、不会导致凝血的突出特性，因此在医用领域应用广泛。橡胶一词来源于印第安语cau-uchu，意为“流泪的树”。硅橡胶就是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。1770年，英国化学家J.普里斯特利发现橡胶可用来擦去铅笔字迹，当时将这种用途的材料称为rubber，此词一直沿用至今。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。硅橡胶是由胶乳制造的，胶乳中所含的非橡胶成分有一部分就留在固体的硅橡胶中。一般硅橡胶中含橡胶烃92%-95%，而非橡胶烃占5%-8%。由于制法不同，产地不同乃至采胶季节不同，这些成分的比例可能有差异，但基本上都在范围以内。近几年来，橡胶行业得到不少发展，已有细分行业稳中有升，新生橡胶细分行业则飞速发展，但同时，橡胶行业也还存在环境、资源、灾害、创新等问题。2004年，全国硅橡胶种植总面积69.62万公顷，开割面积45.19万公顷，干胶产量57.33万吨。其中农垦橡胶种植面积41.1万公顷，民营28.52万公顷，分别占全国橡胶总面积的59.03%和40.97%。2005年，海南遭遇50年罕见的干旱和百年不遇的台风灾害，硅橡胶生产遭受重创。为挖掘国内硅橡胶种植、加工的发展潜力，增加自给，中国橡胶行业做出了不懈的努力，认真贯彻国家安全、节能、环保和清洁生产方针，并取得重大成果。尤其是橡胶助剂行业积极调整产品结构，绿色环保型助剂大幅增长，防老剂优良品种产量比例已达80%，促进剂达50%，有毒、有害、高致癌的NOBS生产量得到有效控制；废橡胶综合利用率达65%以上，再生胶及胶粉后加工利用领域扩大。2006年，中国橡胶工业协会六届三次理事会讨论通过并发布《中国橡胶工业“十一五”科学发展规划意见》及橡胶行业“十一五”实施名牌战略规划意见。这是首次由协会组织制订的行业规划。规划表明，橡胶工业“十一五”期间要走自主创新之路，全行业要切实转入科学发展的轨道，使中国成为世界橡胶工业的强国。中国橡胶行业的发展前景广阔。到2010年，中国硅橡胶总消耗量将达到230万吨，橡胶工业的产品结构将有较大变化，新型产品、更新换代产品增多、新材料、新工艺应用扩大，生产技术有明显进步。2011年，橡胶等原材料价格出现巨幅波动，天然橡胶一季度创下43500元/吨的历史最高纪录，合成橡胶二、三季度发力上攻，涨幅达10000元/吨，之后均出现大幅下跌。受橡胶价格剧烈波动影响，轮胎等主要橡胶制品企业首当其冲，生产经营成本难以控制，库存风险加大，利润空间压缩至2%-5%，行业面临严峻挑战。硅橡胶由硅、氧原子形成主链，侧链为含碳基团，用量最大是侧链为乙烯的硅橡胶。既耐热，又耐寒，使用温度在100-300℃之间，它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以用良好的绝缘性。缺点是强度低，抗撕裂性能差，耐磨性能也差。硅橡胶主要用于航空工业、电气工业、食品工业及医疗工业等方面。硅橡胶分热硫化型（高温硫化硅胶HTV）、室温硫化型（RTV），其中室温硫化型又分缩聚反应型和加成反应型。高温硅橡胶主要用于制造各种硅橡胶制品，而室温硅橡胶则主要是作为粘接剂、灌封材料或模具使用。热硫化型用量最大，热硫化型又分甲基硅橡胶（MQ）、甲基乙烯基硅橡胶（VMQ，用量及产品牌号最多）、甲基乙烯基苯基硅橡胶PVMQ（耐低温、耐辐射），其他还有睛硅橡胶、氟硅橡胶等。工业部门所需要的大大小小的橡胶制品那就更多了，品种多，用途广，有的还有特殊要求。主要的制品有胶带、胶管、密封垫圈、胶辊、胶板、橡胶衬里及劳动保护用品。在矿山、煤炭、冶金等工业方面应用胶带来运输成品，各地都在不断出现，为了大型生产的霄要，还生产出钢丝绳芯运输带和合成纤维运输带。矿用磨机橡胶衬里，以锻胶代替锰钢，使用寿命提高了二至四倍，还减小了噪音，这一产品已在世界范围内推广。
技术实现思路
本专利技术提供一种热变形温度高、拉伸强度高、氧指数高和伸长率高的阻燃耐热纳米硅橡胶及其制备方法，解决现有橡胶材料热变形温度低和氧指数低等技术问题。本专利技术采用以下技术方案：一种阻燃耐热纳米硅橡胶，其原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化硅2-8份，玻璃微珠30-50份，云母10-30份，滑石粉5-25份，纳米有机蒙脱土为2-6份，三氧化二锑5-25份，硅烷偶联剂8-12份，聚磷酸铵30-50份，季戊四醇8-12份。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述阻燃耐热纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化硅2份，玻璃微珠30份，云母10份，滑石粉5份，纳米有机蒙脱土为2份，三氧化二锑5份，硅烷偶联剂8份，聚磷酸铵30份，季戊四醇8份。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述阻燃耐热纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化硅8份，玻璃微珠50份，云母30份，滑石粉25份，纳米有机蒙脱土为6份，三氧化二锑25份，硅烷偶联剂12份，聚磷酸铵50份，季戊四醇12份。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述阻燃耐热纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化硅5份，玻璃微珠40份，云母20份，滑石粉15份，纳米有机蒙脱土为4份，三氧化二锑15份，硅烷偶联剂10份，聚磷酸铵40份，季戊四醇10份。一种制备所述的阻燃耐热纳米硅橡胶的方法，步骤为：第一步：按照质量份数配比称取硅橡胶、纳米二氧化硅、玻璃微珠、云母、滑石粉、纳米有机蒙脱土、三氧化二锑、硅烷偶联剂、聚磷酸铵和季戊四醇；第二步：将硅橡胶投入高速混合机中，升温至100-120℃，加入剩余原料，升温至120-140℃，混合速度900-1100r/min，混合20-40min；第三步：混合后的原料加入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，温度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺杆转速100-110r/min。有益效果本专利技术所述一种阻燃耐热纳米硅橡胶及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、耐油性能好、耐高温、耐腐蚀，成本低，弯曲强度160-180MPa，氧指数30-50%；2、拉伸强度30-50MPa，维卡软化点150-170℃，耐磨性高、耐热和弹性优良，弹性模量14-16MPa；3、邵氏硬度90-120，原料资源丰富，可重复利用，冲击强度40-60J/m；4、断裂伸长率550-750%，可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化，符合环保要求，可以广泛生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃耐热纳米硅橡胶，其特征在于，所述阻燃耐热纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化硅2‑8份，玻璃微珠30‑50份，云母10‑30份，滑石粉5‑25份，纳米有机蒙脱土为2‑6份，三氧化二锑5‑25份，硅烷偶联剂8‑12份，聚磷酸铵30‑50份，季戊四醇8‑12份。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃耐热纳米硅橡胶，其特征在于，所述阻燃耐热纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化硅2-8份，玻璃微珠30-50份，云母10-30份，滑石粉5-25份，纳米有机蒙脱土为2-6份，三氧化二锑5-25份，硅烷偶联剂8-12份，聚磷酸铵30-50份，季戊四醇8-12份。2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热纳米硅橡胶，其特征在于，所述阻燃耐热纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化硅2份，玻璃微珠30份，云母10份，滑石粉5份，纳米有机蒙脱土为2份，三氧化二锑5份，硅烷偶联剂8份，聚磷酸铵30份，季戊四醇8份。3.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热纳米硅橡胶，其特征在于，所述阻燃耐热纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米二氧化硅8份，玻璃微珠50份，云母30份，滑石粉25份，纳米有机蒙脱土为6份，三氧化二锑25份，硅烷偶联剂12份，聚磷酸铵50...

【专利技术属性】
技术研发人员：周静娟，
申请(专利权)人：苏州直角新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32