本发明涉及一种硅橡胶技术，尤其是一种低压缩永久变形的硅橡胶及其制备方法。
背景技术：
弹性体材料在长期使用过程中，不可避免的会产生无法恢复的变形，影响制品的正常使用。尤其在涉及到密封、承重等功能的应用领域，对弹性体材料的压缩永久变形有很高的要求。在众多弹性体材料中，硅橡胶因其耐高低温、耐候、环保、绝缘等优异性能，在航空航天、食品医疗、交通运输和电力电缆等使用环境较为苛刻的应用领域发挥着不可替代的作用。在这些应用中，硅橡胶的压缩永久变形（特别在高温下）成为影响其制品性能和寿命的最重要特性之一。因此，低压缩永久变形的硅橡胶的研发具有十分重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有技术中硅橡胶压缩永久变形高的不足，提供一种低压缩永久变形的硅橡胶及其制备工艺。
为了解决上述技术问题，本发明的低压缩永久变形的硅橡胶，包括以下重量份数的组分：
甲基乙烯基硅橡胶100份；
白炭黑30~70份；
结构化控制剂2~15份；
耐热助剂0.1~5份；
硫化助剂0.2~2份；
硅烷偶联剂0.2~1.5份；
脱模剂0.05~1份。
进一步地，所述甲基乙烯基硅橡胶分子量为50~75万，乙烯基链节的摩尔分数为0.05~3.0%。
进一步地，所述白炭黑为沉淀法白炭黑或气相法白炭黑，其比表面积为150~300m2/g。
进一步地，所述结构化控制剂为羟基硅油、烷氧基硅油、乙烯基羟基硅油、六甲基二硅氮烷、二甲基二甲氧基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅氧烷、二苯基二羟基硅油中的一种或多种。
进一步地，所述耐热助剂为金属元素铁、铈、钛、锌、钙、镁的氧化物、氢氧化物、硅酸盐及其有机化合物中的一种或多种。
进一步地，所述硫化助剂为甲基含氢硅油，运动粘度为10~500mm2/s，氢的质量分数大于0.2%；
进一步地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或两种。
进一步地，所述硫化助剂为甲基含氢硅油，运动粘度为10~500mm2/s，氢的质量分数大于0.2%。
一种上述低压缩永久变形硅橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将甲基乙烯基硅橡胶、耐热助剂、硅烷偶联剂和脱模剂加入密闭式炼胶机中，捏合均匀；
（2）将白炭黑和结构化控制剂分2~10次加入步骤（1）得到的混合物料中，捏合均匀；
（3）将步骤（2）得到的混合物料在低温下进行一段捏合，随后升高温度进行二段捏合，在更高温度下进行三段捏合和四段捏合；
（4）将步骤（3）得到的混合物料冷却，在密闭式炼胶机或开放式炼胶机中加入硫化助剂，混合均匀；
（5）将步骤（4）得到的混合物料过滤，即得。
进一步地，所述步骤（3）中一段捏合的温度不高于70°c，捏合时间20~180min，二段捏合的温度为90~120°c，捏合时间20~180min，三段捏合的温度为140~170°c，捏合时间20~180min，四段捏合的温度为140~170°c，捏合时间20~180min，真空度为0.05~0.09mpa。
采用上述的配方和方法后，通过合理的交联结构设计和添加硫化助剂减少聚合物分子链的滑移，并添加耐热助剂防止聚合物在高温下的氧化和降解，同时通过多段升温的混炼工艺实现白炭黑的均匀处理和分散，所得硅橡胶具有较低的压缩永久变形和较好的机械性能。
具体实施方式
本发明的低压缩永久变形的硅橡胶，包括以下重量份数的组分：甲基乙烯基硅橡胶100份；白炭黑30~70份；结构化控制剂2~15份；耐热助剂0.1~5份；硫化助剂0.2~2份；硅烷偶联剂0.2~1.5份；脱模剂0.05~1份，甲基乙烯基硅橡胶分子量（粘度法）为50~75万，乙烯基链节的摩尔分数为0.05~3.0%，白炭黑为沉淀法白炭黑或气相法白炭黑，其比表面积为150~300m2/g。优选的，所述沉淀法白炭黑比表面积小于200m2/g，沉淀法白炭黑比表面积小于250m2/g，结构化控制剂为羟基硅油、烷氧基硅油、乙烯基羟基硅油、六甲基二硅氮烷、二甲基二甲氧基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅氧烷、二苯基二羟基硅油中的一种或多种，耐热助剂为金属元素铁、铈、钛、锌、钙、镁的氧化物、氢氧化物、硅酸盐及其有机化合物中的一种或多种，硫化助剂为甲基含氢硅油，运动粘度为10~500mm2/s，氢的质量分数大于0.2%；硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或两种，硫化助剂为甲基含氢硅油，运动粘度为10~500mm2/s，氢的质量分数大于0.2%。
上述低压缩永久变形硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甲基乙烯基硅橡胶、耐热助剂、硅烷偶联剂和脱模剂加入密闭式炼胶机中，捏合均匀；
（2）将白炭黑和结构化控制剂分2~10次加入步骤（1）得到的混合物料中，捏合均匀；
（3）将步骤（2）得到的混合物料在低温下进行一段捏合，随后升高温度进行二段捏合，在更高温度下进行三段捏合和四段捏合；
其中，一段捏合的温度不高于70°c，捏合时间20~180min。优选的，所述步骤（3）中一段捏合的温度不高于60°c，捏合时间60~120min，二段捏合的温度为90~120°c，捏合时间20~180min。优选的，所述步骤（3）中二段捏合时间30~120min，三段捏合的温度为140~170°c，捏合时间20~180min。优选的，所述步骤（3）中二段捏合时间30~120min，四段捏合的温度为140~170°c，捏合时间20~180min，真空度为0.05~0.09mpa。优选的，所述步骤（3）中四段捏合的温度为140~170°c，捏合时间60~120min，真空度为0.08~0.09mpa。
（4）将步骤（3）得到的混合物料冷却，在密闭式炼胶机或开放式炼胶机中加入硫化助剂，混合均匀，其捏合温度不高于70°c。
（5）将步骤（4）得到的混合物料过滤，即得。
所得硅橡胶用过氧化物进行硫化，硫化剂可选用公知的2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷（双二五）和过氧化二异丙苯（dcp）等。硫化条件为一次硫化温度160~190°c，硫化时间1~10min；二次硫化温度160~220°c，硫化时间2~6h。
本发明可以通过如下实例进一步说明，但实施例不是对本发明保护范围的限制。
实施例1
将100份分子量为68万，乙烯基摩尔含量为0.12%的甲基乙烯基硅橡胶、2份氧化铁、0.1份乙烯基三乙氧基硅烷和0.1份硬脂酸加入密闭式炼胶机中，捏合均匀。
胶料中分6次加入45份比表面积为160m2/g的沉淀法白炭黑和3份羟基硅油，捏合均匀。
将所得胶料在60°c捏合60min，110°c捏合60min，150°c捏合120min，150°c和0.08mpa真空度下捏合60min。冷却至小于60°c后加入0.2份含氢量为1.6%的含氢硅油混合均匀，过滤后得硅橡胶。
100份上述硅橡胶中加入0.7份过氧化二异丙苯，175°c硫化5min，200°c硫化4h，所得硫化硅橡胶邵尔硬度51，拉伸强度9.0mpa，撕裂强度18kn/m（直角裁刀），压缩永久变形（根据gb/t7759.1-2015测试，175°c×22h，b型试块，压缩比25%）10.4%。
实施例2
将100份分子量为65万，乙烯基摩尔含量为0.16%的甲基乙烯基硅橡胶，1份氧化锌、1份氧化铈、0.2份乙烯基三乙氧基硅烷和0.2份硬脂酸锌加入密闭式炼胶机中，捏合均匀。
胶料中分8次加入32份比表面积为250m2/g的沉淀法白炭黑和5份六甲基二硅氮烷，捏合均匀。
向炼胶机中充入氮气正压保护，将所得胶料在60°c捏合60min，100°c捏合120min，160°c捏合60min；关闭氮气，胶料在150°c和0.08mpa真空度下捏合120min。冷却至小于60°c后加入0.2份含氢量为1.6%的含氢硅油混合均匀，过滤后得硅橡胶。
100份上述硅橡胶中加入0.7份过氧化二异丙苯，175°c硫化5min，200°c硫化4h，所得硫化硅橡胶邵尔硬度54，拉伸强度10.1mpa，撕裂强度25kn/m（直角裁刀），压缩永久变形（根据gb/t7759.1-2015测试，175°c×22h，b型试块，压缩比25%）13.4%。
实施例3
将50份分子量为65万，乙烯基摩尔含量为0.05%的甲基乙烯基硅橡胶、50份分子量为65万，乙烯基摩尔含量为0.2%的甲基乙烯基硅橡胶、1份氧化铁、1份氢氧化镁、0.1份乙烯基三乙氧基硅烷和0.2份硬脂酸锌加入密闭式炼胶机中，捏合均匀。
胶料中分6次加入35份比表面积为150m2/g的气相法白炭黑和5份羟基硅油，捏合均匀。
将所得胶料在60°c捏合60min，100°c捏合60min，160°c捏合120min，150°c和0.08mpa真空度下捏合60min。冷却至小于60°c后加入0.2份含氢量为1.6%的含氢硅油混合均匀，过滤后得硅橡胶。
100份上述硅橡胶中加入0.7份过氧化二异丙苯，175°c硫化5min，200°c硫化4h，所得硫化硅橡胶邵尔硬度50，拉伸强度9.8mpa，撕裂强度28kn/m（直角裁刀），压缩永久变形（根据gb/t7759.1-2015测试，175°c×22h，b型试块，压缩比25%）10.8%。