专利名称：：一种高温硫化硅橡胶及其快速制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种硅橡胶材料及其制备方法。
背景技术：
：硅橡胶是以Si-0单元为主链，以有机基团为侧基的线性聚合物。它是典型的半无机半有机聚合物。由于此种特征，赋予了硅橡胶优异的性能。如很好的耐高、低温性能，低压縮永久变形性，良好的电绝缘性及很好的生理惰性等。但是未经添加补强填料的硅橡胶拉伸强度极低，无实用价值。由此，要使用硅橡胶则必须添加补强填料。现有的各种补强填料中，效果最好的是气相法白炭黑，气相法白炭黑在硅橡胶中的用量非常大，尤其是在热硫化硅橡胶中，其添加量可达40%60%。但气相法白炭黑价格昂贵，价格约硅橡胶生胶的1.53倍，因此限制了硅橡胶的广泛使用。而已研究的其它填料如碳酸钙、磨细的矿物填料等，由于这些填料自身的特性限制了对硅橡胶的补强作用，必须与白炭黑混合使用，并且目前广泛使用的填料大多呈酸性、中性或弱碱性，使用以上填料制备的硅橡胶复合材料硫化时间较长，还需经过二次硫化。另一方面，在硅酸盐建筑材料目前的工业生产中，人们关注的重点是在较高的压力下蒸压生成结晶程度较高的水化硅酸钙，如托贝莫莱石、硬硅钙石、水石榴石、硅酸钙石等产物，认为其力学性能较好，而对于在较低的压力、较短的恒温时间，水热合成结晶度很低的水化产物，如C-S-H凝胶、CSH(B)等，并没有得到广泛重视和应用。
发明内容本发明提供一种高温硫化硅橡胶及其快速制备方法，要解决传统工艺中气相法白炭黑的用量大，价格昂贵，生产过程中硫化时间长的技术问题，并改善橡胶的拉伸性能。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这种高温硫化硅橡胶，它的原料按质量份配比如下甲基乙烯基硅橡胶生胶100份；气相法白炭黑2040份；水化硅酸f丐粉体1545份；双，二五11.5份；羟基硅油515份；上述水化硅酸钙粉体是以石英砂为硅质材料，生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为i:1，水固比为5e:i，经动态水热合成，并干燥而成的白色粉体。这种高温硫化硅橡胶，它的原料按质量份的最佳配比如下甲基乙烯基硅橡胶生胶100份；气相法白炭黑30份水化硅酸钙粉体双，二五30份1.2份羟基硅油10份；上述水化硅酸钙粉体是以石英砂为硅质材料，生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为i:1，水固比为5e:i，经动态水热合成，并干燥而成的白色粉体。这种高温硫化硅橡胶的快速制备方法，制备步骤如下步骤一，水化硅酸钙粉体的制备以石英砂为硅质材料，以生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为l:1，水固比为56:l，在反应釜中保持(100180)士5。C的温度，经升温、恒温2h10h、降温、卸料、过滤、干燥、打散，动态水热合成水化硅酸钙粉体备用；步骤二，混炼在开炼机上依次加入生胶、水化硅酸钙粉体、气相法白炭黑、羟基硅油、双，二五进行混炼，而后进行割胶混炼，最后回厚，成混炼胶片；步骤三，一段硫化混炼胶停放224小时后置于硫化机上硫化，硫化温度为185"C、硫化时间为22.5min;步骤四，二段硫化硫化温度为200°C、硫化时间为4h。可省略步骤四。本发明改善硅橡胶性能的机理本发明选用广泛易得的石英砂作为原料，采用动态水热合成工艺，在水热条件下，石英砂坚硬外壳被打破，Si(^溶解在溶液中，硅氧四面体解聚，水解产生活性硅，易于与生石灰等碱类物质反应生成水化硅酸钙(C-S-H)，经升温、恒温、降温、卸料、过滤、干燥、打散，制得超细、多孔、大比表面积的水化硅酸钙粉体。由于其较小的粒径，当水化硅酸钙粉体填充到硅橡胶时产生了补强、增容作用。此外合成的水化硅酸钙粉体含有大量结晶水，表面有部分的羟基存在，可与硅橡胶主链发生键合作用。合成的水化硅酸钙粉体碱性较高，其中出釜时的过滤液pH为13，碱性物质可促进硫化，与显酸性的白炭黑相比，可縮短硫化时间。水化硅酸钙粉体可去除硫化剂分解产生的物质，由此可免去二次硫化的工艺。本发明的有益效果如下本发明将水化硅酸钙粉体作为高温硫化硅橡胶的填料，部分取代气相法白炭黑。与气相法白炭黑相比，生产工艺简单，可明显的促进硫化，縮短硫化时间。此外，水化硅酸钙粉体有一定的补强作用，还可除去硫化剂分解产生的物质，由此可免去二次硫化的工艺。本发明采用双，二五做为硫化剂，双，二五的化学名2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷，是乙烯基硅橡胶有效的高温硫化剂，能使产品的抗张强度和硬度均高，拉伸和压縮变形也比较低。本发明高温硫化硅橡胶的测试结果其中以12(TC、10h的水化硅酸钙粉体，(指由石英砂和生石灰做原料在蒸压釜里经动态水热反应恒温10h所制得的水化硅酸钙粉体)，掺量是生胶的30%(质量分数)所制硅橡胶的效果最好，其进行一次硫化和二次硫化后的性能测试结果如下拉伸强度(MPa)扯断伸长率(％)撕裂强度(kN/m)邵尔A硬度一次硫化5.4457511.0946二次硫化5.6140011.2564在胶料只进行一次硫化的条件下，添加水化硅酸钙粉体与不添加时制备的硅橡胶的性能相比(添加时，硫化时间为2min;不添加水化硅酸f丐粉体时，硫化时间为10min)，测试结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述测试结果表明添加水化硅酸钙后，硫化时间明显縮短，橡胶的拉伸强度和扯断伸长率等性能均有明显提高。具体实施例方式实施例1:高温硫化硅橡胶的原料按质量份配比如下甲基乙烯基硅橡胶生胶100份；气相法白炭黑30份;水化硅酸钙粉体30份;硫化剂双，二五1.2份；羟基硅油10份；上述水化硅酸钙粉体是以石英砂为硅质材料，生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为i:i，水固比为5:1，120士5t:的条件下经动态水热合成、并干燥而成的白色粉体。实施例2:高温硫化硅橡胶的原料按质量份配比如下甲基乙烯基硅橡胶生胶100份；气相法白炭黑30份;水化硅酸钙粉体15份;硫化剂双，二五1.2份；羟基硅油10份；上述水化硅酸钙粉体是以石英砂为硅质材料，生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为i:i，水固比为5:1，120士5t:的条件下经动态水热合成、并干燥而成的白色粉体。实施例3:高温硫化硅橡胶的原料按质量份配比如下甲基乙烯基硅橡胶生胶100份；气相法白炭黑30份;水化硅酸钙粉体30份;硫化剂双，二五1.2份；羟基硅油10份；上述水化硅酸钙粉体是以石英砂为硅质材料，生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为i:i，水固比为e:1，180士5t:的条件下经动态水热合成、并干燥而成的白色粉体。实施例4:高温硫化硅橡胶的原料按质量份配比如下甲基乙烯基硅橡胶生胶100份；硫化剂双，二五l份；羟基硅油8份；上述水化硅酸钙粉体是以石英砂为硅质材料，生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为i:1，水固比为5:1，120士5t:的条件下经动态水热合成、并干燥而成的白色粉体。实施例5:高温硫化硅橡胶的原料按质量份配比如下甲基乙烯基硅橡胶生胶100份；气相法白炭黑40份；水化硅酸f丐粉体15份；硫化剂双，二五1.2份；羟基硅油12份；上述水化硅酸钙粉体是以石英砂为硅质材料，生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为i:1，水固比为5:1，120士5t:的条件下经动态水热合成、并干燥而成的白色粉体。高温硫化硅橡胶的制备步骤如下步骤(1)、水化硅酸钙粉体的制备以石英砂为硅质材料，Si02含量99.09%，石英砂的用量106.lg。以生石灰为钙质材料，石灰的游离CaO含量为90.76%，石灰用量108.2g。钙硅摩尔比为l:1，水固比为56:l，上述配比可根据选用原材料的差异，进行调整，该调整技术属于本领域技术人员已知技术。在反应釜中保持(100180)士5。C的温度，经升温、恒温2h10h、降温、卸料、过滤、干燥、打散，动态水热合成水化硅酸钙粉体备用；步骤(2)、混炼在开炼机X(S)K-160上加入原料进行混炼，加料顺序为生胶-水化硅酸钙粉体-气相法白炭黑-羟基硅油-硫化剂。辊温低于5(TC，混炼时间2030min，割胶混炼，最后回厚，成混炼胶片。步骤(3)、一段硫化混炼胶停放2小时后置于硫化机上硫化，硫化温度为185°C、硫化时间为2min。步骤(4)、二段硫化硫化温度为200°C、硫化时间为4h。上述步骤(4)可以省略。权利要求一种高温硫化硅橡胶，其特征在于它的原料按质量份配比如下甲基乙烯基硅橡胶生胶100份；气相法白炭黑20～40份；水化硅酸钙粉体15～45份；双，二五1～1.5份；羟基硅油5～15份；上述水化硅酸钙粉体是以石英砂为硅质材料，生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为1∶1，水固比为5～6∶1，经动态水热合成，并干燥而成的白色粉体。2.根据权利要求1所述的高温硫化硅橡胶，其特征在于它的原料按质量份配比如甲基乙烯基硅橡胶生胶100份；气相法白炭黑30份;水化硅酸钙粉体30份;双，二五1.2份；羟基硅油10份；上述水化硅酸钙粉体是以石英砂为硅质材料，生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为i:1，水固比为5e:i，经动态水热合成，并干燥而成的白色粉体。3.—种如权利要求i所述高温硫化硅橡胶的快速制备方法，其特征在于制备步骤如下步骤一，水化硅酸钙粉体的制备以石英砂为硅质材料，以生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为l:1，水固比为56:l，在反应釜中保持(100180)±5"的温度，经升温、恒温2h10h、降温、卸料、过滤、干燥、打散，动态水热合成水化硅酸钙粉体备用；步骤二，混炼在开炼机上依次加入生胶、水化硅酸钙粉体、气相法白炭黑、羟基硅油、双，二五进行混炼，而后进行割胶混炼，最后回厚，成混炼胶片；步骤三，一段硫化混炼胶停放224小时后置于硫化机上硫化，硫化温度为185°C、硫化时间为22.5min;步骤四，二段硫化硫化温度为20(TC、硫化时间为4h。4.根据权利要求3所述的高温硫化硅橡胶的快速制备方法，其特征在于省略步骤四。全文摘要一种高温硫化硅橡胶及其快速制备方法，它的原料按质量份配比如下甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、气相法白炭黑30份、水化硅酸钙粉体30份、双，二五1.2份、羟基硅油10份。上述水化硅酸钙粉体是以石英砂为硅质材料，生石灰为钙质材料，钙硅摩尔比为1∶1，水固比为5～6∶1，经动态水热合成，并干燥而成的白色粉体。本发明将水化硅酸钙粉体作为高温硫化硅橡胶的填料，部分取代气相法白炭黑。与气相法白炭黑相比生产工艺简单，可明显促进硫化，缩短硫化时间。此外，水化硅酸钙粉体有一定的补强作用，还可除去硫化剂分解产生的物质，由此可免去二次硫化的工艺。文档编号C08K3/34GK101775218SQ200910312960公开日2010年7月14日申请日期2009年12月31日优先权日2009年12月31日发明者彭小芹,杨涛,顾淑英,黄伟,黄涛申请人:重庆大学