本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种耐高温纳米硅橡胶及其制备方法。
背景技术：
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。
硅橡胶最高是由美国以三氯化铁为催化剂合成的。1945年，硅橡胶产品问世。1948年，采用高比表面积的气相法白炭黑补强的硅橡胶研制成功，使硅橡胶的性能跃升到实用阶段，奠定了现代硅橡胶生产技术的基础。从二甲基二氯硅烷合成开始生产硅橡胶的国家有美国。俄罗斯、德国、日本、韩国和中国等。中国硅橡胶的工业化研究始于1957年，多家研究所和企业陆续开发出各种硅橡胶。到2003年底，中国硅橡胶生产能力为135千吨，其中高温胶100千吨。
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。
硅橡胶的生产厂家一般拥有数十个乃至上百个品种牌号，多是按照商品特性和用途编号，也有按照硫化方式和化学结构进行分类的。按照硫化温度，硅橡胶可分为高温硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶。从包装形式上则可以分为单组分、双组分室温硫化硅橡胶。按照聚合度，硅橡胶还可以分为混炼型硅橡胶和液体硅橡胶。
硅橡胶产业取得了令人瞩目的成绩。随着消费量的跨越式增长，硅橡胶产业已经开始由高性能特种橡胶转变为大众合成橡胶，成为用量最大的橡胶品种之一。据悉，从橡胶消费的胶种情况看，天然橡胶占41.8%，丁苯橡胶和顺丁橡胶合计占28.4%，而硅橡胶通常仅用于建筑密封胶、导电按键等少数非轮胎领域，仅占橡胶消费总量的6.4%。因此，随着硅橡胶在部分非轮胎的细分领域取代其它胶种，其消费量必将成倍增长，市场空间会进一步打开。对此，业内人士也认同以上观点。据预计，到2015年，硅橡胶将占国内橡胶消费总量的10%～15%，即硅橡胶消费量有望达到100万～150万吨，而到2020年，硅橡胶占橡胶消费总量的比例有望达到20%～33%，即硅橡胶消费量有望达到300万～500万吨。换而言之，硅橡胶产业的发展潜力和远期发展都非常诱人，其高速发展也必将对上下游产业产生极为深远的影响。事实上，硅橡胶产业的上下游产业联动效应已开始逐步显现。有专家指出，硅橡胶产业发展的最大亮点是可以大幅提高橡胶的国内自给率。据统计，如果到2020年硅橡胶占我国橡胶消费量的比例由6.5%提高到33%，那么我国橡胶的整体国内自给率可由大约50%提高到80%以上，从而大大缓解橡胶供应紧张状况，降低橡胶加工行业的生产成本。由此可见，硅橡胶产业的发展不仅仅是单个产业的单一发展，而是牵涉到多个行业的共同发展，对于增强橡胶加工行业的盈利能力和提高橡胶制品的质量水平都具有深远的意义。
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。
技术实现要素：
本发明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耐高温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。
本发明采用以下技术方案：一种耐高温纳米硅橡胶，其原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米三氧化二铝3-7份，聚磷酸铵2-8份，十溴联苯醚8-12份，氯化聚乙烯10-30份，有机膨润土为3-7份，三氧化二锑5-25份，纳米炭黑1-5份，六溴环十二烷10-20份，邻苯二甲酸二异癸酯10-30份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述耐高温纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米三氧化二铝3份，聚磷酸铵2份，十溴联苯醚8份，氯化聚乙烯10份，有机膨润土为3份，三氧化二锑5份，纳米炭黑1份，六溴环十二烷10份，邻苯二甲酸二异癸酯10份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述耐高温纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米三氧化二铝7份，聚磷酸铵8份，十溴联苯醚12份，氯化聚乙烯30份，有机膨润土为7份，三氧化二锑25份，纳米炭黑5份，六溴环十二烷20份，邻苯二甲酸二异癸酯30份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述耐高温纳米硅橡胶的原料按质量份数配比如下：硅橡胶100份，纳米三氧化二铝5份，聚磷酸铵5份，十溴联苯醚10份，氯化聚乙烯20份，有机膨润土为5份，三氧化二锑15份，纳米炭黑3份，六溴环十二烷15份，邻苯二甲酸二异癸酯20份。
一种制备所述的耐高温纳米硅橡胶的方法，步骤为：
第一步：按照质量份数配比称取硅橡胶、纳米三氧化二铝、聚磷酸铵、十溴联苯醚、氯化聚乙烯、有机膨润土、三氧化二锑、纳米炭黑、六溴环十二烷和邻苯二甲酸二异癸酯；
第二步：将硅橡胶投入高速混合机中，升温至110-120℃，加入剩余原料，升温至130-140℃，混合速度1000-1100r/min，混合35-45min；
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105-115r/min。
有益效果
本发明所述一种耐高温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、耐腐蚀，成本低，弯曲强度50-90MPa，氧指数35-55%；2、拉伸强度40-60MPa，维卡软化点140-160℃，耐磨性高、离火自息和弹性优良，弹性模量12-16MPa；3、邵氏硬度100-120，原料资源丰富，可重复利用，冲击强度25-45J/m；4、断裂伸长率550-650%，可以在各种极端环境下广泛使用，滴落缓慢，符合环保要求，可以广泛生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
实施例1：
第一步：按照质量份数配比称取硅橡胶100份，纳米三氧化二铝3份，聚磷酸铵2份，十溴联苯醚8份，氯化聚乙烯10份，有机膨润土为3份，三氧化二锑5份，纳米炭黑1份，六溴环十二烷10份，邻苯二甲酸二异癸酯10份。
第二步：将硅橡胶投入高速混合机中，升温至110℃，加入剩余原料，升温至130℃，混合速度1000r/min，混合35min。
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105r/min。
耐油性能好、耐腐蚀，成本低，弯曲强度50MPa，氧指数35%；拉伸强度40MPa，维卡软化点140℃，耐磨性高、离火自息和弹性优良，弹性模量12MPa；邵氏硬度100，原料资源丰富，可重复利用，冲击强度25J/m；断裂伸长率550%，可以在各种极端环境下广泛使用，滴落缓慢，符合环保要求。
实施例2：
第一步：按照质量份数配比称取硅橡胶100份，纳米三氧化二铝7份，聚磷酸铵8份，十溴联苯醚12份，氯化聚乙烯30份，有机膨润土为7份，三氧化二锑25份，纳米炭黑5份，六溴环十二烷20份，邻苯二甲酸二异癸酯30份。
第二步：将硅橡胶投入高速混合机中，升温至120℃，加入剩余原料，升温至140℃，混合速度1100r/min，混合45min。
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115r/min。
耐油性能好、耐腐蚀，成本低，弯曲强度70MPa，氧指数45%；拉伸强度50MPa，维卡软化点150℃，耐磨性高、离火自息和弹性优良，弹性模量14MPa；邵氏硬度110，原料资源丰富，可重复利用，冲击强度35J/m；断裂伸长率600%，可以在各种极端环境下广泛使用，滴落缓慢，符合环保要求。
实施例3：
第一步：按照质量份数配比称取硅橡胶100份，纳米三氧化二铝5份，聚磷酸铵5份，十溴联苯醚10份，氯化聚乙烯20份，有机膨润土为5份，三氧化二锑15份，纳米炭黑3份，六溴环十二烷15份，邻苯二甲酸二异癸酯20份。
第二步：将硅橡胶投入高速混合机中，升温至115℃，加入剩余原料，升温至135℃，混合速度1050r/min，混合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110r/min。
耐油性能好、耐腐蚀，成本低，弯曲强度90MPa，氧指数55%；拉伸强度60MPa，维卡软化点160℃，耐磨性高、离火自息和弹性优良，弹性模量16MPa；邵氏硬度120，原料资源丰富，可重复利用，冲击强度45J/m；断裂伸长率650%，可以在各种极端环境下广泛使用，滴落缓慢，符合环保要求。