本发明涉及一种高回弹高强度硅橡胶及其制备方法，属于硅橡胶领域。
背景技术：
：硅橡胶是兼具有机材料和无机材料性能的高分子弹性体，具有许多优异性能，如耐候性、电性能、低压缩形变、耐热性和耐寒性，广泛应用于电气设备领域、机动车辆领域、建筑领域、医学领域、食品工业领域等。例如可以作为遥控器、计算机终端、乐器等中的橡胶触头，建筑衬垫，商用机器中的固定辊、显影辊、复印辊、带点辊和送纸辊，音频设备等的防震橡胶，高密度磁盘的包装和线缆皮材料。回弹性能是衡量密封材料性能优劣的一个关键指标，体现了密封材料填补密封缺陷和弹性补偿的能力，好的密封材料应该具有很好的回弹性。硅橡胶由于回弹性好，压缩变形性较小，可用作厨房用品、轴封圈、垫圈、奶嘴、杂件接头和办公设备等的制造原料，应用范围广泛。随着科学技术的发展，对硅橡胶的回弹性能也提出了更高的要求，现有技术中的高温硫化硅橡胶由于回弹率较低已经不能满足市场上某些产品的特殊要求，目前，主要是通过配合技术和添加新助剂、改变交联方式及共聚共混等改性技术，使硅橡胶具有较高的回弹性能。例如公开号为CN106633910A的专利文献中采用不同端乙烯基生胶和处理的白炭黑制备高回弹高抗撕硅橡胶组合物；公开号为CN104194352A的专利文献中以甲基乙烯基硅橡胶、氯化丁基橡胶、酚醛树脂等为原料，采用共混的方式制备高弹性硅橡胶。以上两种方法虽能够提高硅橡胶的回弹性，但提高的并不明显。技术实现要素：为了解决现有技术中硅橡胶回弹性差等缺陷，本发明提供一种高回弹高强度硅橡胶及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：一种高回弹高强度硅橡胶，其原料组分包括以下重量份数的组分：甲基乙烯基硅橡胶，100份；超高分子量二甲基硅橡胶，2～10份；沉淀法白炭黑，10份～40份；超细硅微粉，5～30份；硅酮粉，3～15份羟基乙烯基硅油，1～3份；含氢硅油，0.1份～1份；内脱模剂，0.05份～1份；硫化剂，0.3份～2份。目前硅橡胶行业里通过添加大量羟基硅油或乙烯基硅油的方式促进补强填料在硅橡胶中的分散，但是低粘度硅油的加入会极大地降低硅橡胶的回弹性。本发明的原理是通过添加润滑剂硅酮粉的方法促进补强填料在硅橡胶中的分散，提高两者之间的相容性，最大限度地降低低粘度硅油的添加量，从而提高硅橡胶的回弹性；同时以甲基乙烯基硅橡胶与超高分子量的二甲基生胶复配作为基础生胶，以沉淀法白炭黑和超细硅微粉混搭作为补强填料，共同提高硅橡胶的回弹性；且申请人经研究发现，本申请所选用的各物料组分之间协同效应明显，使硅橡胶回弹性和强度的提升非常显著。为了进一步促进各组分之间的协同效应，进一步提高硅橡胶的回弹性和其它力学性能，甲基乙烯基硅橡胶由质量比为(5-7)：(5-3)的第一甲基乙烯基硅橡胶和第二甲基乙烯基硅橡胶复配而成，其中，第一甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基摩尔含量为0.03％～0.09％，分子量为65万～75万；第二甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基摩尔含量为0.25％～1.5％，分子量为50万～65万。优选，超高分子量二甲基硅橡胶的分子量为100～120万，超高分子量二甲基硅橡胶的链节上不含有乙烯基，其结构式为：其中m的取值范围为13000～17000。这样可进一步保证所得产品的回弹性。优选，硅酮粉中硅氧烷的质量含量为40～60％，这样可进一步提高物料的分散性和相容性，同时进一步提高了硅橡胶的回弹性。硅酮粉是由硅氧烷、二氧化硅和其他助剂(如硅烷偶联剂)混炼而成的一种粉体。沉淀法白炭黑的比表面积不低于150m2/g。优选，沉淀法白炭黑的比表面积为150m2/g或200m2/g。优选，超细硅微粉的粒径为0.3～2μm，优选为0.5～1μm。这样进一步提高了各原料组分的相容性和硅橡胶的力学性能。优选，羟基乙烯基硅油为羟基封端的乙烯基硅油，其结构如下：其中m取值范围为50～150，n取值范围为5～20，羟基乙烯基硅油的粘度为100～250cst，乙烯基含量为3.5～10％。这样进一步提高了各原料组分的相容性和硅橡胶的力学性能。优选，含氢硅油中含氢量为1.5％wt以上，这样可进一步促进各原料组分之间的协同效应，进而进一步提高硅橡胶的回弹性。优选，脱模剂为硬脂酸或硬脂酸盐，硬脂酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸镁或硬脂酸钙中的至少一种；硫化剂为过氧化物双二四(2,4-二氯过氧化苯甲酰)或双二五(2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷)。这样可进一步促进各原料组分之间的协同效应，进而进一步提高硅橡胶的回弹性和力学性能等。上述高回弹高强度硅橡胶的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：1)将甲基乙烯基硅橡胶、超高分子量二甲基硅橡胶、硅酮粉、羟基乙烯基硅油、含氢硅油和内脱模剂，在捏合机中混合均匀；2)将沉淀法白炭黑和超细硅微粉加入步骤1)所得物料中，其中，沉淀法白炭黑和超细硅微粉均分四次加入，沉淀法白炭黑和超细硅微粉四次加入量均依次分别为40±3％、25±3％、20±3％、15±3％，加料完毕后，在常压，温度60℃～80℃下，搅拌捏合，成团，成团后继续捏合10～30min；3)将步骤2)所得物料升温至100℃～120℃，在真空度为-0.8MPa～-0.9MPa下，密炼1.5±0.2h，然后冷却停放24±2h，得到混炼胶；4)将步骤3)所得混炼胶与硫化剂混匀，先在175±5℃硫化5±1分钟，然后在200±5℃硫化4±1小时，得到高回弹高强度硅橡胶。本发明未提及的技术均参照现有技术。本发明高回弹高强度硅橡胶，降低了低粘度羟基硅油的用量，显著提高了硅橡胶硫化后的回弹性，且硅橡胶的整体性能得到明显提高；本发明制备方法简单易操作。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。下述各实施例中各物质的计量单位“份”指重量份。下述实施例中的原料均为市售商品。实施例1以质量份数计，在真空密炼机中，加入70份二甲基乙烯基封端、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(东爵有机硅(南京)有限公司)，30份二甲基乙烯基封端、分子量为55万、乙烯基的摩尔含量为0.25％的甲基乙烯基硅橡胶(东爵有机硅(南京)有限公司)，2.0份分子量为100万的二甲基硅生胶(东爵有机硅(南京)有限公司)，5份硅酮粉(KJ-B01，建德市凯杰塑料增韧材料有限公司)，1.0份运动黏度为155cst的羟基乙烯基硅油(无锡全立化工有限公司，乙烯基含量为6％)，0.5份含氢量1.53％的含氢硅油(无锡全立化工有限公司)，0.2份硬脂酸钙，在捏合机中混合均匀。2)在步骤1)中加入15份比表面积为150m2/g的沉淀法白炭黑(福建远翔化工有限公司)和5份超细硅微粉(广东南海鑫川矿业有限公司，粒径为1μm)，其中白炭黑和超细硅微粉均分四次加入，四次沉淀法白炭黑和超细硅微粉加入量均依次为40％、25％、20％、15％，物料加入完毕后，在常压、温度70℃下，搅拌捏合、成团，成团后继续捏合20min，得胶料。3)将步骤2)所得的胶料升温至110℃，在真空度为-0.8MPa～-0.9MPa下，真空高温密炼1.5h，冷却停放24h，得到混炼胶。4)将步骤3)所得的100份混炼胶与0.65份过氧化物硫化剂双二五(2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷)在开炼机中炼均匀，先在175℃硫化5分钟，然后在200℃硫化4小时，得到高弹性高强度硅橡胶组合物。本发明对得到的高弹性高强度硅橡胶组合物进行性能测试，结果如表1所示。实施例2以质量份数计，在真空密炼机中，加入80份二甲基乙烯基封端、分子量为70万、乙烯基摩尔含量为0.06％的甲基乙烯基硅橡胶(东爵有机硅(南京)有限公司)，20份二甲基乙烯基封端、分子量为55万、乙烯基摩尔含量为0.3％的甲基乙烯基硅橡胶(东爵有机硅(南京)有限公司)，3.0份分子量为100万的二甲基生胶(东爵有机硅(南京)有限公司)，8份硅酮粉(KJ-B01，建德市凯杰塑料增韧材料有限公司)，1.0份运动黏度为155cst的羟基乙烯基硅油(无锡全立化工有限公司，乙烯基含量为6％)，1份含氢量1.50％的含氢硅油(无锡全立化工有限公司)，0.3份硬脂酸锌，在捏合机中混合均匀。2)在步骤1)中加入25份比表面积为150m2/g的沉淀法白炭黑(福建远翔化工有限公司)和10份超细硅微粉(广东南海鑫川矿业有限公司，粒径为1μm)，其中白炭黑和超细硅微粉均分四次加入，四次沉淀法白炭黑和超细硅微粉加入量均依次为40％、25％、20％、15％，物料加入完毕后，在常压、温度60℃下，搅拌捏合、成团，成团后继续捏合30min，得胶料。3)将步骤2)的胶料升温至100℃，在真空度为-0.8MPa～-0.9MPa下，真空高温密炼1.5h，冷却停放24h，得到混炼胶。4)将步骤3)所得的100份混炼胶与0.65份过氧化物硫化剂双二五在开炼机中炼均匀，先在175℃硫化5分钟，然后在200℃硫化4小时，得到高弹性高强度硅橡胶组合物。本发明对得到的高弹性高强度硅橡胶组合物进行性能测试，结果如表1所示。实施例3以质量份数计，在真空密炼机中，加入50份二甲基乙烯基封端、分子量为75万、乙烯基摩尔含量为0.05％的甲基乙烯基硅橡胶(东爵有机硅(南京)有限公司)，50份二甲基乙烯基封端、分子量为50万、乙烯基摩尔含量为0.5％的甲基乙烯基硅橡胶(东爵有机硅(南京)有限公司)，3份分子量为100万的二甲基生胶(东爵有机硅(南京)有限公司)，4份硅酮粉(KJ-B01，建德市凯杰塑料增韧材料有限公司)，2.5份运动黏度为100cst的羟基乙烯基硅油(无锡全立化工有限公司，乙烯基含量为6％)，1份含氢量1.53％的含氢硅油(无锡全立化工有限公司)，0.5份硬脂酸钙，在捏合机中混合均匀。2)在步骤1)中加入35份比表面积为200m2/g的沉淀法白炭黑(福建远翔化工有限公司)，10份超细硅微粉(广东南海鑫川矿业有限公司，粒径为1μm)，其中白炭黑和超细硅微粉均分四次加入，四次气相法白炭黑和超细硅微粉加入量均依次为40％、25％、20％、15％，物料加入完毕后，在常压、温度80℃下，搅拌捏合、成团，成团后继续捏合10min，得胶料。3)将步骤2)的胶料升温至120℃，在真空度为-0.8MPa～-0.9MPa下，真空高温密炼1.5h，冷却停放24h，得到混炼胶。4)将步骤3)所得的100份混炼胶与0.65份过氧化物硫化剂双二五，在开炼机中炼均匀，先在175℃硫化5分钟，然后在200℃硫化4小时，得到高弹性高强度硅橡胶组合物。本发明对得到的高弹性高强度硅橡胶组合物进行性能测试，结果如表1所示。性能测试将实施例制得的硅橡胶组合物进行机械性能的测试，测试方法：按照标准号为GB/T528-2009的国家标准对得到的高弹性高强度硅橡胶组合物的拉伸强度和扯断伸长率进行测试；按照标准号为GB/T529-2008的国家标准对得到的高弹性高强度硅橡胶组合物的撕裂强度进行测试；按标准号为GB/T531.1-2008的国家标准对得到的高弹性高强度硅橡胶组合物的邵氏硬度进行测试；按标准号为GB/T1681-2009的国家标准对得到的高弹性高强度硅橡胶组合物的回弹性进行测试。测试结果见表1：表1高弹性高强度硅橡胶组合物性能测定项目实施例1实施例2实施例3邵氏硬度(A)455265拉伸强度(MPa)9.6109.8伸长率(％)923956946撕裂强度(kN/m)38.939.238.2回弹性(％)757270由表1可知，本发明提供了一种高弹性高强度硅橡胶组合物，这种组合物的回弹性达到70％以上，同时拉伸强度可以达到10MPa。当前第1页1 2 3