一种高抗撕硅橡胶纳米复合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种高抗撕娃橡胶纳米复合物及其制备方法，属于娃橡胶技术领域。
【背景技术】
[0002] 娃橡胶是主链由-Si-0-组成、侧链由有机基团组成的线性聚硅氧烷高分子弹性 体，由于其独特的主链组成，使其具有耐高低溫、耐臭氧、耐福射、电绝缘性、良好的生物相 容性、高透气性、生理惰性等优点，所W娃橡胶用于航空航天、化工仪表、农业、医疗卫生和 电子电器工业等领域。但是娃橡胶的强度很差，尤其是撕裂强度很差，大大限制了娃橡胶的 应用。因此提高娃橡胶的强度，尤其是撕裂强度，使娃橡胶的机械性能达到使用要求，成为 了国内外研究和开发娃橡胶产品的热点。
[0003] 专利CN101157801A中，论述了一种高抗撕高溫硫化娃橡胶及其制备方法，其特征 在于：通过将高乙締基含量和低乙締基含量的娃橡胶进行捏合制成娃橡胶组合物，使其在 硫化过程中产生不均匀的集中交联，使应力分散，从而提高娃橡胶制品的撕裂强度。同样是 采用集中交联的办法，李智敏论述了在娃橡胶中加入四甲基四乙締基环四硅氧烷作为集中 交联剂，在硫化过程中产生集中交联来提高娃橡胶的撕裂强度（李智敏，吴友平《高抗撕裂 娃橡胶复合材料的制备》，合成橡胶工业，2015-03-15, 38 (2) : 141-144)。
[0004] 碳纳米管是由六个碳构成的碳环组成，碳纳米管之间有较强的作用力，所W碳纳 米管在基体中很难均匀分散，又由于碳纳米管表面缺少活性基团，所W碳纳米管和基体之 间的作用力很弱，碳纳米管在加入橡胶基体中始终存在分散不均匀性W及和基体界面作用 弱的缺点。隋刚采用混合酸处理碳纳米管，在碳纳米管表面引入径基、簇基改善碳纳米管的 团聚、和天然胶界面作用弱的缺点。（隋刚，梁吉，朱跃峰，杨小平《碳纳米管/天然橡胶 复合材料的结构与性能》，合成橡胶工业，2005-01-15, 28(1) : 40~43)。
[0005] 相对现有的技术，本发明的优势在于：既没有采用集中交联来提高娃橡胶的撕裂 强度，也没有采用不同乙締基含量的娃橡胶共混来提高娃橡胶的撕裂强度。本发明采用界 面剂来解决碳纳米管在橡胶基体中的分散性问题和界面相容性问题。在高溫下，运种界面 剂会分解成为含有苯环的自由基，运种自由基一方面和碳纳米管有η-π共辆作用，从而 促进碳纳米管在橡胶基体中的分散均匀性，阻止碳纳米管的二次团聚；另一方面运种自由 基参与娃橡胶的交联过程，把碳纳米管和娃橡胶通过界面剂连接在一起，从而改善碳纳米 管和娃橡胶之间的界面相容性，大幅度提高娃橡胶的撕裂强度，而且制备的娃橡胶制品同 时具有优良的导热和导电性能，制备工艺简单易行。
【发明内容】
[0006] 本发明打破现有的提高娃橡胶撕裂强度的方法，提供一种可W大幅度提高娃橡胶 撕裂强度的方法。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，按重量计，包括W下成分：
[0008] 娃橡胶100份，乙締基的摩尔分数0. 05% -5%，数均分子量300000-1000000,碳纳 米管3-10份，气相法白炭黑30-50份，径基硅油3-6份，硫化剂0. 5-3. 5份，界面剂0. 2-0. 8 份。
[0009] 此外，本发明还提供如下附属技术方案：
[0010] (1)所述乙締基娃橡胶的乙締基摩尔分数为0. 05% -5%，优选0. 1-0. 3%，分子量 为 300000-1000000,优选 400000-60000。
[0011] (2)所述界面剂包括二硫化四苄基秋兰姆、二硫化二甲基二苯基秋兰姆、二硫化二 乙基二苯基秋兰姆，二硫化二苯并嚷挫，亚甲基二苯基二胺，二苄基胺，优选二硫化四苄基 秋兰姆，优选二硫化四苄基秋兰姆是因为它含有四个苯环，和碳纳米管的作用较强。
[0012] (3)所述过氧化物类包括过氧化苯甲酯、2, 5-二甲基-2, 5-二（过氧化苯甲酯） 己烧、过氧化二异丙苯，优选2, 5-二甲基-2, 5-双（叔下基过氧基）己烧。
[0013] 一种高抗斯娃橡胶的制备工艺流程为：
[0014] 将lOOg乙締基含量0. 05% -5%、分子量300000-8000000的娃橡胶放在室溫的开 炼机上，稳定包漉后，加入界面剂0. 2-0. 8份、碳纳米管3-10份、气相法白炭黑30-50份、径 基硅油3-6份、硫化剂0. 5-3. 5份，加入完毕后，薄通3-5次下片，然后在130°C-170°C、压 力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能。
【具体实施方式】
[0015] W下结合具体实施案例来进一步解释本发明，但实施案例并不对本发明做任何形 式的限定。
[0016] 对比案例1
[0017] 将100克乙締基含量为0. 1-0. 2%、分子量为55-60万的娃橡胶放于室溫的双漉开 炼机上，稳定包漉后，然后加入气相法白炭黑40份、径基硅油5份、过氧化二异丙苯0. 5份， 充分混炼后，薄通4次下片，然后在溫度为160°C、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，检测 材料的力学性能如表1 : 阳〇1引对比案例2
[0019] 将100克乙締基含量为0. 1-0. 2%、分子量为55-60万的娃橡胶放于室溫的双漉开 炼机上，稳定包漉后，然后加入气相法白炭黑30份、径基硅油3份、碳纳米管5份、2, 5-二甲 基-2, 5-双（叔下基过氧基）己烧0. 8份，充分混炼后，薄通4次下片，然后在溫度为170°C、 压力为15MPa的平板硫化机上硫化。检测材料的力学性能如表1 :
[0020] 实施案例1
[0021] 将100克乙締基含量为0. 1-0. 2%、分子量为55-60万的娃橡胶放于室溫的双漉开 炼机上，稳定包漉后，然后加入二硫化二甲基二苯基秋兰姆0. 6份、气相法白炭黑50份、径 基硅油6份、碳纳米管3份、过氧化苯甲酯3. 5份，充分混炼后，薄通4次下片，然后在溫度 为140°C、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，检测材料的力学性能如表1 : 阳0巧实施案例2
[0023] 将100克乙締基含量为0. 1-0. 2%、分子量为55-60万的娃橡胶放于室溫的双漉开 炼机上，稳定包漉后，然后加入二硫化四苄基秋兰姆0. 4份，气相法白炭黑40份、径基硅油 5份、碳纳米管5份、2, 5-二甲基-2, 5-双（叔下基过氧基）己烧2. 5份，充分混炼后，薄通 4次下片，然后在溫度为170°C、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，检测材料的力学性能如 表1 :
[0024] 实施案例3 阳0巧]将100克乙締基含量为0. 1-0. 2%、分子量为55-60万的娃橡胶放于室溫的双漉开 炼机上，稳定包漉后，然后加入二硫化二乙基二苯基秋兰姆0. 7份，气相法白炭黑50份、径 基硅油6份、碳纳米管5份、过氧化二异丙苯2. 2份，充分混炼后，薄通4次下片，然后在溫 度为150°C、压力为lOMPa的平板硫化机上硫化，检测材料的力学性能如表1 :
[0026] 实施案例4
[0027] 将100克乙締基含量为2%、分子量为35-40万左右的娃橡胶放于室溫的双漉开 炼机上，稳定包漉后，然后加入亚甲基二苯基二胺0. 2份，气相法白炭黑30份、径基硅油4 份、碳纳米管10份、2, 5-二甲基-2, 5-二（过氧化苯甲酯）己烧2. 5份，充分混炼后，薄通 4次下片，然后在溫度为160°C、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，检测材料的力学性能如 表1 : 阳0測实施案例5
[0029] 将100克乙締基含量为5%、分子量为25-30万的娃橡胶放于室溫的双漉开炼机 上，稳定包漉后，然后加入二苄基胺0. 8份，气相法白炭黑40份、径基硅油5份、碳纳米管3 份、2, 5-二甲基-2, 5-双（叔下基过氧基）己烧3. 1份，充分混炼后，薄通4次下片，然后在 溫度为170°C、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，检测材料的力学性能如表1 :
[0030] 表1高抗撕娃橡胶力学性能检测结果
[0031]
【主权项】
1. 一种高抗撕娃橡胶纳米复合物，其特征在于按重量计，包括以下成分： 硅橡胶100份，碳纳米管3-10份，气相法白炭黑30-50份，羟基硅油3-6份，硫化剂 0. 5-3. 5份和界面剂0. 2-0. 8份；硅橡胶中乙烯基的摩尔分数0. 05% -5%，数均分子量 300000-1000000 ;界面剂包括二硫化四苄基秋兰姆、二硫化二甲基二苯基秋兰姆、二硫化二 乙基二苯基秋兰姆，二硫化二苯并噻唑，亚甲基二苯基二胺或/和二苄基胺。2. 根据权利要求1所述的一种高抗撕娃橡胶纳米复合物，其特征在于： 所述硅橡胶的乙烯基摩尔分数为0. 1-0. 3%，分子量为400000-60000。3. 根据权利要求1所述的一种高抗撕娃橡胶纳米复合物，其特征在于： 所述界面剂为二硫化四苄基秋兰姆。4. 根据权利要求1所述的一种高抗撕娃橡胶纳米复合物，其特征在于： 所述过氧化物类包括过氧化苯甲酰、2, 5-二甲基-2, 5-二（过氧化苯甲酰）己烷或/ 和过氧化二异丙苯。5. 根据权利要求1-4任一项所述的一种高抗撕娃橡胶纳米复合物，其特征在于，制备 工艺为： 按重量计，将100份硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入界面剂0. 2-0. 8份、 碳纳米管3-10份、气相法白炭黑30-50份、羟基硅油3-6份、硫化剂0. 5-3. 5份，加入完毕 后，薄通3-5次下片，然后在130°C_170°C、压力为15MPa的平板硫化机上硫化。
【专利摘要】本发明公布了一种高抗撕硅橡胶纳米复合物的制备方法。该复合物，按重量计算，包括以下成分：硅橡胶100份，碳纳米管3-10份，气相法白炭黑30-50份，羟基硅油3-6份，硫化剂0.5-3.5份，界面剂0.2-0.8份。本发明选用界面剂，解决了碳纳米管作为补强填料在硅橡胶中分散不均匀以及其和硅橡胶界面作用弱的问题，大幅度提高了硅橡胶纳米复合物的撕裂性能。
【IPC分类】C08K13/04, C08L83/06, C08K7/24, C08K3/36, C08L83/07
【公开号】CN105255197
【申请号】CN201510699044
【发明人】吴友平, 杨超男, 孙钲, 张立群, 卢咏来
【申请人】北京化工大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月25日