本發(fā)明涉及硅膠
技術領域：
，具體涉及一種高硬度耐氣壓硅膠及其制備方法。
背景技術：
：在現(xiàn)有技術中，硅膠原料由于其性能優(yōu)越，被廣泛應用在各個行業(yè)，但是普通的硅膠原料硬度較低，且耐氣壓性能較差，從而在某些要求高硬度和耐氣壓的領域應用受到限制。技術實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術中存在的缺點和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高硬度耐氣壓硅膠，該高硬度耐氣壓硅膠具有較高的硬度，且耐氣壓性能較好，綜合性能優(yōu)異。本發(fā)明的另一目的在于提供一種高硬度耐氣壓硅膠的制備方法，該制備方法工藝簡單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：一種高硬度耐氣壓硅膠，包括如下重量份的原料：硅橡膠68-132份補強劑60-70份硅烷助劑13.6-15.4份蒸餾水0.3-0.7份潤滑劑0.14-0.22份增硬劑1-2份硫化劑0.5-1.5份。本發(fā)明通過采用上述原料，并嚴格控制各原料的重量配比，制得的高硬度耐氣壓硅膠具有較高的硬度，且耐氣壓性能較好，綜合性能優(yōu)異。優(yōu)選的，所述硅橡膠是由甲基乙烯基硅橡膠A、甲基乙烯基硅橡膠B和甲基乙烯基硅橡膠C以重量比30-60：28-60：10-12組成的混合物；其中，甲基乙烯基硅橡膠A的乙烯基含量為0.06-0.10%，分子量為64-66萬；甲基乙烯基硅橡膠B的乙烯基含量為0.21-0.25%，分子量為64-66萬；甲基乙烯基硅橡膠C的乙烯基含量為4.5-5.5%，分子量為65-67萬。本發(fā)明通過采用乙烯基含量為0.06-0.10%，分子量為64-66萬的甲基乙烯基硅橡膠A，其具有高分子量，主鏈較長，分子間作用力大，可有效提高硅橡膠的機械強度；本發(fā)明通過采用乙烯基含量為0.21-0.25%，分子量為64-66萬的甲基乙烯基硅橡膠B，其具有高分子量，主鏈較長，分子間作用力大，可有效提高硅橡膠的機械強度；本發(fā)明通過采用乙烯基含量為4.5-5.5%，分子量為65-67萬的甲基乙烯基硅橡膠C，其具有低分子量，與高分子量生膠配合能提高硅膠脫模效果。本發(fā)明通過采用三種不同乙烯及含量和分子量的甲基乙烯基硅橡膠作為硅橡膠，并控制其重量比為30-60：28-60：10-12，制得的高硬度耐氣壓硅膠具有較高的強度和硬度。優(yōu)選的，所述補強劑為粒徑在10-50nm、比表面積在200-300m2/g的氣相白炭黑。本發(fā)明通過采用粒徑在10-50nm、比表面積在200-300m2/g的氣相白炭黑作為補強劑，其粒徑小，分散在硅橡膠中能提高硅橡膠的機械強度。優(yōu)選的，所述硅烷助劑是由端羥基聚二甲基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比6.2-6.8:5.6-6.2:0.4-0.6:1.4-1.8組成的混合物。本發(fā)明通過采用端羥基聚二甲基硅氧烷，能夠避免硅橡膠在儲存放置過程中的結(jié)構(gòu)化現(xiàn)象的發(fā)生；本發(fā)明通過采用二甲基二乙氧基硅烷，能有效處理白炭黑表面，達到浸潤效果；本發(fā)明通過采用六甲基二硅氮烷，用硅氮烷處理氣相白炭黑，增加了有機硅橡膠與氣相白炭黑的相容性，從而使氣相白炭黑分散均勻，有利于提高強度；本發(fā)明通過采用乙烯基三甲氧基硅烷作為硅烷偶聯(lián)劑，能大幅度提高增強膠料物理力學性能，并改善填料在膠料中的潤濕性和分散性。本發(fā)明通過采用端羥基聚二甲基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷和乙烯基三甲氧基硅烷作為硅烷助劑復配使用，并控制其重量比為6.2-6.8:5.6-6.2:0.4-0.6:1.4-1.8，制得的高硬度耐氣壓硅膠具有較高的強度和加工性能。優(yōu)選的，所述潤滑劑是由硬脂酸鋅和硬脂酸以重量比0.10-0.14:0.04-0.08組成的混合物。本發(fā)明通過采用硬脂酸鋅和硬脂酸作為潤滑劑復配使用，并控制其重量比為0.10-0.14:0.04-0.08，能有效提高硅橡膠的脫模性能。優(yōu)選的，所述增硬劑為氧化鋁粉、氧化硅微粉、石英粉、陶瓷粉、硅酸鹽粉、聚甲基丙烯酸甲酯粉和聚四氟乙烯樹脂粉中的至少一種。本發(fā)明通過采用上述增硬劑，可顯著提高硅橡膠的硬度和回彈性，制得的高硬度耐氣壓硅膠具有較高的硬度。優(yōu)選的，所述增硬劑的粒徑為20-80nm，莫氏硬度為4-10Mohs。本發(fā)明通過將增硬劑的粒徑控制在20-80nm，莫氏硬度控制在4-10Mohs，制得的高硬度耐氣壓硅膠具有較高的硬度。優(yōu)選的，所述硫化劑為2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基過氧化）己烷。本發(fā)明通過采用2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基過氧化）己烷作為硫化劑，其硫化效果好，制得的高硬度耐氣壓硅膠具有較高的硬度，且耐氣壓性能較好，綜合性能優(yōu)異。一種高硬度耐氣壓硅膠的制備方法，包括如下步驟：（1）先在密煉機中投入硅橡膠，攪拌8-12min；（2）投入部分補強劑，再投入硅烷助劑、蒸餾水、潤滑劑和增硬劑；（3）待投入的部分補強劑混勻后，再分五次投入余下的補強劑；（4）將以上原料混料成團，出料，放置6-10h后重新投入密煉機，升溫煉膠，得到密煉膠；（5）將密煉膠進行出料，投入開煉機中開煉均勻，下輥，靜置1.5-2.5h后放入過濾機，用150目濾網(wǎng)過濾，得到開練膠；（6）將硫化劑加入開練膠中混勻，放入模具進行硫化成型，制得高硬度耐氣壓硅膠。本發(fā)明的制備方法與本發(fā)明的原料相配合，通過嚴格控制各原料的加料順序，能進一步提高高硬度耐氣壓硅膠的硬度和耐氣壓性能。優(yōu)選的，所述步驟（4）中，升溫煉膠的工藝參數(shù)為：溫度升至110-130℃，捏合40-80min，再抽真空40-80min，真空度在-0.06～-0.10Mpa。本發(fā)明通過嚴格控制升溫煉膠的溫度和真空度，制得的高硬度耐氣壓硅膠具有較高的硬度。所述步驟（6）中，硫化溫度為160-180℃，硫化時間為8-12min。本發(fā)明通過嚴格控制硫化溫度和硫化時間，其硫化效果好，制得的高硬度耐氣壓硅膠具有較高的硬度，且耐氣壓性能較好，綜合性能優(yōu)異。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的高硬度耐氣壓硅膠具有較高的硬度，且耐氣壓性能較好，綜合性能優(yōu)異。本發(fā)明的制備方法工藝簡單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。具體實施方式為了便于本領域技術人員的理解，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，實施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。實施例1一種高硬度耐氣壓硅膠，包括如下重量份的原料：硅橡膠68份補強劑60份硅烷助劑13.6份蒸餾水0.3份潤滑劑0.14份增硬劑1份硫化劑0.5份。所述硅橡膠是由甲基乙烯基硅橡膠A、甲基乙烯基硅橡膠B和甲基乙烯基硅橡膠C以重量比30：28：10組成的混合物；其中，甲基乙烯基硅橡膠A的乙烯基含量為0.06%，分子量為64萬；甲基乙烯基硅橡膠B的乙烯基含量為0.21%，分子量為64萬；甲基乙烯基硅橡膠C的乙烯基含量為4.5%，分子量為65萬。所述補強劑為粒徑在10nm、比表面積在200m2/g的氣相白炭黑。所述硅烷助劑是由端羥基聚二甲基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比6.2:5.6:0.4:1.4組成的混合物。所述潤滑劑是由硬脂酸鋅和硬脂酸以重量比0.10:0.04組成的混合物。所述增硬劑為氧化鋁粉或氧化硅微粉。所述增硬劑的粒徑為20nm，莫氏硬度為4Mohs。所述硫化劑為2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基過氧化）己烷。一種高硬度耐氣壓硅膠的制備方法，包括如下步驟：（1）先在密煉機中投入硅橡膠，攪拌8min；（2）投入部分補強劑，再投入硅烷助劑、蒸餾水、潤滑劑和增硬劑；（3）待投入的部分補強劑混勻后，再分五次投入余下的補強劑；（4）將以上原料混料成團，出料，放置6h后重新投入密煉機，升溫煉膠，得到密煉膠；（5）將密煉膠進行出料，投入開煉機中開煉均勻，下輥，靜置1.5h后放入過濾機，用150目濾網(wǎng)過濾，得到開練膠；（6）將硫化劑加入開練膠中混勻，放入模具進行硫化成型，制得高硬度耐氣壓硅膠。所述步驟（4）中，升溫煉膠的工藝參數(shù)為：溫度升至110℃，捏合80min，再抽真空40min，真空度在-0.06Mpa；所述步驟（6）中，硫化溫度為160℃，硫化時間為12min。實施例2一種高硬度耐氣壓硅膠，包括如下重量份的原料：硅橡膠100份補強劑65份硅烷助劑14.3份蒸餾水0.5份潤滑劑0.18份增硬劑1.5份硫化劑1.2份。所述硅橡膠是由甲基乙烯基硅橡膠A、甲基乙烯基硅橡膠B和甲基乙烯基硅橡膠C以重量比30：60：10組成的混合物；其中，甲基乙烯基硅橡膠A的乙烯基含量為0.08%，分子量為65萬；甲基乙烯基硅橡膠B的乙烯基含量為0.23%，分子量為65萬；甲基乙烯基硅橡膠C的乙烯基含量為5.0%，分子量為66萬。所述補強劑為粒徑在20nm、比表面積在220m2/g的氣相白炭黑。所述硅烷助劑是由端羥基聚二甲基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比6.4:5.8:0.5:1.6組成的混合物。所述潤滑劑是由硬脂酸鋅和硬脂酸以重量比0.12:0.06組成的混合物。所述增硬劑為石英粉。所述增硬劑的粒徑為40nm，莫氏硬度為6Mohs。所述硫化劑為2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基過氧化）己烷。一種高硬度耐氣壓硅膠的制備方法，包括如下步驟：（1）先在密煉機中投入硅橡膠，攪拌9min；（2）投入部分補強劑，再投入硅烷助劑、蒸餾水、潤滑劑和增硬劑；（3）待投入的部分補強劑混勻后，再分五次投入余下的補強劑；（4）將以上原料混料成團，出料，放置7h后重新投入密煉機，升溫煉膠，得到密煉膠；（5）將密煉膠進行出料，投入開煉機中開煉均勻，下輥，靜置1.8h后放入過濾機，用150目濾網(wǎng)過濾，得到開練膠；（6）將硫化劑加入開練膠中混勻，放入模具進行硫化成型，制得高硬度耐氣壓硅膠。所述步驟（4）中，升溫煉膠的工藝參數(shù)為：溫度升至115℃，捏合70min，再抽真空50min，真空度在-0.07Mpa；所述步驟（6）中，硫化溫度為165℃，硫化時間為11min。實施例3一種高硬度耐氣壓硅膠，包括如下重量份的原料：硅橡膠100份補強劑65份硅烷助劑14.3份蒸餾水0.5份潤滑劑0.18份增硬劑1.5份硫化劑1.2份。所述硅橡膠是由甲基乙烯基硅橡膠A、甲基乙烯基硅橡膠B和甲基乙烯基硅橡膠C以重量比45：45：10組成的混合物；其中，甲基乙烯基硅橡膠A的乙烯基含量為0.08%，分子量為65萬；甲基乙烯基硅橡膠B的乙烯基含量為0.23%，分子量為65萬；甲基乙烯基硅橡膠C的乙烯基含量為5.0%，分子量為66萬。所述補強劑為粒徑在30nm、比表面積在250m2/g的氣相白炭黑。所述硅烷助劑是由端羥基聚二甲基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比6.4:5.8:0.5:1.6組成的混合物。所述潤滑劑是由硬脂酸鋅和硬脂酸以重量比0.12:0.06組成的混合物。所述增硬劑為陶瓷粉。所述增硬劑的粒徑為50nm，莫氏硬度為7Mohs。所述硫化劑為2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基過氧化）己烷。一種高硬度耐氣壓硅膠的制備方法，包括如下步驟：（1）先在密煉機中投入硅橡膠，攪拌10min；（2）投入部分補強劑，再投入硅烷助劑、蒸餾水、潤滑劑和增硬劑；（3）待投入的部分補強劑混勻后，再分五次投入余下的補強劑；（4）將以上原料混料成團，出料，放置8h后重新投入密煉機，升溫煉膠，得到密煉膠；（5）將密煉膠進行出料，投入開煉機中開煉均勻，下輥，靜置2h后放入過濾機，用150目濾網(wǎng)過濾，得到開練膠；（6）將硫化劑加入開練膠中混勻，放入模具進行硫化成型，制得高硬度耐氣壓硅膠。所述步驟（4）中，升溫煉膠的工藝參數(shù)為：溫度升至120℃，捏合60min，再抽真空60min，真空度在-0.08Mpa；所述步驟（6）中，硫化溫度為170℃，硫化時間為10min。實施例4一種高硬度耐氣壓硅膠，包括如下重量份的原料：硅橡膠100份補強劑66份硅烷助劑14.7份蒸餾水0.5份潤滑劑0.18份增硬劑1.5份硫化劑1.2份。所述硅橡膠是由甲基乙烯基硅橡膠A、甲基乙烯基硅橡膠B和甲基乙烯基硅橡膠C以重量比60：28：12組成的混合物；其中，甲基乙烯基硅橡膠A的乙烯基含量為0.08%，分子量為65萬；甲基乙烯基硅橡膠B的乙烯基含量為0.23%，分子量為645萬；甲基乙烯基硅橡膠C的乙烯基含量為5.0%，分子量為66萬。所述補強劑為粒徑在40nm、比表面積在280m2/g的氣相白炭黑。所述硅烷助劑是由端羥基聚二甲基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比6.6:6.0:0.5:1.6組成的混合物。所述潤滑劑是由硬脂酸鋅和硬脂酸以重量比0.12:0.06組成的混合物。所述增硬劑為硅酸鹽粉。所述增硬劑的粒徑為60nm，莫氏硬度為8Mohs。所述硫化劑為2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基過氧化）己烷。一種高硬度耐氣壓硅膠的制備方法，包括如下步驟：（1）先在密煉機中投入硅橡膠，攪拌11min；（2）投入部分補強劑，再投入硅烷助劑、蒸餾水、潤滑劑和增硬劑；（3）待投入的部分補強劑混勻后，再分五次投入余下的補強劑；（4）將以上原料混料成團，出料，放置9h后重新投入密煉機，升溫煉膠，得到密煉膠；（5）將密煉膠進行出料，投入開煉機中開煉均勻，下輥，靜置2.2h后放入過濾機，用150目濾網(wǎng)過濾，得到開練膠；（6）將硫化劑加入開練膠中混勻，放入模具進行硫化成型，制得高硬度耐氣壓硅膠。所述步驟（4）中，升溫煉膠的工藝參數(shù)為：溫度升至125℃，捏合70min，再抽真空50min，真空度在-0.09Mpa；所述步驟（6）中，硫化溫度為175℃，硫化時間為11min。實施例5一種高硬度耐氣壓硅膠，包括如下重量份的原料：硅橡膠132份補強劑70份硅烷助劑15.4份蒸餾水0.7份潤滑劑0.22份增硬劑2份硫化劑1.5份。所述硅橡膠是由甲基乙烯基硅橡膠A、甲基乙烯基硅橡膠B和甲基乙烯基硅橡膠C以重量比60：60：12組成的混合物；其中，甲基乙烯基硅橡膠A的乙烯基含量為0.10%，分子量為66萬；甲基乙烯基硅橡膠B的乙烯基含量為0.25%，分子量為66萬；甲基乙烯基硅橡膠C的乙烯基含量為5.5%，分子量為67萬。所述補強劑為粒徑在10-50nm、比表面積在200-300m2/g的氣相白炭黑。所述硅烷助劑是由端羥基聚二甲基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比6.8:56.2:0.6:1.8組成的混合物。所述潤滑劑是由硬脂酸鋅和硬脂酸以重量比0.14:0.08組成的混合物。所述增硬劑為聚甲基丙烯酸甲酯粉或聚四氟乙烯樹脂粉。所述增硬劑的粒徑為60nm，莫氏硬度為8Mohs。所述硫化劑為2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基過氧化）己烷。一種高硬度耐氣壓硅膠的制備方法，包括如下步驟：（1）先在密煉機中投入硅橡膠，攪拌12min；（2）投入部分補強劑，再投入硅烷助劑、蒸餾水、潤滑劑和增硬劑；（3）待投入的部分補強劑混勻后，再分五次投入余下的補強劑；（4）將以上原料混料成團，出料，放置10h后重新投入密煉機，升溫煉膠，得到密煉膠；（5）將密煉膠進行出料，投入開煉機中開煉均勻，下輥，靜置2.5h后放入過濾機，用150目濾網(wǎng)過濾，得到開練膠；（6）將硫化劑加入開練膠中混勻，放入模具進行硫化成型，制得高硬度耐氣壓硅膠。所述步驟（4）中，升溫煉膠的工藝參數(shù)為：溫度升至130℃，捏合40min，再抽真空80min，真空度在-0.10Mpa；所述步驟（6）中，硫化溫度為180℃，硫化時間為8min。實施例1-5制得的高硬度耐氣壓硅膠的機械物理性能如表1所示：表1測試項目實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5邵氏硬度（A）8688889090回彈性4850504852拉伸強度（MPa）8.28.588.88.6扯斷伸長率（%）120120130150140撕裂強度（kN/M）1315141614體積電阻率（Ω·cm）2.1×10155×10152.7×10152.3×10154.3×1015比重1.221.231.231.241.25從上表可以看出，本發(fā)明的高硬度耐氣壓硅膠具有較高的硬度，且耐氣壓性能較好，還具有較好的強度、回彈性和伸長率，綜合性能優(yōu)異。上述實施例為本發(fā)明較佳的實現(xiàn)方案，除此之外，本發(fā)明還可以其它方式實現(xiàn)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下任何顯而易見的替換均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3