本發(fā)明屬于改性硅橡膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚烯烴彈性體改性硅橡膠復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
玻璃口杯作為一種日常生活用品，其密封效果好壞與否直接對用戶的使用體驗(yàn)造成影響。目前，市面上玻璃口杯密封圈為硅橡膠材料，但由于部分玻璃口杯在杯蓋設(shè)計(jì)時(shí)未能充分考慮到硅橡膠密封墊圈會與玻璃口杯杯口長期直接接觸，當(dāng)玻璃口杯蓋處于擰緊狀態(tài)下，硅橡膠密封墊圈與玻璃口杯杯口緊密貼合，而打開玻璃口杯蓋時(shí)，硅橡膠密封墊圈會從玻璃口杯蓋里脫落并粘附在玻璃杯口上，形成安全隱患，對玻璃口杯的整體性造成不可逆破壞，影響了其密封效果。未改性硅橡膠材料制備而成的密封墊圈雖然無毒環(huán)保，但其力學(xué)強(qiáng)度較低、易粘附在玻璃杯口上、使用不方便、易損壞，因此需要對硅橡膠密封墊圈用材料進(jìn)行改性，使其在保持環(huán)保無毒特性的同時(shí)，具有不粘玻璃杯口和較高的彈性回復(fù)能力等特點(diǎn)，滿足玻璃口杯的密封需要，并可應(yīng)用到金屬與玻璃之間的密封件、玻璃器皿密封墊圈、玻璃緩沖墊片和膠塞等相關(guān)行業(yè)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對市面上絕大部分玻璃口杯密封墊圈為普通硅橡膠材料，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種玻璃口杯蓋防粘無毒密封墊圈用聚烯烴彈性體改性硅橡膠復(fù)合材料，本材料表面極性較硅橡膠低、彈性回復(fù)性能得到改善，具有優(yōu)異的力學(xué)性能；生產(chǎn)和使用過程中材料的尺寸穩(wěn)定，抗老化效果好，密封效果好；同時(shí)降低硅橡膠材料的生產(chǎn)成本，并可根據(jù)不同的使用要求，制備出具有不同硬度、不同強(qiáng)度以及不同彈性回復(fù)能力的系列硅橡膠復(fù)合材料。
本發(fā)明的另一目的是提供上述玻璃口杯蓋防粘無毒密封墊圈用聚烯烴彈性體改性硅橡膠復(fù)合材料及制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
本發(fā)明的玻璃口杯蓋防粘無毒密封墊圈用聚烯烴彈性體改性硅橡膠復(fù)合材料，其特點(diǎn)在于各原料組分按重量份的構(gòu)成為：
甲基乙烯基硅橡膠50-90份；
聚烯烴彈性體10-50份；
填料5-20份；
增容劑5-10份；
表面活性劑0.5-2份；
抗氧劑0.5-2份；
交聯(lián)劑0.5-2份；
所述甲基乙烯基硅橡膠的結(jié)構(gòu)如式(1)所示，其中m＝5000-9000、n＝10-50：
所述聚烯烴彈性體為結(jié)構(gòu)如式(2)～(5)所示的α烯烴共聚物中的一種或幾種；式中m＝2000-5000、n＝200-2000；
所述填料為藥用級硫酸鋇和沉淀法白炭黑中的一種或幾種的混合物或改性產(chǎn)物；其中，所述藥用級硫酸鋇的粒徑在0.1-10μm、白度≥95且燒失量在800℃下≤5％，所述沉淀法白炭黑的二氧化硅含量≥90％、比表面積為150-180m2/g。
所述增容劑為結(jié)構(gòu)如式(6)所示的共聚物，即為乙烯醋酸乙烯酯共聚物，其中m＝2000-5000、n＝200-2000；
所述表面活性劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的混合物或改性產(chǎn)物。
所述抗氧劑為無毒綠色化合物，其結(jié)構(gòu)由受阻酚和/或受阻胺的功能結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。優(yōu)選的，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑；更優(yōu)選的，所述抗氧劑為生育酚和/或腰果酚。
所述交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)由含過氧基團(tuán)和/或含硅氫基的功能結(jié)構(gòu)單位構(gòu)成。優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑為過氧化物交聯(lián)劑；更優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑為雙二五c-15和/或雙二五tx-101。
上述玻璃口杯蓋防粘無毒密封墊圈用聚烯烴彈性體改性硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，包含以下步驟：
1)將5-20重量份的填料與0.5-2重量份的表面活性劑在乙醇與去離子水的混合液中混合分散均勻，然后在70-80℃下反應(yīng)2-4h，過濾，所得固態(tài)物用無水乙醇反復(fù)洗滌3-5次，最后80-90℃烘干，獲得處理后填料；
2)將50-90重量份的甲基乙烯基硅橡膠和步驟1)所得處理后填料、10-50重量份的聚烯烴彈性體、5-10重量份的增容劑和0.5-2重量份的抗氧劑加入雙輥開煉機(jī)內(nèi)，130-150℃開煉10-25min；
3)繼續(xù)向步驟2)所述開煉機(jī)內(nèi)加入0.5-2重量份的交聯(lián)劑，在130-150℃開煉3-5min；
4)將步驟3)所得的混合物分兩段進(jìn)行高溫硫化成型：一段硫化溫度為160℃-180℃，壓力為10-15mpa，硫化時(shí)間為10-20min；常壓下進(jìn)行二段硫化，溫度為180℃-200℃，硫化時(shí)間為2h-6h；經(jīng)硫化后即得到玻璃口杯蓋防粘無毒密封墊圈用聚烯烴彈性體改性硅橡膠復(fù)合材料；
本發(fā)明的聚烯烴彈性體改性硅橡膠復(fù)合材料還可以在金屬與玻璃之間的密封件、玻璃器皿密封墊圈、玻璃緩沖墊片和膠塞中應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
本發(fā)明的聚烯烴彈性體改性硅橡膠復(fù)合材料，具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和彈性回復(fù)能力，確保生產(chǎn)和使用過程中材料尺寸的穩(wěn)定，同時(shí)降低硅橡膠材料的表面極性，抗老化效果好，生產(chǎn)成本低，在應(yīng)用于玻璃口杯蓋內(nèi)的密封墊圈時(shí)，可以有效防止密封墊圈從玻璃杯杯蓋中脫落并粘附在玻璃杯體上引起的不便與損壞。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
以下實(shí)施例所用原料為：
甲基乙烯基硅橡膠：其結(jié)構(gòu)為
所用彈性體為：
彈性體1：其結(jié)構(gòu)為
彈性體2：其結(jié)構(gòu)為
彈性體3：其結(jié)構(gòu)為
增容劑：其結(jié)構(gòu)為
填料1：為藥用級硫酸鋇，其粒徑在0.1-10μm、白度≥95且燒失量在800℃下≤5％；
填料2：為微米級沉淀法白炭黑，其二氧化硅含量≥90％，比表面積為150-180m2/g。
表面活性劑：硅烷偶聯(lián)劑kh570。
抗氧劑1：生育酚。
抗氧劑2：腰果酚。
交聯(lián)劑1：雙二五c-15。
交聯(lián)劑2：雙二五tx-101。
以下實(shí)施例中各原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比見表1。
表1各實(shí)施例改性硅橡膠復(fù)合材料的原料和用量(按重量份)
實(shí)施例1
本實(shí)施例改性硅橡膠復(fù)合材料的各原料配方見表1，其制備方法是按如下步驟進(jìn)行：
1)將填料與表面活性劑在乙醇與去離子水的混合液中混合分散均勻，然后在80℃下反應(yīng)2h，過濾，所得固態(tài)物用無水乙醇反復(fù)洗滌3-4次，最后80℃烘干，獲得處理后填料；
2)將甲基乙烯基硅橡膠和步驟1)所得處理后填料、聚烯烴彈性體、增容劑、抗氧劑加入雙輥開煉機(jī)內(nèi)，135℃開煉15min；
3)繼續(xù)向步驟2)所述開煉機(jī)內(nèi)加入交聯(lián)劑，在135℃開煉5min；
4)將步驟3)所得的混合物分兩段進(jìn)行高溫硫化成型：一段硫化溫度為180℃，壓力為10mpa，硫化時(shí)間為10min；常壓下進(jìn)行二段硫化，溫度為190℃，硫化時(shí)間為3h；經(jīng)硫化后即得到目標(biāo)產(chǎn)物。本實(shí)施例制備得到了高強(qiáng)度的改性硅橡膠復(fù)合材料。
實(shí)施例2
本實(shí)施例改性硅橡膠復(fù)合材料的各原料配方見表1，其制備過程同實(shí)施例1。
本實(shí)施例制備得到了高硬度的改性硅橡膠復(fù)合材料。
實(shí)施例3
本實(shí)施例改性硅橡膠復(fù)合材料的各原料配方見表1，其制備過程同實(shí)施例1。
本實(shí)施例制備得到了高彈性回復(fù)的改性硅橡膠復(fù)合材料。
實(shí)施例4
本實(shí)施例改性硅橡膠復(fù)合材料的各原料配方見表1，其制備過程同實(shí)施例1。
本實(shí)施例制備得到了高彈性的改性硅橡膠復(fù)合材料。
對比例1
本實(shí)施例按改性硅橡膠復(fù)合材料的各原料配方見表1，其制備過程是按如下步驟進(jìn)行：
1)將填料與表面活性劑在乙醇與去離子水的混合液中混合分散均勻，然后在80℃下反應(yīng)2h，過濾，所得固態(tài)物用無水乙醇反復(fù)洗滌3-4次，最后80℃烘干，獲得處理后填料；
2)將甲基乙烯基硅橡膠和步驟1)所得處理后填料及抗氧劑加入雙輥開煉機(jī)內(nèi)，135℃開煉15min；
2)將硅橡膠和步驟1)中表面活性劑處理的填料和抗氧劑加入雙輥開煉機(jī)內(nèi)135℃開煉15min.；
3)繼續(xù)向步驟2)所述開煉機(jī)內(nèi)加入交聯(lián)劑，在135℃開煉5min；
4)將步驟3)所得的混合物分兩段進(jìn)行高溫硫化成型：一段硫化溫度為180℃，壓力為10mpa，硫化時(shí)間為10min；常壓下進(jìn)行二段硫化，溫度為190℃，硫化時(shí)間為3h；經(jīng)硫化后即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
將上述各實(shí)施例制備的材料制備測試樣條，其中測試方法為；
拉伸強(qiáng)度：按gb/t528-2009標(biāo)準(zhǔn)測試；
斷裂伸長率：按gb/t528-2009標(biāo)準(zhǔn)測試；
撕裂強(qiáng)度：按gb/t529-1999標(biāo)準(zhǔn)測試；
硬度：按gb/t531.1-2008標(biāo)準(zhǔn)測試；
拉斷永久形變率：按gb/t528-2009標(biāo)準(zhǔn)測試；
水接觸角：按gb/t30693-2014標(biāo)準(zhǔn)測試；
測試結(jié)果如表2所示，可以看出：各實(shí)施例材料的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較對比例中的高，表明材料的力學(xué)性能有所提高；與對比例相較，各實(shí)施例材料的拉斷永久形變率較小，說明材料的彈性回復(fù)能力有所提高；各實(shí)施例材料的接觸角比對比例材料的大，說明表面張力有所降低，有效的降低了材料的表面極性。
因此，由各個(gè)實(shí)施例與對比例的力學(xué)強(qiáng)度和拉斷永久形變率結(jié)果可以得出，本發(fā)明通過將不同類型的硅橡膠、聚烯烴彈性體、增容劑、填料、表面活性劑、抗氧劑、交聯(lián)劑及其它添加劑進(jìn)行復(fù)配使用，克服了現(xiàn)有技術(shù)下制備硅橡膠材料不能同時(shí)具備低表面極性、高彈性回復(fù)和不粘玻璃的特點(diǎn)，擴(kuò)大了硅橡膠材料的應(yīng)用范圍及領(lǐng)域，尤其在金屬與玻璃之間的密封件，玻璃器皿密封墊圈、玻璃緩沖墊片和膠塞、電纜、家電及汽車密封件等這些對上述性能有要求的領(lǐng)域。
表2各實(shí)施例改性硅橡膠復(fù)合材料的性能測試結(jié)果
以上僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。