[发明专利]一种硅橡胶复合材料及提高介电性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶材料领域，更具体地说，涉及到一种硅橡胶材料及提高其介电性能的方法。

背景技术

硅橡胶(Silicone Rubber，SR)作为一种特种橡胶，属于合成橡胶。SR以硅原子和氧原子交替排列为主链的结构使其具有比一般的有机高聚物高得多的对热、氧的稳定性。和普通橡胶相比，硅橡胶具有以下优点：具有耐高低温、电气绝缘、耐臭氧、耐辐射、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异性能。由于这些优异的性能，使SR在航空航天、电子电气、石油化工、生物医用等高科技领域发挥着不可替代的作用。通常，SR主要以零维纳米粉体气相二氧化硅(白炭黑)进行补强，但白炭黑价格较贵，且粒径小(5-20nm)，易团聚，不易均匀分散，操作时也容易被吸入人体造成“硅肺”，对健康不利。近年来，研究者将目光投向了其它纳米材料。

二氧化硅纳米管(silica nanotubes，SNTs)独特的管状结构与电绝缘性使其也成为SR的一种理想填料。SNTs具有二氧化硅球形粒子所不具有的优点：(1)合成SNTs的模板可调，这意味着通过改变反应条件可以实现模板的直径和长度控制，进而实现SNTs尺寸形貌控制；(2)SNTs的管状结构可以实现内表面和外表面的差异性功能化处理，而这种处理可以用市售的简单硅烷处理剂实现。对于SNTs的应用，绝大多数的研究集中在生物和环境应用领域，而对于SNTs/聚合物纳米复合材料的报道还很少。

发明内容

本发明的目在于克服现有技术的不足，为了改善高温硫化硅橡胶(HTVSR)的介电性能，提供一种硅橡胶胶复合材料，通过二氧化硅纳米管与高温硫化硅橡胶进行复合，提高高温硫化硅橡胶的介电性能。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种硅橡胶复合材料，由下述组分经过混炼、热压和硫化成型制成，100重量份甲基乙烯基硅橡胶生胶、1～9重量份二氧化硅纳米管和1.0重量份2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷。

一种提高硅橡胶介电性能的方法，按照下述步骤进行：将100重量份甲基乙烯基硅橡胶生胶、1～9重量份二氧化硅纳米管和1.0重量份2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷经过混炼、热压和硫化成型，具体来说：

其中二氧化硅纳米管的制备可采用酒石酸铵模板法，如称取定量D，L-酒石酸加入到500ml的烧杯中，加入250ml无水乙醇和3ml去离子水，超声至完全溶解，然后室温条件下加入36.5g正硅酸乙酯，搅拌均匀后在30℃恒温水浴中静置30min。最后，加入112m1氨水，在30℃下继续静置1h。所得白色凝胶用大量去离子水反复洗涤直至标准筛中溶液的pH为中性停止。筛中所得白色产物于80℃下恒温干燥，即得到二氧化硅纳米管(SNT)；然后利用六甲基二硅氮烷(HMDS)对二氧化硅纳米管(SNT)的表面进行改性，如称取原始未处理的SNTs置于烧杯中，加入300ml无水乙醇，搅拌分散。将配制好的SNTs悬浮液室温下用超声粉碎机超声分散1h。设定工作时间3s，间歇时间为2s，次数99，功率700w。将分散好的SNTs悬浮液倒入三口瓶，加入六甲基二硅氮烷(HMDS)。在60℃的恒温环境下，搅拌10h。冷却至室温，抽滤。再用乙醇反复洗涤，除去附着在表面未反应的偶联剂。抽滤，干燥，得到改性后的六甲基二硅氮烷修饰的二氧化硅纳米管；

首先将100重量份甲基乙烯基硅橡胶生胶在30～50℃的双辊上，混炼1～10min，使其均匀粘辊

其次，按顺序依次加入1～9重量份经过处理的二氧化硅纳米管和1.0重量份2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷，混炼均匀后获得混炼胶

第三，将混炼胶装入模具，进行硫化，即得硅橡胶复合材料，例如在温度160～200℃，压力5～12MPa的条件下热压5～15min硫化成型，冷却后得到硫化胶片；将硫化胶片放入200℃的鼓风干燥箱内继续硫化4h，最终得到硅橡胶复合材料