[发明专利]一种应用液晶高分子微纤化增强硅橡胶的方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶补强领域，具体地说涉及一种应用液晶高分子微纤化增强硅橡胶的方法。

背景技术

硅橡胶材料是我国国民经济发展的重要材料，不仅为居民提供了日常生活和医用用品，而且在建筑、交通、航天、电子和军事等方面有着非常广泛的应用。近年来，随着我国整体经济的发展和科学技术水平的提高，传统的橡胶材料由于受到生产水平和性能不足的限制，已经很难满足现代社会发展的需要。硅橡胶具有低残渣、低烟和低特征信号、优良的耐候性、耐冲刷性能等特征。相比其他硅橡胶使用温度范围是通用橡胶中最宽的，硅橡胶可以在较高温度下与填料进行共混，可以适应不同加工工艺的需求。但纯粹硅橡胶后力学性能不高，所以本体硅橡胶只能以其为基体，采用适当方法以提高其性能。

液晶高分子材料较高分子量和液晶有序的有机结合使得液晶高分子材料具有一些优异的特性。例如，高强度与模量，很小的热膨胀系数等。此外，由于液晶高分子材料具有较好的流变学特性，经过适当的高温加工方法获得高强度、高模量、综合性能优越的纤维。纤维化的液晶高分子材料在硅橡胶基复合材料中直接起到了锚定作用，对保证硅橡胶复合材料力学性能起了关键作用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种液晶高分子微纤化增强硅橡胶的方法，目的是使得液晶高分子材料在熔融热混过程中能够在复合材料内形成纤维状结构，起到锚定作用，从而达到增强材料力学性能，使其能够满足未来硅橡胶基复合材料兼顾阻燃耐热性及低密度、高强度的发展要求。

本发明的技术方案是：

一种液晶高分子微纤化增强硅橡胶复合材料，复合材料成分由硅橡胶、白炭黑、液晶高分子组成，具体质量份数配比为：

硅橡胶：100份；

白炭黑：20～40份；

液晶高分子：5～30份；

按照以下步骤进行：

(1)按照所述复合材料成分进行配料；

(2)首先将硅橡胶在双辊开炼机上进行塑炼，形成均一包辊后与白炭黑混炼均匀，得到混炼物；再与液晶高分子在密炼机中进行熔融热混，混炼温度230～270℃，得到混炼硅橡胶；

(3)将混炼硅橡胶于20～30℃温度环境中静置16～48h，再在开炼机上进行开炼，加入硫化剂，温度20～50℃，采用硅橡胶通用的硫化剂与混炼硅橡胶混炼均匀，薄通20次以上达到均匀状态后出片；

(4)将物料置于模具中，使用平板硫化机进行一段硫化；硫化温度为160～180℃，时间为10～40min，压力为10～20MPa，得到成型材料；

(5)将成型材料在电热鼓风干燥箱中进行二段硫化，硫化温度为190～250℃，时间为2～8h，得到硅橡胶基耐烧蚀绝热复合材料。

本发明的设计思想是：

(1)硅橡胶复合材料耐热性能和力学性能是一个问题的两个方面，二者相互联系又相互制约，选择兼有提高两种性能的填料是增强硅橡胶复合材料的研究热点，而添加液晶高分子是增强硅橡性能的重要途径之一。该材料不仅具有突出的耐热性能，而且还具有高强度与模量，很小的热膨胀系数，所以可对硅橡胶材料进行力学性能补强，具有明显的技术先进性。

(2)在硅橡胶基体材料中液晶高分子材料，使其在高温下(230～270℃)熔融共混，因为液晶高分子材料具有较好的流变学特性，可在加工工程中获得纤维结构。纤维化的液晶高分子材料在硅橡胶基复合材料中直接起到了锚定作用，对保证硅橡胶复合材料力学性能起了关键作用。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

本发明在硅橡胶中添加液晶高分子材料，使得硅橡胶力学性能得以增强。相比添加其他种类的增强材料，液晶高分子密度低、强度高、模量大、热膨胀系数低、综合性能优越，在整个加工过程中直接与硅橡胶熔融热混就能形成纤维状结构起到补强与锚定的综合作用，使得性能增强同时加工成型工艺难度大大降低。其成型后所制品拉伸强度1.5～10MPa，断裂伸长率为150～500％，可满足未来硅橡胶基复合材料兼顾阻燃耐热性及低密度、高强度的发展要求。

附图说明

图1是本发明实施例1中得到的硅橡胶基耐烧蚀绝热复合材料经烧蚀实验的SEM图片；

图2是本发明实施例2中得到的硅橡胶基耐烧蚀绝热复合材料经烧蚀实验的SEM图片；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明提出的技术方案进行进一步说明，但不作为对技术方案的限制。