[发明专利]一种压缩应力松弛性能优良的硅橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种压缩应力松弛性能优良的硅橡胶及其制备方法，按照质量份数，原料由以下组分组成：甲基乙烯基硅橡胶100份；气相法白炭黑20～40份；纳米改性碳酸钙，5～20份；羟基硅油3～6份；甲基苯基硅树脂1～3份；过氧化二异丙苯1份；硬脂酸0.5～1份。本发明压缩应力松弛性能优良的硅橡胶，降低了白炭黑的用量，以纳米改性碳酸钙与白炭黑搭配作为填料，改善了硅橡胶的压缩应力松弛性能，同时兼顾硅橡胶的抗拉强度并降低了生产成本；本发明的制备方法简单、可操作性强。本发明的压缩应力松弛性能优良的硅橡胶能够应用于燃料电池的密封垫片中，尤其是新能源汽车的燃料电池所用的密封垫片。

技术领域

本发明涉及硅橡胶技术领域，尤其是一种压缩应力松弛性能优良且成本较低的硅橡胶及其制备方法。

背景技术

硅橡胶作为一种典型的弹性体材料，具有较好的柔顺性，化学性质稳定且高温硫化后的硅橡胶具有较好的压缩回弹性，因而硅橡胶被广泛用作航空航天、电子电气、新能源装备、化工、交通运输和医疗卫生等领域的密封垫片材料。压缩应力松弛率是衡量硅橡胶密封垫片材料密封性能优劣的一个重要指标，一种优良的硅橡胶密封材料应具有较小的压缩应力松弛率。研究一种压缩应力松弛性能优良的硅橡胶具有重要的应用价值。

目前，白炭黑与碳酸钙均为高温硫化硅橡胶中的常用填料。以白炭黑作为单一填料的高温硫化硅橡胶具有较高的抗拉强度，但压缩应力松弛率也较大。此外，与碳酸钙或改性碳酸钙相比，白炭黑的价格较高。以碳酸钙或改性碳酸钙作为单一填料的高温硫化硅橡胶具有较低的压缩应力松弛率，但抗拉强度较低。

发明内容

为了改善现有硅橡胶的压缩应力松弛性能，同时使硅橡胶具有足够的抗拉强度并降低成本，本发明的目的是提供一种压缩应力松弛性能优良的硅橡胶及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种压缩应力松弛性能优良的硅橡胶，按照质量份数，其原料由以下组分组成：

甲基乙烯基硅橡胶 100份；

气相法白炭黑 20～40份；

纳米改性碳酸钙 5～20份；

羟基硅油 3～6份；

甲基苯基硅树脂 1～3份；

过氧化二异丙苯 1份；

硬脂酸 0.5～1份。

所述甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基摩尔含量为0.13％～0.20％。

所述甲基乙烯基硅橡胶的分子量为45万～70万。

所述气相法白炭黑的比表面积为180～220㎡/g。

所述纳米改性碳酸钙由纳米碳酸钙添加改性剂得到，改性剂为硅烷偶联剂KH550；纳米改性碳酸钙的比表面积为40㎡/g。

所述羟基硅油的羟基含量为6～10％。

一种压缩应力松弛性能优良的硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)调整开放式混炼机辊距至3mm，放入甲基乙烯基硅橡胶，启动混炼机使甲基乙烯基硅橡胶完全包辊；

(2)将气相法白炭黑和羟基硅油加入步骤(1)中已包辊的甲基乙烯基硅橡胶中进行混炼，其中，气相法白炭黑和羟基硅油均分四次等量加入，每次加入时，先加气相法白炭黑而后滴加羟基硅油，使气相法白炭黑均匀混入甲基乙烯基硅橡胶；

(3)将纳米改性碳酸钙和甲基苯基硅树脂均分三次等量加入步骤(2)所得的混炼胶中，每次加入时，先加纳米改性碳酸钙而后滴加甲基苯基硅树脂；