[发明专利]一种耐高温硅橡胶及其制备方法

说明书

本申请涉及硅橡胶领域，具体公开了一种耐高温硅橡胶及其制备方法。硅橡胶包括以下重量百分比的组分：甲基乙烯基聚硅氧烷50‑60%、白炭黑30‑40%、羟基硅油3‑5%、耐热剂3‑5%和双二四硫化剂0.8‑1.2%，其中耐热剂包括聚二甲基硅氧烷15‑40%、氧化铈30‑70%、氧化镧12‑25%、纳米氧化铝2‑6%、纳米氧化铁余量。本申请的硅橡胶，具有较高的耐高温性能、热稳定性、热耐老化性能及力学性能，可以在较高温度下保持较长的工作时间。

技术领域

本申请涉及硅橡胶领域，更具体地说，它涉及一种耐高温硅橡胶及其制备方法。

背景技术

硅橡胶是指主链由硅原子和氧原子交替构成，硅原子上通常连接有两个有机基团的橡胶。普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成，具有良好的力学性能、电绝缘性能、气体透过性能和生理惰性，被广泛应用于建筑行业、电子行业、模具、汽车、船舶及航空等领域，并且在医疗领域也发挥了重要的作用。

目前，普通的硅橡胶已经具有一定的耐高温性能，其在180℃的温度下可保持长期工作，稍高于200℃也能在数周的时间内保持弹性，瞬时可耐300℃以上的高温。但是随着科技的发展，当前的硅橡胶的耐热性能已经不能满足一些特殊领域或特殊耐温设备的使用要求。因此，发明人认为硅橡胶的耐高温性能还需进一步提高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供一种耐高温硅橡胶及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种耐高温硅橡胶，采用如下的技术方案：

一种耐高温硅橡胶，所用原料包括以下重量百分比的组分：

其中，所述耐热剂包括以下重量百分比的组分：聚二甲基硅氧烷15-40％、氧化铈30-70％、氧化镧12-25％、纳米氧化铝2-6％、纳米氧化铁余量。

通过采用上述技术方案，本申请采用甲基乙烯基聚硅氧烷(生胶)作为耐高温硅橡胶的基料，并加入特定添加量范围的白炭黑与甲基乙烯基聚硅氧烷混合使用，白炭黑中存在的硅羟基可以与甲基乙烯基聚硅氧烷链端的羟基发生反应，减少了甲基乙烯基聚硅氧烷的端羟基数量，降低了端羟基引发解扣式反应的可能性，提高了硅橡胶的耐高温性能及热稳定性。同时白炭黑的加入对硅橡胶起到较强的补强作用，增强了硅橡胶的交联能力，提高了硅橡胶的力学性能。但若是较多添加量的白炭黑则会使得白炭黑在硅橡胶基体中出现团聚效应，易形成应力集中点，反而降低了硅橡胶的力学性能。

羟基硅油属于一种结构化控制剂，可以提高甲基乙烯基聚硅氧烷与白炭黑、耐热剂之间的相容性，增强白炭黑、耐热剂在生胶中的分散性，降低混炼时发生结构化，从而提高硅橡胶的耐高温性能、热稳定性及耐热老化性能。

聚二甲基硅氧烷与甲基乙烯基聚硅氧烷的相容性良好，能够均匀的分散在甲基乙烯基聚硅氧烷中，在硫化时，聚二甲基硅氧烷与甲基乙烯基聚硅氧烷以化学键结合，提高了硅橡胶的交联密度，降低了硅橡胶发生解扣式主链降解反应的可能性，从而提高了硅橡胶耐高温性能、热稳定性、热耐老化性能及力学性能。

氧化铈、氧化镧、纳米氧化铝和纳米氧化铁作为金属氧化物具有良好的耐高温性能，采用上述金属氧化物与甲基乙烯基聚硅氧烷混合可以较大程度的提高硅橡胶的耐高温性能。但是由于金属氧化物本身极性较大，与甲基乙烯基聚硅氧烷的相容性较差。因此本申请采用特定比例范围的聚二甲基硅氧烷、氧化铈、氧化镧、纳米氧化铝和纳米氧化铁混合搭配作为耐热剂，利用聚二甲基硅氧烷与甲基乙烯基聚硅氧烷良好的相容性，并发挥与羟基硅油之间的协同作用，提高金属氧化物在甲基乙烯基聚硅氧烷中的分散性，使其分散均匀，同时还与金属氧化物之间充分发挥彼此之间的协同作用，共同提高硅橡胶耐高温性能。

优选的，所述白炭黑采用气相法白炭黑；所述气相法白炭黑的粒径尺寸为7-40nm。