[发明专利]基于电子束辐射交联的蒙脱土/硅橡胶复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于电子束辐射交联的蒙脱土/硅橡胶复合材料及其制备方法和应用。本发明先采用乙烯基硅烷偶联剂对钠基蒙脱土进行表面改性，以甲基乙烯基硅橡胶为聚合物基体，以乙烯基硅烷偶联剂改性蒙脱土为增强材料，以氢氧化铝微粉为阻燃剂，以十溴联苯乙烷与三氧化二锑组成的混合物为复配阻燃剂，以含氢硅油和乙烯基硅油为交联剂，混合后置于电子束射线下辐照交联，得到复合材料。复合材料中乙烯基硅烷偶联剂改性蒙脱土与甲基乙烯基硅橡胶间形成了化学键合，电子束辐射交联避免了阻燃剂分解，交联深度和均匀性得到了明显提高。

技术领域

本发明涉及绝缘橡胶材料领域，尤其涉及一种基于电子束辐射交联的蒙脱土/硅橡胶复 合材料及其制备方法和应用。

背景技术

硅橡胶主要由线型聚硅氧烷组成，硫化后的硅橡胶具有优异的耐高、低温，耐候、憎 水、憎水迁移、电气绝缘性好等优点，但硅橡胶压缩强度和撕裂强度等力学性能较差，不能 满足工艺要求，因此需添加填料对其进行改性增强。传统的硅橡胶多使用气相法白炭黑来进 行增强，而气相白炭黑所需的填充量非常高，且成本较高。

聚合物/蒙脱土复合材料(PLSN)由于具有常规复合材料没有的结构、形态及更优异的力 学、热学、阻燃、阻隔等性能，引起了人们的广泛关注，与常规聚合物基纳米复合材料相比， 仅需很少的填料就可使复合材料具有很高的强度、弹性模量、韧性及阻隔性能，因此聚合物 /蒙脱土纳米复合材料比传统的聚合填充体系质量轻，成本也更低；但由于蒙脱土具有极高 的表面能，在基体中很容易团聚，在非极性溶剂中分散效果不好，与可聚合有机单体的相容 性差，因此必须对蒙脱土进行有机化改性。目前，对硅橡胶/有机改性蒙脱土虽有研究，但 蒙脱土改性剂多用的是季铵盐类物质，有机改性后的蒙脱土仍旧存在在基材中分散效果不好 的问题；同时硫化交联过程采用的是普通化学交联法，其过程需使用有毒的化学添加剂来进 行催化，并且交联时温度较高，会使得阻燃剂如氢氧化铝分解，降低材料的阻燃效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低、性能好的基于电 子束辐射交联的蒙脱土/硅橡胶复合材料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于电子束辐射交联的蒙脱土/硅橡胶复合材料，原料按重量份计为：

甲基乙烯基硅橡胶100～120份，乙烯基硅烷偶联剂改性蒙脱土15～22份，氢氧化铝 微粉8～10份，十溴联苯乙烷与三氧化二锑按质量比1:1～3:1组成的混合物8～12份，敏化剂2～3份，乙烯基硅油8～10份，含氢硅油3～5份；

所述乙烯基硅烷偶联剂改性蒙脱土和甲基乙烯基硅橡胶在电子束射线下辐照交联形成 化学键。

作为一个总的发明构思，本发明提供一种基于电子束辐射交联的蒙脱土/硅橡胶复合材 料的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用含双键的乙烯基硅烷偶联剂对钠基蒙脱土进行改性，得到乙烯基硅烷偶联剂 改性蒙脱土；

S2、将乙烯基硅烷偶联剂改性蒙脱土、甲基乙烯基硅橡胶、氢氧化铝微粉、十溴联苯 乙烷、三氧化二锑、敏化剂、乙烯基硅油、含氢硅油混合均匀，得硅橡胶原料；

S3、将硅橡胶原料挤压成型成初产品，将初产品在电子束射线下进行辐照交联，所述 电子束射线的辐照剂量为30～50kGy，得到蒙脱土/硅橡胶复合材料。电子束射线的辐射剂量 高于50kGy产生副反应，剂量低于30kGy交联效率低。

作为对上述技术方案的进一步改进：

所述步骤S1具体包括以下步骤：将钠基蒙脱土置于70～90℃水溶液中搅拌，加入含双 键的乙烯基硅烷偶联剂继续搅拌反应，冷却至室温后洗涤、沉淀、离心、干燥，得到硅烷偶 联剂改性蒙脱土。

所述洗涤步骤中采用醇溶液进行洗涤。