一种耐高温硫化硅橡胶及其制备方法与流程

本申请涉及硫化硅橡胶材料领域，具体涉及一种耐高温硫化硅橡胶及其制备方法。

背景技术：

1、硫化硅橡胶是一种以聚硅氧烷为主体，通过硫化交联形成三维网络结构的高分子弹性材料，由于其分子主链中含有较高键能的si-o键，因此具有优异的耐候性、电绝缘性、耐臭氧性以及较宽的使用温度范围，被广泛应用于高温电子线、电气绝缘部件以及新能源汽车、工业设备等领域。

2、然而，现有硫化硅橡胶材料在长期高温环境下使用时存在耐热性能不足的问题，尤其是在200℃以上连续服役条件下，硅橡胶分子链会受到热氧作用影响，导致si-o主链逐渐发生断裂，同时侧链甲基氧化产生自由基并诱发链式降解反应，使材料内部交联网络逐渐破坏，表现为拉伸强度下降、断裂伸长率降低以及硬度变化等性能衰减现象。同时，为提高力学性能通常加入气相白炭黑进行补强，但白炭黑表面含有大量硅羟基，易与硅橡胶分子链形成强烈氢键作用，使胶料发生团聚，产生结构化现象，不仅降低加工性能，而且在高温老化过程中容易形成界面缺陷，加速材料性能劣化。因此，现有硫化硅橡胶在超过200℃的长期服役环境中易发生结构退化，导致抗热老化性能下降，难以满足ul210℃电子线等高温应用领域对长期可靠性的使用需求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温硫化硅橡胶及其制备方法，旨在解决硫化硅橡胶在高温环境下抗热老化性能下降的问题。

2、为了解决上述技术问题，提出了一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

3、s1、将气相白炭黑与液相结构抑制剂进行混合、浸润，再加热混炼，得到改性白炭黑，其中，液相结构抑制剂包括硅烷氧结构抑制剂、硅氮结构抑制剂和硅羟基结构抑制剂中的至少一种；

4、s2、将纳米氧化物填料加入有机溶剂分散后，加入硅烷偶联剂，加热反应、洗涤、干燥，得到改性填料，其中，硅烷偶联剂中含有苯基；

5、s3、将橡胶、改性白炭黑和改性填料进行混炼，得到胶料，然后再加入硫化剂，经脱泡、成型及硫化处理后，得到耐高温硫化硅橡胶。

6、此外，还提供了一种耐高温硫化硅橡胶，所述耐高温硫化硅橡胶通过以上所述的一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法制得。

7、由上述技术方案可知，本公开示例性实施例中至少具备以下优点和积极效果：

8、一方面，通过将气相白炭黑与液相结构抑制剂进行混合、浸润并加热混炼，得到改性白炭黑的技术手段，利用液相结构抑制剂中的硅烷氧结构、硅氮结构或硅羟基结构与气相白炭黑表面的硅羟基发生反应，使白炭黑表面的活性硅羟基被消耗或封端，降低白炭黑颗粒之间通过氢键形成的相互作用力，减少白炭黑颗粒之间的吸附团聚，从而抑制气相白炭黑在硅橡胶混炼及储存过程中的结构化现象，解决了现有技术中气相白炭黑因表面含有大量活性硅羟基而易形成三维填料网络，导致硅橡胶加工性能下降的问题，从而达到了提高白炭黑分散稳定性的效果。

9、另一方面，通过将改性白炭黑和经含苯基硅烷偶联剂处理后的改性填料共同引入橡胶基体中的技术手段，利用改性白炭黑表面经结构抑制剂处理后形成的低活性硅氧结构，降低填料之间的团聚作用，提高其在硅橡胶交联网络中的分散稳定性；同时，利用改性填料表面形成的含苯基硅氧结构界面层，提高纳米氧化物填料与硅橡胶分子链之间的界面结合强度，并通过苯基结构较高的键能及热稳定性，对硅氧分子链起到热屏蔽和稳定作用，同时纳米氧化物填料能够抑制高温热氧环境下氧化活性物种对硅橡胶分子链的攻击，降低硅氧链段断裂及界面缺陷扩展速率，解决了现有技术中硫化硅橡胶在长期高温服役过程中因热氧作用导致分子链降解、填料界面失稳而造成抗热老化性能下降的问题，从而达到了提高硫化硅橡胶耐热氧老化能力、保持高温环境下力学性能稳定性的效果。

1.一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤s1中硅烷氧结构抑制剂包括二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种，硅氮结构抑制剂为六甲基二硅氮烷和/或六甲基环三硅氮烷，硅羟基结构抑制剂为羟基硅油和/或羟基封端聚二甲基硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤s1中液相结构抑制剂由硅烷氧结构抑制剂、硅氮结构抑制剂和硅羟基结构抑制剂按质量比(1~3)：(0.1~1)：(2~5)混合组成。

4.根据权利要求2或3所述的一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤s1包括：

5.根据权利要求1所述的一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤s2中纳米氧化物填料包括纳米氧化钛、纳米氧化铈、纳米氧化锆中的至少一种，有机溶剂包括无水乙醇、异丙醇、甲苯中的至少一种，硅烷偶联剂为苯基三甲氧基硅烷和/或苯基三乙氧基硅烷。

6.根据权利要求5所述的一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤s2包括：

7.根据权利要求1所述的一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤s3中橡胶为甲基乙烯基硅橡胶和/或甲基乙烯基苯基硅橡胶，硫化剂为铂金硫化剂和/或过氧化物硫化剂。

8.根据权利要求7所述的一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基的含量为0.03~3.00mol%、分子量为60~70万，甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基的含量为15~25mol%、分子量为50~70万。

9.根据权利要求7或8所述的一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤s3包括：

10.一种耐高温硫化硅橡胶，其特征在于，所述耐高温硫化硅橡胶通过权利要求1-9任一所述的一种耐高温硫化硅橡胶的制备方法制得。