[其他]高模量高強(qiáng)度硅橡膠的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000003437
• 申請日: 1985-04-02
• 公開（公告）號: CN1003938B
• 公開（公告）日: 1989-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜作棟;于靜
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 代理公司: 濟(jì)南三達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 孫君

本發(fā)明是一種制造硅橡膠的新方法，屬特種橡膠制造工藝，本發(fā)明主要用了一種新合成的中間體七甲基三（乙烯硅）乙基環(huán)四硅氯烷（可由兩種方法制得），和Ｄ４共聚合成了新型乙烯基硅橡膠生膠，其特點(diǎn)是含有“內(nèi)集中交聯(lián)劑”通過改變內(nèi)集中交聯(lián)劑的含量，篩選出最佳組成結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了加工成型配方和試驗(yàn)條件，從而獲得了綜合性能好的，高模高強(qiáng)度新型加成型硫化膠。

屬于硅橡膠制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：一般硅橡膠的模量很低，韌性小，稍一受力便發(fā)生很大的形變，使其在應(yīng)用上，特別是在動態(tài)情況下的應(yīng)用受到很大的限制、可以通過在混煉膠中加入一些礦物纖維來提高橡膠的模量，但此法不可避免地要降低橡膠的其他性能。u、s、p、4.052，357所報(bào)導(dǎo)一種高模量橡膠就是通過添加高爐渣纖維來提高模量的，但它的綜合性能很差，幾乎沒什么彈性，用途不廣。European RubberJ、157（2）38（1975）：The Rubber Formulary 23773：《化工情報(bào)資料》NO22P，以及橡膠參考資料310（1982）等都報(bào)告了美國道康寧公司研制的Silastic4600高模量橡膠綜合性能好，是公認(rèn)的美國王牌膠。后來該公司只與日本東連公司合搞了一種HS4600膠，性能與Silastic4600相同。但是這兩種膠的制法始終沒有透露。

無論過氧化型高溫硫化膠，還是加成型高溫硫化膠，在硫化時(shí)其交聯(lián)點(diǎn)都是不規(guī)則分布的，《特種合成橡膠》〔4〕58（1980）報(bào)告了一種高抗撕硅橡膠，由于加入了多乙烯基硅油在硫化時(shí)形成“集中交聯(lián)”從而提高了抗撕強(qiáng)度，但模量不高。這是由于多乙烯基硅油是外加的，可看作是“外集中交聯(lián)劑”，所形成的“集中交聯(lián)”是不固定的，或者說是不規(guī)則的。

目的：為了在提高模量的同時(shí)又使橡膠的其它力學(xué)性能保持在較高的水平，本發(fā)明從分子設(shè)計(jì)入手，從根本上改變硅橡膠的分子結(jié)構(gòu)，最后使其在硫化時(shí)產(chǎn)生規(guī)態(tài)的“集中交聯(lián)”區(qū)，得到綜合性能好的高模量橡膠。

內(nèi)容：橡膠受外力時(shí)，分子鏈可通過化學(xué)鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)和鏈段運(yùn)動改變構(gòu)象來適應(yīng)外力，用模量值加以體現(xiàn)，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)愈多這種運(yùn)動愈困難，模量也就愈大，但交聯(lián)密度加大，交聯(lián)鏈段Mc就小，柔順性就差。

本發(fā)明所設(shè)計(jì)的模型是在分子鏈支鍵上帶上許多活性的乙烯基，使其交聯(lián)時(shí)發(fā)生“拉簧式”的集中交聯(lián)，既不使MC變小，又產(chǎn)生規(guī)態(tài)的集中交聯(lián)，在提高模量的同時(shí)，又能分散外來的集中應(yīng)力，提高了強(qiáng)度。見附圖

本發(fā)明的模型通過下列合成步驟實(shí)現(xiàn)：

（1）先合成帶多乙烯基側(cè)鏈的中間體

（2）共聚反應(yīng)制備生膠

（3）生膠硫化時(shí)交聯(lián)反應(yīng)見前，其加工成型配方如下：

a）生膠100份，分子量40-60萬，含乙烯基0.13-0.75%。

b）氣相二氧化硅，比表面175-300米²/克40-60份。

c）結(jié)構(gòu)控制劑：八甲基環(huán)四氮烷或六甲基環(huán)三氮烷（或二者混合物）6-12份。

d）含氫硅油，含氫量1.3-1.4%，加入量使Si-H與Si-CH＝CH₂之比為1.2-3.2

e）催化劑0.1N H₂Pt Ci₆6H₂O的異丙醇液，加入量是10-30PPM（含Pt量計(jì)）

成型溫度120-160℃壓力30-50公斤/〔厘米〕²

時(shí)間10-30分鐘。

硅橡膠生膠分子鏈上的支鏈（多乙烯基硅基），就是“內(nèi)集中交聯(lián)劑”它的含量多少決定著模量的大小圖1，也決定著抗張和抗撕強(qiáng)度的變化，在此，模量和抗撕還有矛盾，即模量過高抗撕強(qiáng)度會下降，乙烯基含量以0.2-0.45為宜，圖2由附圖3不僅可找出最佳條件還可根據(jù)應(yīng)用要求突出某一項(xiàng)指標(biāo)。乙烯基的含量還決定了橡膠的硬度和伸長率圖3。一般要求硬度達(dá)60-70度為好，伸長率在300%以上為合格。