本發(fā)明涉及橡膠制品技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種耐水硅橡膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
雖然硅橡膠具有較好的耐水性及疏水性，但由于硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料及部分添加劑具有一定的親水性，因此未經(jīng)改性的硅橡膠在自然條件下仍會(huì)有一定的吸水率，其耐水性能和耐電壓擊穿性能也較差。
目前，硅橡膠耐水性能的應(yīng)用研究較多，有通過使用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)填料進(jìn)行表面處理，提高硅橡膠的憎水性，進(jìn)而提高硅橡膠的耐水性能。該方法需要先對(duì)填料進(jìn)行表面處理，需增加生產(chǎn)設(shè)備投入，增加生產(chǎn)工序，進(jìn)而降低生產(chǎn)效率。有通過添加硬脂酸來改善硅橡膠耐水性能的，但該方法主要針對(duì)硅橡膠基本物理性能的耐水性能改善，并未涉及硅橡膠耐電壓擊穿方面的耐水性能改善。
由于硅橡膠具有優(yōu)異的耐電壓擊穿性能，因此被廣泛作為絕緣材料應(yīng)用于電力行業(yè)。電力行業(yè)對(duì)絕緣材料的含水率有較高的要求，硅橡膠含水率過高將不能滿足電力行業(yè)對(duì)絕緣材料的性能要求。
因此需要對(duì)硅橡膠耐水性能進(jìn)行改善，使硅橡膠能夠更廣泛的應(yīng)用于電力行業(yè)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于此，本發(fā)明的目的是提供一種耐水硅橡膠。
具體的技術(shù)方案如下：
一種耐水硅橡膠，包括如下重量份的原料：
所述耐水改性劑選自氧化鈣和/或聚乙二醇。
在其中一些實(shí)施例中，所述耐水改性劑為氧化鈣和聚乙二醇。
在其中一些實(shí)施例中，所述耐水改性劑為重量份比為50:1-4的氧化鈣和聚乙二醇。
在其中一些實(shí)施例中，所述甲基乙烯基硅橡膠生膠的分子量為40-80萬，其中乙烯基的摩爾百分含量為0.08-0.3％。
在其中一些實(shí)施例中，所述防結(jié)構(gòu)化劑選自α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷、二苯基硅二醇、二烴基二烷氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、側(cè)鏈羥基硅氧烷低聚物、多羥基線性甲基硅氧烷低聚物中的一種或幾種。
在其中一些實(shí)施例中，所述填料選自氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑、硅藻土、石英粉、高嶺土、硅微粉或碳酸鈣中的一種或幾種。
在其中一些實(shí)施例中，所述硫化劑選自2，4-過氧化二氯苯甲酰、過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷中的一種或幾種。
本發(fā)明的另一目的是提供上述耐水硅橡膠的制備方法。
具體的技術(shù)方案如下：
上述耐水硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：
將甲基乙烯基硅橡膠生膠、填料、防結(jié)構(gòu)化劑加入捏合機(jī)，于50-200℃條件下捏合0.5-4h；再于50-200℃、(-0.10mpa)-(-0.08mpa)范圍內(nèi)，再捏合0.5-4h，冷卻至室溫，得無硫化劑混煉膠；
將所述無硫化劑混煉膠與耐水改性劑、硫化劑在雙輥開煉機(jī)上進(jìn)行薄通3-5次，得含硫化劑混煉膠；
將所述含硫化劑混煉膠，通過平板硫化機(jī)進(jìn)行第一次硫化，得第一次流化硅橡膠；
將所述第一次硫化硅橡膠置于烘箱中進(jìn)行二次硫化，即得所述耐水硅橡膠。
在其中一些實(shí)施例中，所述第一次硫化的工藝參數(shù)為：平板硫化的溫度為100-140℃，硫化時(shí)間為3-20min。
在其中一些實(shí)施例中，所述二次硫化的工藝參數(shù)為：二次硫化的溫度為150-250℃，二次硫化的時(shí)間為1-20h。
上述耐水硅橡膠具有如下有益效果：
(1)上述耐水硅橡膠采用氧化鈣、聚乙二醇或兩者配合物等對(duì)甲基乙烯基硅橡膠生膠進(jìn)行改性，并通過兩段硫化的方式制備了高耐水性硅橡膠。
(2)上述耐水硅橡膠能滿足拉伸強(qiáng)度≥7.5mpa，扯斷伸長(zhǎng)率≥350％，并且能在高溫水處理后達(dá)到較高的耐電壓擊穿保持率，提高了硅橡膠在使用過程中的絕緣性能保持率，擴(kuò)展了硅橡膠的可應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用范圍。
(3)上述耐水硅橡膠生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成品不含有毒有害物質(zhì)和易揮發(fā)物質(zhì)，可廣泛應(yīng)用于電力等高耐水性和高絕緣性能要求的應(yīng)用領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
為了便于理解本發(fā)明，下面將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
本實(shí)施例所使用的原料均可市售購(gòu)得。
甲基乙烯基硅橡膠生膠購(gòu)自藍(lán)星化工新材料股份有限公司江西星火有機(jī)硅廠，乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)：0.16％，平均分子量約：70萬。
實(shí)施例1：
本實(shí)施例一種耐水硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：
在100份甲基乙烯基硅橡膠生膠(乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)：0.16％，平均分子量約：70萬)中加入40份氣相法白炭黑(比表面積：300m2/g)，10份α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷(黏度：30mpa.s)，在捏合機(jī)中充分混煉2小時(shí)，再在170℃，常壓條件下混煉4小時(shí)。最后在170℃，維持真空度在(-0.10mpa)-(-0.08mpa)范圍內(nèi)繼續(xù)混煉2小時(shí)，制得不含硫化劑的混煉膠ⅰ。將混煉膠ⅰ冷卻至室溫，在100份混煉膠中加入5份氧化鈣，1份硫化劑2，4-過氧化二氯苯甲酰，混煉均勻后在雙輥開煉機(jī)上混煉薄通5次，制得含硫化劑的混煉膠ⅱ。將含硫化劑的混煉膠ⅱ通過平板硫化機(jī)進(jìn)行一段硫化，硫化溫度為120℃，硫化時(shí)間為10min，制備厚度為1mm的硅橡膠一段硫化樣片，將以上一段硫化硅橡膠樣片放入溫度為200℃的烘箱中進(jìn)行二次硫化，二次硫化時(shí)間為4小時(shí)，制得成品高溫硫化硅橡膠樣片ⅰ。樣片冷卻停放后進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，結(jié)果列于表1。
實(shí)施例2：
本實(shí)施例一種耐水硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：
在100份甲基乙烯基硅橡膠生膠(乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)：0.16％，平均分子量約：70萬)中加入40份氣相法白炭黑(比表面積：300m2/g)，10份α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷(黏度：30mpa.s)，在捏合機(jī)中充分混煉2小時(shí)，再在170℃，常壓條件下混煉4小時(shí)。最后在170℃，維持真空度在(-0.10mpa)-(-0.08mpa)范圍內(nèi)繼續(xù)混煉2小時(shí)，制得不含硫化劑的混煉膠ⅲ。將混煉膠ⅲ冷卻至室溫，在100份混煉膠中加入0.2份聚乙二醇(熔點(diǎn)49℃，羥值54-59)，1份硫化劑2，4-過氧化二氯苯甲酰，混煉均勻后在雙輥開煉機(jī)上混煉薄通5次，制得含硫化劑的混煉膠ⅳ。將含硫化劑的混煉膠ⅳ通過平板硫化機(jī)進(jìn)行一段硫化，硫化溫度為120℃，硫化時(shí)間為10min，制備厚度為1mm的硅橡膠一段硫化樣片，將以上一段硫化硅橡膠樣片放入溫度為200℃的烘箱中進(jìn)行二次硫化，二次硫化時(shí)間為4小時(shí)，制得成品高溫硫化硅橡膠樣片ⅱ。樣片冷卻停放后進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，結(jié)果列于表1。
實(shí)施例3：
本實(shí)施例一種耐水硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：
在100份甲基乙烯基硅橡膠生膠(乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)：0.16％，平均分子量約：70萬)中加入40份氣相法白炭黑(比表面積：300m2/g)，10份α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷(黏度：30mpa.s)，在捏合機(jī)中充分混煉2小時(shí)，再在170℃，常壓條件下混煉4小時(shí)。最后在170℃，維持真空度在(-0.10mpa)-(-0.08mpa)范圍內(nèi)繼續(xù)混煉2小時(shí)，制得不含硫化劑的混煉膠ⅴ。將混煉膠ⅴ冷卻至室溫，在100份混煉膠中加入2.5份氧化鈣，0.1份聚乙二醇(熔點(diǎn)49℃，羥值54-59)，1份硫化劑2，4-過氧化二氯苯甲酰，混煉均勻后在雙輥開煉機(jī)上混煉薄通5次，制得含硫化劑的混煉膠ⅵ。將含硫化劑的混煉膠ⅵ通過平板硫化機(jī)進(jìn)行一段硫化，硫化溫度為120℃，硫化時(shí)間為10min，制備厚度為1mm的硅橡膠一段硫化樣片，將以上一段硫化硅橡膠樣片放入溫度為200℃的烘箱中進(jìn)行二次硫化，二次硫化時(shí)間為4小時(shí)，制得成品高溫硫化硅橡膠樣片ⅲ。樣片冷卻停放后進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，結(jié)果列于表1。
實(shí)施例4：
本實(shí)施例一種耐水硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：
在100份甲基乙烯基硅橡膠生膠(乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)：0.16％，平均分子量約：70萬)中加入40份氣相法白炭黑(比表面積：300m2/g)，10份α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷(黏度：30mpa.s)，在捏合機(jī)中充分混煉2小時(shí)，再在170℃，常壓條件下混煉4小時(shí)。最后在170℃，維持真空度在(-0.10mpa)-(-0.08mpa)范圍內(nèi)繼續(xù)混煉2小時(shí)，制得不含硫化劑的混煉膠ⅶ。將混煉膠ⅶ冷卻至室溫，在100份混煉膠中加入5份氧化鈣，0.2份聚乙二醇(熔點(diǎn)49℃，羥值54-59)，1份硫化劑2，4-過氧化二氯苯甲酰，混煉均勻后在雙輥開煉機(jī)上混煉薄通5次，制得含硫化劑的混煉膠ⅷ。將含硫化劑的混煉膠ⅷ通過平板硫化機(jī)進(jìn)行一段硫化，硫化溫度為120℃，硫化時(shí)間為10min，制備厚度為1mm的硅橡膠一段硫化樣片，將以上一段硫化硅橡膠樣片放入溫度為200℃的烘箱中進(jìn)行二次硫化，二次硫化時(shí)間為4小時(shí)，制得成品高溫硫化硅橡膠樣片ⅳ。樣片冷卻停放后進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，結(jié)果列于表1。
實(shí)施例5：
本實(shí)施例一種耐水硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：
在100份甲基乙烯基硅橡膠生膠(乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)：0.16％，平均分子量約：70萬)中加入45份沉淀法白炭黑(比表面積：150m2/g)，10份α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷(黏度：30mpa.s)，在捏合機(jī)中充分混煉2小時(shí)，再在170℃，常壓條件下混煉4小時(shí)。最后在170℃，維持真空度在(-0.10mpa)-(-0.08mpa)范圍內(nèi)繼續(xù)混煉2小時(shí)，制得不含硫化劑的混煉膠ⅸ。將混煉膠ⅸ冷卻至室溫，在100份混煉膠中加入5份氧化鈣，1份硫化劑2，4-過氧化二氯苯甲酰，混煉均勻后在雙輥開煉機(jī)上混煉薄通5次，制得含硫化劑的混煉膠ⅹ。將含硫化劑的混煉膠ⅹ通過平板硫化機(jī)進(jìn)行一段硫化，硫化溫度為120℃，硫化時(shí)間為10min，制備厚度為1mm的硅橡膠一段硫化樣片，將以上一段硫化硅橡膠樣片放入溫度為200℃的烘箱中進(jìn)行二次硫化，二次硫化時(shí)間為4小時(shí)，制得成品高溫硫化硅橡膠樣片ⅴ。樣片冷卻停放后進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，結(jié)果列于表1。
對(duì)比例1：
本對(duì)比例一種耐水硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：
在100份甲基乙烯基硅橡膠生膠(乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)：0.16％，平均分子量約：70萬)中加入40份氣相法白炭黑(比表面積：300m2/g)，10份α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷(黏度：30mpa.s)，在捏合機(jī)中充分混煉2小時(shí)，再在170℃，常壓條件下混煉4小時(shí)。最后在170℃，維持真空度在(-0.10mpa)-(-0.08mpa)范圍內(nèi)繼續(xù)混煉2小時(shí)，制得不含硫化劑的混煉膠?。將混煉膠?冷卻至室溫，在100份混煉膠中加入1份硫化劑2，4-過氧化二氯苯甲酰，混煉均勻后在雙輥開煉機(jī)上混煉薄通5次，制得含硫化劑的混煉膠?將含硫化劑的混煉膠?通過平板硫化機(jī)進(jìn)行一段硫化，硫化溫度為120℃，硫化時(shí)間為10min，制備厚度為1mm的硅橡膠一段硫化樣片，將以上一段硫化硅橡膠樣片放入溫度為200℃的烘箱中進(jìn)行二次硫化，二次硫化時(shí)間為4小時(shí)，制得成品高溫硫化硅橡膠樣片ⅵ。樣片冷卻停放后進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，結(jié)果列于表1。
對(duì)比例2：
本對(duì)比例一種耐水硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：
在100份甲基乙烯基硅橡膠生膠(乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)：0.16％，平均分子量約：70萬)中加入45份沉淀法白炭黑(比表面積：150m2/g)，10份α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷(黏度：30mpa.s)，在捏合機(jī)中充分混煉2小時(shí)，再在170℃，常壓條件下混煉4小時(shí)。最后在170℃，維持真空度在(-0.10mpa)-(-0.08mpa)范圍內(nèi)繼續(xù)混煉2小時(shí)，制得不含硫化劑的混煉膠ⅹⅲ。將混煉膠ⅹⅲ冷卻至室溫，在100份混煉膠中加入1份硫化劑2，4-過氧化二氯苯甲酰，混煉均勻后在雙輥開煉機(jī)上混煉薄通5次，制得含硫化劑的混煉膠ⅹⅳ。將含硫化劑的混煉膠ⅹⅳ通過平板硫化機(jī)進(jìn)行一段硫化，硫化溫度為120℃，硫化時(shí)間為10min，制備厚度為1mm的硅橡膠一段硫化樣片，將以上一段硫化硅橡膠樣片放入溫度為200℃的烘箱中進(jìn)行二次硫化，二次硫化時(shí)間為4小時(shí)，制得成品高溫硫化硅橡膠樣片ⅶ。樣片冷卻停放后進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，結(jié)果列于表1。
表1各實(shí)施例和對(duì)比例產(chǎn)品性能
由表1對(duì)比例1和對(duì)比例2可知，未改性的高溫硫化硅橡膠在沸水中浸泡1小時(shí)后耐電壓擊穿性能發(fā)生明顯下降，而實(shí)施例1-實(shí)施例5中硅橡膠樣品在沸水中浸泡1小時(shí)耐電壓擊穿性能不變化或變化較小，氧化鈣或聚乙二醇能有效改善硅橡膠的耐水性能，有效地保證硅橡膠的耐電壓擊穿性能。對(duì)此實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3、實(shí)施例4可知，氧化鈣和聚乙二醇共用可以更好的改善硅橡膠的耐水性能，并更好的保持硅橡膠的耐電壓擊穿性能。對(duì)比實(shí)施例1和實(shí)施例5可知，氣相法白炭黑比沉淀法白炭黑更能有效保持硅橡膠的抗電壓擊穿性能。
以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。