本发明涉及改性有机硅橡胶,具体涉及耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶及其制备方法。
背景技术:
1、有机硅橡胶是一种高分子聚合物,主链为硅氧键(-si-o-),侧基为单价有机基团,根据硫化温度,它可以分为高温和室温硫化硅橡胶,由于硅橡胶的分子链柔顺,且硅-氧键的键能(370kj/mol)比碳-碳键能(240kj/mol)高很多,所以有机硅橡胶具有出色的耐高温和耐低温性能,它还具有良好的电绝缘性能和无毒害作用,因此在许多领域都有广泛应用,如空气系统的耐高温密封件、绝缘制件、型材、胶管膜片及医疗卫生制品等,因此有机硅橡胶是一种性能优异、应用广泛的材料,未来在相关领域还有望有更广泛的应用。
2、现有的技术中,有机硅橡胶在高温下的热膨胀和热导率较高,会导致材料变形和热量传递,从而限制了有机硅橡胶的进一步应用,如何对有机硅橡胶进行改性,提高其耐高温和隔热性能,是我们需要解决的问题,为此,现提供耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明目的在于提供耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
3、第一方面,耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶,包括有机硅橡胶、蛭石改性剂、耐高温填料、交联剂、催化剂、抗氧剂以及表面活性剂;
4、按照重量份计包括:有机硅橡胶基体30-40份、蛭石改性剂5-10份、耐高温填料5-10份、交联剂1-3份、催化剂0.1-0.5份、抗氧剂0.5-1份和表面活性剂0.1-0.3份;
5、其中,有机硅橡胶,提供基本的密封、绝缘、弹性和耐高温性能,蛭石改性剂,与有机硅橡胶相容,提高其隔热性能,在提供隔热性能的同时不影响橡胶的弹性和柔软性,耐高温填料,增强产品的耐高温性能,提高其使用温度范围,交联剂,用于连接有机硅橡胶分子链,提高其强度、韧性和耐高温性能,催化剂,用于控制反应速度,促进交联反应,抗氧剂,用于防止材料在高温下氧化,延长其使用寿命,表面活性剂,用于调整产品的外观和性能。
6、本发明技术方案的进一步改进在于:所述耐高温填料选用氧化铝、氧化硼或氧化镁中的任意一种,所述交联剂选用硫化剂,所述催化剂选用有机锡、有机胺中的任意一种,所述抗氧剂选用烷基过氧化氢,所述表面活性剂选用聚硅氧烷、聚醚胺中的任意一种。
7、本发明技术方案的进一步改进在于:所述蛭石改性剂由以下方法制取:
8、a1、对蛭石进行清洗,去除蛭石表面的杂质和材料残留物,并对其进行干燥去除水分;
9、a2、对清洗后的蛭石进行化学高温膨化,将清洗干净的蛭石与化学试剂混合,在一定温度下进行反应,使得蛭石的体积发生膨胀,达到高倍率的大小;
10、a3、在经过化学膨化后,通过化学剥离剂去除蛭石表面的薄膜,使得薄膜与蛭石基体分离,实现化学剥片;
11、a4、将化学剥片后的蛭石进行纳米化处理,使用球磨机与球磨钢球配合将其粉碎至纳米级别,以此提升蛭石的纯度与物性;
12、a5、在纳米化处理后的蛭石中加入水混合,获取蛭石改性剂。
13、本发明技术方案的进一步改进在于:所述蛭石化学高温膨化的化学试剂为氢氧化钠试剂,所述蛭石化学高温膨化采用耐高温反应器,反应温度在500-600°c之间,压力为0.5-1.0mpa,施加50-100rpm低速机械搅拌30-40min,低速机械搅拌后,施加200-300rpm中速机械搅拌60-80min,加速反应的进行。
14、本发明技术方案的进一步改进在于:所述化学剥片采用的化学剥离剂为盐酸;
15、所述蛭石化学剥片的过程为,
16、将含有薄膜的蛭石放入含有盐酸的容器中,确保试剂足够覆盖蛭石;
17、在室温的条件下进行反应,施加80-100rpm的低速机械搅拌,使得试剂剥离薄膜与蛭石基体的连接;
18、反应结束后,使用纯水冲洗去除残留的化学剥离剂和薄膜,确保蛭石基体的清洁;
19、使用热风干燥20min,去除蛭石基体上的残留水分。
20、本发明技术方案的进一步改进在于:所述蛭石纳米化处理的过程为,
21、将蛭石和球磨钢球放入球磨机的研磨室中;
22、启动球磨机,开始粉碎过程,球磨机中的球磨钢球与蛭石样品一起运动,逐渐将其粉碎;
23、定期停止球磨机,取出蛭石颗粒,进行粒度分析,以确保粉碎达到所需的纳米级别,并重复球磨过程,将其研磨至粒径小于100纳米;
24、所述蛭石改性剂的制备过程为,向粒径小于100纳米的蛭石中加入水混合,获取含水量不超过5%的蛭石改性剂。
25、本发明技术方案的进一步改进在于:所述蛭石与氢氧化钠试剂的用量比为1:2,所述盐酸浓度在2mol/l到4mol/l之间。
26、第二方面,耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶的制备方法,包括以下步骤:
27、b1、按照配方比例准备好所需的构成材料;
28、b2、将蛭石改性剂与有机硅橡胶、改性剂和其他添加剂按照比例混合,并加入催化剂,进行加热,保持一定时间,使混合物充分反应;
29、b3、反应结束后,将混合物进行冷却,并研磨成细粉状;
30、b4、将研磨后的细粉状混合物进行筛选,得到所需粒度的产品。
31、本发明技术方案的进一步改进在于:所述b2的具体步骤为,
32、将有机硅橡胶基础材料放入混合容器中;
33、将蛭石改性剂逐渐加入到混合容器的有机硅橡胶基础材料中;
34、依照配方,将耐高温填料、交联剂、催化剂、抗氧剂以及表面活性剂逐渐加入混合容器中;
35、开始混合,使用搅拌器将各组分均匀分散在一起,在混合50-60min后,加入催化剂,将混合物加热到150-200°c,促进交联反应;
36、保持混合物在150-200°c下3-4小时,确保交联反应充分进行。
37、由于采用了上述技术方案,本发明相对现有技术来说,取得的技术进步是:
38、本发明提供耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶及其制备方法,使用环保的原材料蛭石,有利于减少能源消耗,节约资源,并且在整个制备过程中,不会产生大量废料或有害物质,有效地减少了废料和有害物质的排放,由于耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶在生产和使用过程中不会产生有害的挥发性有机化合物,对环境更加友好,整体环保性能更加优越,避免了对生态系统造成过大的负面影响。
39、本发明提供耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶及其制备方法,利用蛭石的低热导率和高温稳定性,将其用作改性剂,通过将蛭石与有机硅橡胶进行复合,以此提高材料的耐高温性能和隔热性能。
40、本发明提供耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶及其制备方法,利用蛭石的改性使用,有效地减少热传导,将其添加到有机硅橡胶中,从而提高材料的隔热性能,并且以此增加硅橡胶的抗拉强度和硬度延长有机硅橡胶的使用寿命,使其适用于更多的环境。
1.耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶,其特征在于:包括有机硅橡胶、蛭石改性剂、耐高温填料、交联剂、催化剂、抗氧剂以及表面活性剂;
2.根据权利要求1所述的耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶,其特征在于:所述耐高温填料选用氧化铝、氧化硼或氧化镁中的任意一种,所述交联剂选用硫化剂,所述催化剂选用有机锡、有机胺中的任意一种,所述抗氧剂选用烷基过氧化氢,所述表面活性剂选用聚硅氧烷、聚醚胺中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶,其特征在于:所述蛭石改性剂由以下方法制取:
4.根据权利要求3所述的耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶,其特征在于:所述蛭石化学高温膨化的化学试剂为氢氧化钠试剂,所述蛭石化学高温膨化采用耐高温反应器,反应温度在500-600°c之间,压力为0.5-1.0mpa,施加50-100rpm低速机械搅拌30-40min,低速机械搅拌后,施加200-300rpm中速机械搅拌60-80min,加速反应的进行。
5.根据权利要求4所述的耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶,其特征在于:所述化学剥片采用的化学剥离剂为盐酸;
6.根据权利要求5所述的耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶,其特征在于:所述蛭石纳米化处理的过程为,
7.根据权利要求6所述的耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶,其特征在于:所述蛭石与氢氧化钠试剂的用量比为1:2,所述盐酸浓度在2mol/l到4mol/l之间。
8.根据权利要求1-7任一项所述的耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶,现提出耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的耐高温隔热蛭石改性有机硅橡胶的制备方法,其特征在于:所述b2的具体步骤为,
