一种低压缩永久变形胶辊用硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低压缩永久变形胶辊用硅橡胶，按重量份数计，包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶生胶，100份；白炭黑，30～40份；硅微粉，50～60份；纳米二氧化钛，0.5～2份；纳米氧化铈，0.5～2份；结构化控制剂，2～6份；去离子水，1～2份；脱模剂，0.1～0.5份；2,5‑二甲基‑2,5‑二叔丁基过氧化己烷，0.5～1.5份。本发明专利技术还提供一种低压缩永久变形胶辊用硅橡胶的制备方法。本发明专利技术制得的低压缩永久变形胶辊用硅橡胶成本低、工艺简单、物理性能优异、具有低压缩永久变形性能和高耐热性等。

A silicone rubber for low compression permanent deformation rubber roller and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低压缩永久变形胶辊用硅橡胶及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种低压缩永久变形胶辊用硅橡胶及其制备方法。
技术介绍
胶辊是橡胶制品中一个主要品种，广泛用于冶金、造纸、纤维纺织、印刷印染、木材加工、塑料薄膜加工、办公设备制造等行业，是重要的工业配件。利用硅橡胶的耐热性、低压缩永久变形性、防粘性制作的各种胶辊材料在复印件、传真机、电脑等办公用品胶辊及各种工业胶辊中得到广泛应用。随着胶辊应用领域的扩大，人们对胶辊的要求也逐渐提高。现在许多胶辊在使用过程中都要求具有良好的压缩永久变形、耐热性、传热性、尺寸稳定性和耐磨性。近几年来，在公开的中国专利文献中，出现了一些胶辊用硅橡胶材料专利。中国专利文件CN104262973A，公布日2015.01.07公开了一种工业胶辊用混炼硅橡胶材料，该专利技术在混炼硅橡胶中添加聚甲基乙烯基硅倍半氧烷球形微粉，硫化后胶辊表面无粘附性、摩擦系数低，但是其耐热性差、压缩永久变形率大。中国专利文件CN109535733A，公布日2019.03.29公开了一种OA胶辊用导电导热液体硅橡胶及其制备方法，包括以下质量分数配比的原料：乙烯基硅油(乙烯基摩尔含量0.2％-0.5％，粘度10000-50000mpa/s)40-60份，多壁碳纳米管2-5份，羟基硅油(粘度30-50mpa/s羟基摩尔含量5.0％-10.0％)0.1-1份，金属铝粉(粒径1-30μm)40-60份，乙烯基三乙氧基硅烷1-2份，含氢硅油(氢摩尔含量0.4％-0.8％)1-3份，铂金催化剂5-10ppm，乙炔基环己醇200-400ppm。该专利技术所得的硅橡胶材料硫化后具有良好的压缩变形率以及优异的耐老化性能，但其用的液体硅橡胶在加工和使用过程中设备要求高、工艺也更为复杂。综上所述，当前关于胶辊用硅橡胶材料取得了一些进展，但是还存在制备工艺复杂、压缩永久变形率较差和耐热性差等不足。因此，寻求一种简单有效的方法制得有较高耐热性和较低压缩永久变形率的胶辊用硅橡胶具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术目的是克服了现有技术的不足，提供一种低压缩永久变形胶辊用硅橡胶，该低压缩永久变形胶辊用硅橡胶成本低、工艺简单、物理性能优异、具有低压缩永久变形性能和高耐热性等。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种低压缩永久变形胶辊用硅橡胶，按重量份数计，包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶生胶，100份；白炭黑，30～40份；硅微粉，50～60份；纳米二氧化钛，0.5～2份；纳米氧化铈，0.5～2份；结构化控制剂，2～6份；去离子水，1～2份；脱模剂，0.1～0.5份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷，0.5～1.5份；所述甲基乙烯基硅橡胶生胶是由乙烯基含量为2～0.25％、摩尔质量为50～60万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶A和乙烯基含量为0.15％～0.18％、摩尔质量为60～70万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶B组成，比例为A：B＝2～3：3～2。进一步地，所述脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙和硬脂酸中的一种或几种混合。进一步地，所述结构化控制剂为六甲基二硅氮烷和二甲基二甲氧基硅烷。进一步地，所述硅微粉为高纯度石英粉，其粒径为1～2μm。进一步地，所述白炭黑为气相亲水性白炭黑，其BET法比表面积为150～380m2/g；更进一步地，BET法比表面积为150～200m2/g。进一步地，所述纳米二氧化钛为气相法纳米二氧化钛，其粒径为5～10nm。进一步地，所述的纳米氧化铈为气相法纳米氧化铈，其粒径为7～10nm。另外，本专利技术还提供一种低压缩永久变形胶辊用硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：A、在捏合机中加入全部甲基乙烯基硅橡胶生胶和部分白炭黑，再将结构化控制剂、去离子水和脱模剂倒入白炭黑上方，并搅拌捏合成团，然后分别加入剩余白炭黑、纳米氧化铈和纳米氧化钛搅拌成团，得到混合物料Ⅰ；B、将上述混合物料Ⅰ在室温下放置一段时间后倒入捏合机中开盖加热搅拌一段时间后再次加热并抽真空搅拌，然后出料冷却，得到混合物料Ⅱ；C、将硅微粉分批加入混合物料Ⅱ中，搅拌成大团后放料，得到混合物料Ⅲ；D、将2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入到上述混合物料Ⅲ中，搅拌均匀后可得低压缩永久变形胶辊用硅橡胶。其中，步骤A中搅拌捏合成团的温度为50～80℃，首次加入的部分白炭黑的质量为总加入的白炭黑的10～30％。步骤B中混合物料Ⅱ的室温放置时间为12h以上，倒入捏合机中初次加热搅拌温度为120℃、时间为1h，再次加热搅拌温度为150～175℃、时间为1.5～2.5h，抽真空的真空度为0.05～0.09MPa。以下就本专利技术的设计思路和机理做详细阐述：本专利技术的低压缩永久变形胶辊用硅橡胶采用甲基乙烯基硅橡胶生胶、白炭黑、硅微粉、纳米二氧化钛、纳米氧化铈、脱模剂、结构化控制剂、去离子水和2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷配制而成，制得的胶辊用硅橡胶具有优异的机械性能、耐高温性能和较低压缩永久变形率。甲基乙烯基硅橡胶生胶是二甲基硅氧烷链节与甲基乙烯基硅氧烷链节的共聚物。通常在该共聚物中，甲基乙烯基硅氧烷链节的摩尔分数为0.05％～0.5％，即相当于共聚物中1万个硅氧烷链节中含有约5～50个甲基乙烯基硅氧烷链节。虽然不饱和基团含量这样少，但能有效地提高硅橡胶的硫化活性；扩大了使用有机过氧化物品种的范围，简化了原制品的硫化工艺，提高了硅橡胶制品的耐高温老化性。本专利技术中所述的甲基乙烯基硅橡胶生胶的每分子中至少有两个硅键合的烯基，不含有硅键合的羟基，且不含有硅键合的烷氧基(不含有硅键合的羟基和烷氧基是指生胶分子链端上不含有端羟基和端甲氧基类基团)。由于端羟基和端甲氧基很容易与白炭黑上的羟基形成氢键，从而大大加重了混炼胶结构化的程度，另外，端羟基过多还会使硫化胶易粘模导致脱模困难。脱模困难既降低了生产效率，又增加了制品的破损率。大量端羟基的存在还会降低硫化胶的耐热性。本专利技术中的甲基乙烯基硅橡胶生胶的是由乙烯基含量为0.2％～0.25％、摩尔质量为50～60万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶A和乙烯基含量为0.15％～0.18％、摩尔质量为60～70万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶B组成，比例为A：B＝2～3：3～2。硅橡胶生胶的分子链非常柔软，键间相互作用弱，因此它的补强效果与一般有机橡胶有明显的区别，补强填料是混炼硅橡胶的必需成分。白炭黑是高度分散的二氧化硅，主要用作补强性填料，该补强性填料可以使交联的聚硅氧烷硅橡胶具有足够的机械强度。白炭黑的粒径越小、比表面积越大，补强效果越好。相同粒径的白炭黑，由于制法不同，其表面的化学与物理性质、所含微量杂质等差异很大，所以补强效果差异很大。白炭黑按制法分为气相法(也称燃烧法)和沉淀法(也称湿法)。气相白炭黑是由四氯化硅在氢气和氧气中燃烧制得的，一般含有微量的氯化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压缩永久变形胶辊用硅橡胶，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：/n甲基乙烯基硅橡胶生胶，100份；/n白炭黑，30～40份；/n硅微粉，50～60份；/n纳米二氧化钛，0.5～2份；/n纳米氧化铈，0.5～2份；/n结构化控制剂，2～6份；/n去离子水，1～2份；/n脱模剂，0.1～0.5份；/n2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷，0.5～1.5份；/n所述甲基乙烯基硅橡胶生胶是由乙烯基含量为2～0.25％、摩尔质量为50～60万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶A和乙烯基含量为0.15％～0.18％、摩尔质量为60～70万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶B组成，比例为A：B＝2～3：3～2。/n

【技术特征摘要】
1.一种低压缩永久变形胶辊用硅橡胶，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
甲基乙烯基硅橡胶生胶，100份；
白炭黑，30～40份；
硅微粉，50～60份；
纳米二氧化钛，0.5～2份；
纳米氧化铈，0.5～2份；
结构化控制剂，2～6份；
去离子水，1～2份；
脱模剂，0.1～0.5份；
2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷，0.5～1.5份；
所述甲基乙烯基硅橡胶生胶是由乙烯基含量为2～0.25％、摩尔质量为50～60万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶A和乙烯基含量为0.15％～0.18％、摩尔质量为60～70万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶B组成，比例为A：B＝2～3：3～2。


2.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊用硅橡胶，其特征在于所述脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙和硬脂酸中的一种或几种混合。


3.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊用硅橡胶，其特征在于所述结构化控制剂为六甲基二硅氮烷和二甲基二甲氧基硅烷。


4.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊用硅橡胶，其特征在于所述硅微粉为高纯度石英粉，其粒径为1～2μm。


5.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊用硅橡胶，其特征在于所述白炭黑为气相亲水性白炭黑，其BET法比表面积为150～380m2/g。


6.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊用硅橡胶，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：贡玉圭，王丰，马汉喜，
申请(专利权)人：广东聚合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44