一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法，属于硅橡胶领域，本发明专利技术通过以竹节式补强链的形式向胶料中加入白炭黑补强材料，在混炼过程中，随着混炼温度的均匀上升，竹节式补强链从首端至尾端发生逐一断裂，呈节段式脱落成短小的单个补强节，同时随着对胶料的不断搅动，竹节式补强链断裂形成的多个短小补强节依次分散在胶料的不同内部区域，实现在胶料中均匀分散，随后单个补强节在胶料中发生熔化，其内部的气相白炭黑颗粒和硅油流出与胶料进行小区域的均匀快速混合，因此，通过单个补强节在各自区域的小范围混合实现了气相白炭黑颗粒在胶料内的均匀、全面、快速分散，从而有效缩短混炼时间。

【技术实现步骤摘要】
一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法
本专利技术涉及硅橡胶领域，更具体地说，涉及一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法。
技术介绍
有机硅高分子是由硅、氧交替组成的高分子，又称聚硅氧烷，硅原子上常带有有机基团，主要是甲基、苯基、乙烯基等。这类高分子具有良好的耐高低温性能，耐气候老化，良好的电性能，防水、防潮、化学稳定性好等优点，所以被广泛地用作为密封剂、涂料、润滑剂、绝缘材料、织物整理剂、防水剂、脱膜剂、消泡剂、化妆品等。有机硅产品的品种主要有以下4种：硅油(23)、硅橡胶、硅树脂和有机硅乳液。硅橡胶分热硫化型(高温硫化硅胶HTV)、室温硫化型(RTV)，其中热硫化型用量较大，高温硫化硅橡胶是指聚硅氧烷变成弹性体的过程是经过高温(110-170℃)硫化成型的。它主要以高分子量的聚甲基乙烯基硅氧烷为生胶，混入补强填料、硫化剂等，在加热加压下硫化成弹性体。硅橡胶的补强主要是各种类型的白炭黑，可使硫化胶的强度增加数十倍。有时为了降低成本或改善胶料性能及赋予硫化胶各种特殊的性能，也加入相应的各种添加剂。硫化剂是各种有机过氧化物或加成反应催化剂。在硅橡胶高温硫化过程中，白炭黑的使用可以大大改善硅橡胶抗张强度、抗撕裂强度、模量等物理机械性能。但是，由于白炭黑的表面极性较高，所以在极性较低的硅橡胶中的分散十分困难，因此为了使白炭黑在硅橡胶得到一定的分散度，必须增加混炼时间，从而使得硫化过程效率大大降低。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法，它通过以竹节式补强链的形式向胶料中加入白炭黑补强材料，在混炼过程中，随着混炼温度的均匀上升，竹节式补强链从首端至尾端发生逐一断裂，呈节段式脱落成短小的单个补强节，同时随着对胶料的不断搅动，竹节式补强链断裂形成的多个短小补强节依次分散在胶料的不同内部区域，实现在胶料中均匀分散，随后单个补强节在胶料中发生熔化，其内部的气相白炭黑颗粒和硅油流出与胶料进行小区域的均匀快速混合，因此，通过单个补强节在各自区域的小范围混合实现了气相白炭黑颗粒在胶料内的均匀、全面、快速分散，从而有效缩短混炼时间。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：S1、向混炼机中依次加入聚甲基乙烯基硅氧烷、竹节式补强链、结构控制剂、耐热助剂和硫化剂进行混炼，混炼时间为40-80分钟；S2、在S1混炼过程中逐渐调节辊距,同时，匀速上升混炼温度，使竹节式补强链随着辊筒转动在胶料中逐步分散，均匀混合在胶料内部；S3、混炼结束后，停放24-48小时，使用开炼机进行返炼，返炼温度控制为室温，返炼时间为15-25分钟，返炼过程中逐渐调节辊距，待胶料柔软后立即出料成片；S4、采用热空气连续硫化的方式对料片进行高温硫化，硫化时间为3-5分钟，硫化温度为140℃-160℃，得最终硅橡胶产品。本专利技术通过以竹节式补强链的形式向胶料中加入白炭黑补强材料，在混炼过程中，随着混炼温度的均匀上升，竹节式补强链从首端至尾端发生逐一断裂，呈节段式脱落成短小的单个补强节，同时随着对胶料的不断搅动，竹节式补强链断裂形成的多个短小补强节依次分散在胶料的不同内部区域，实现在胶料中均匀分散，随后单个补强节在胶料中发生熔化，其内部的气相白炭黑颗粒和硅油流出与胶料进行小区域的均匀快速混合，因此，通过单个补强节在各自区域的小范围混合实现了气相白炭黑颗粒在胶料内的均匀、全面、快速分散，从而有效缩短混炼时间。进一步的，步骤S2中所述混炼辊距的调节方式为：初始混炼时采用小辊距，随后逐渐放大，初始辊距为1mm-3mm，辊距小，剪切快而作用力大，分散相对容易，因此在初始时采用小辊距，可以使加入的多种原料快速分散混合，随着混炼的进行，原料大致分散，混合后的胶料柔软度高，流动性大，可适当调大辊距。进一步的，步骤S3中所述返炼辊距的调节方式为：初始返炼时采用大辊距，随后逐渐缩小，初始辊距为3mm-5mm，停放一段时间后的胶料因发生结构化导致可塑性降低，流动性较差，因此，先采用大辊距进行低速率分散，随着胶料逐渐软化再缓慢调小辊距，使胶料在初始返炼时不易因过快的作用力被挤压成碎料。进一步的，步骤S2中所述匀速上升混炼温度的具体方式为：以4℃-5℃/分钟的速率将温度逐渐上升至100℃-130℃，随后保持该温度进行混炼，通过匀速升温过程，使竹节式补强链从首至尾逐一断裂，均匀分散在胶料的不同位置，随后在恒定温度下，竹节式补强链熔化，与胶料进行均匀、快速混合。进一步的，所述竹节式补强链包括多个呈直线型均匀分布的多个补强胶囊，相邻所述补强胶囊之间连接有丝束。进一步的，所述补强胶囊包括外包膜，所述外包膜的内部填充有补强颗粒油。进一步的，所述补强颗粒油采用气相白炭黑颗粒和硅油混合而成，所述气相白炭黑颗粒和硅油的重量比为2.5-2：1，当外包膜被混炼高温熔化后，其内部的补强颗粒油流出并与胶料混合，通过硅油包裹在气相白炭黑颗粒表面，可以减小气相白炭黑颗粒表面极性，使气相白炭黑颗粒可以更加快速地在胶料内部分散。进一步的，所述丝束由多个完全相同的可熔丝组成，所述外包膜靠近丝束的一端开设有多个与可熔丝一一对应的膜孔，多个所述可熔丝分别贯穿多个膜孔并延伸至外包膜的内侧，所述可熔丝滑动连接于膜孔的内部，所述外包膜的内壁粘接有热熔胶层，所述可熔丝通过热熔胶层粘接于外包膜的内壁上，在混炼温度作用下，热熔胶层发生熔融呈流动液态，可熔丝与外包膜内壁脱离，随后在混炼作用力下，可熔丝从膜孔中移出，与外包膜分离，使得该补强胶囊从整个竹节式补强链上脱离，停留在胶料内部，随着胶料流动，通过多个补强胶囊逐一发生脱落，整个竹节式补强链发生节段式断裂，多个补强胶囊分散在胶料的不同位置。进一步的，多个所述丝束所包括的可熔丝的个数呈线性均匀递增，多个所述丝束与外包膜内壁的连接长度同样呈线性均匀递增，多个所述热熔胶层的熔点同样呈线性递增，且上述三者线性递增方向相同，当与外包膜连接的可熔丝的个数越多，二者连接长度越长(即连接面积越大)时，外包膜和可熔丝之间连接牢固性越大，在同样的温度作用下，二者分离时间越长，再结合热熔胶层的熔点变化，在混炼温度匀速上升过程中，低熔点的热熔胶层率先发生熔融，其连接的补强胶囊发生脱落，因此随着温度的上升，熔点由低到高的多个热熔胶层逐一发生熔化，从而使得竹节式补强链上的多个补强胶囊从首端至尾端逐一发生脱落，依次分散在胶料的各个位置。进一步的，所述可熔丝和外包膜均采用熔点为85℃-110℃的PE材料，所述热熔胶层的最高熔点小于可熔丝的熔点，使得在混炼温度匀速上升过程中，热熔胶层先发生熔融，待热熔胶层全部发生熔融，补强胶囊均匀分散在胶料内部之后，补强胶囊开始发生熔融，其内部的气相白炭黑颗粒和硅油与胶料进行小范围的快速混合。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本方案通过以竹节式补强链的形式向胶料中加入白炭黑补强材料，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、向混炼机中依次加入聚甲基乙烯基硅氧烷、竹节式补强链、结构控制剂、耐热助剂和硫化剂进行混炼，混炼时间为40-80分钟；/nS2、在S1混炼过程中逐渐调节辊距,同时，匀速上升混炼温度，使竹节式补强链随着辊筒转动在胶料中逐步分散，均匀混合在胶料内部；/nS3、混炼结束后，停放24-48小时，使用开炼机进行返炼，返炼温度控制为室温，返炼时间为15-25分钟，返炼过程中逐渐调节辊距，待胶料柔软后立即出料成片；/nS4、采用热空气连续硫化的方式对料片进行高温硫化，硫化时间为3-5分钟，硫化温度为140℃-160℃，得最终硅橡胶产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、向混炼机中依次加入聚甲基乙烯基硅氧烷、竹节式补强链、结构控制剂、耐热助剂和硫化剂进行混炼，混炼时间为40-80分钟；
S2、在S1混炼过程中逐渐调节辊距,同时，匀速上升混炼温度，使竹节式补强链随着辊筒转动在胶料中逐步分散，均匀混合在胶料内部；
S3、混炼结束后，停放24-48小时，使用开炼机进行返炼，返炼温度控制为室温，返炼时间为15-25分钟，返炼过程中逐渐调节辊距，待胶料柔软后立即出料成片；
S4、采用热空气连续硫化的方式对料片进行高温硫化，硫化时间为3-5分钟，硫化温度为140℃-160℃，得最终硅橡胶产品。


2.根据权利要求1所述的一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述混炼辊距的调节方式为：初始混炼时采用小辊距，随后逐渐放大，初始辊距为1mm-3mm。


3.根据权利要求1所述的一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述返炼辊距的调节方式为：初始返炼时采用大辊距，随后逐渐缩小，初始辊距为3mm-5mm。


4.根据权利要求1所述的一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述匀速上升混炼温度的具体方式为：以4℃-5℃/分钟的速率将温度逐渐上升至100℃-130℃，随后保持该温度进行混炼。


5.根据权利要求1所述的一种白炭黑均质补强型硅橡胶的制备方法，其特征在于：所述竹节式补强链包括多个呈直线型均匀分布的多个补强胶囊(2)，相邻所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周潇，
申请(专利权)人：周潇，
类型：发明
国别省市：福建;35