一種柔性接頭用硅橡膠材料及其制備方法技術

本發明專利技術屬于特種功能性橡膠材料及其生產技術領域，涉及一種柔性接頭用硅橡膠材料及其制備方法。它是由以下物質組成：苯基硅橡膠、乙基硅橡膠、白炭黑、結構控制劑、低模量添加劑、助交聯劑、著色劑和過氧化物交聯引發劑混合而成。按配比稱取上述各組份，混煉均勻，制成柔性接頭用低硬度高強度硅橡膠膠料；然后將柔性接頭用低硬度高強度硅橡膠膠料放入模腔中，在平板硫化機上進行一段硫化，或利用硅橡膠擠出機通過特制的口模擠出硫化成型，最后將一段硫化后的制品在電熱鼓風干燥箱中進行二段硫化即可。本發明專利技術所制備的硅橡膠硬度(邵爾A型)小于25度，強度大于6.5Mpa，制備方法簡單，成本較低，經濟性好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于特種功能性橡膠材料及其生產
，涉及一種柔性接頭用硅橡膠材料及其制備方法。
技術介紹
由活動體、固定體及柔性接頭組成的柔性噴管是推力矢量控制的一種重要方式。以柔性噴管發動機為基礎的運載器可望作為一個空間運輸工具的助推器用于載人航天、空間站物資運輸、星際運輸、登月運輸、衛星搭載等重要的航天領域。而以柔性噴管發動機為基礎的運載器可望應用于大型戰略導彈、小型防空、反導、潛射導彈等。柔性接頭是柔性噴管的核心部件，由若干同心的環狀球體橡膠層、增強件、前后法蘭層疊組成，具備輕質、小力矩、寬溫域(+60℃～-40℃)使用范圍的特性。為滿足柔性接頭寬溫域的使用條件，硅橡膠彈性材料是柔性接頭的首選。以柔性接頭，尤其是小型柔性接頭為基礎的柔性噴管技術的進步和廣泛應用，對柔性接頭的彈性比力矩要求越來越小，這就導致了柔性接頭用硅橡膠材料要有更低的硬度。目前，柔性接頭用硅橡膠材料的邵氏硬度一般在35度，如李勝華[1]等(李勝華,何永祝,張勁松,等.柔性接頭用低模量硅橡膠配方及界面粘接技術研究)研制的柔性接頭用硅橡膠，已不能滿足小型柔性接頭對硅橡膠低硬度的技術要求。一些室溫硫化硅橡膠材料、密封用的硅橡膠膩子等橡膠材料的邵氏硬度低于25度，有的甚至只有十幾度，但其力學拉伸強度只有1MPa～2MPa，或者是低于1MPa。隨著硅橡膠硬度的下降，尤其是低于邵氏硬度25度時，其力學性能下降較多而無法使用或使用壽命很短，這是很不經濟的。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對柔性接頭，尤其是小型柔性接頭用低硬度硅橡膠而研制的一種柔性接頭用硅橡膠材料及其制備方法。本專利技術是通過以下技術措施來實現的：硅橡膠材料由苯基硅橡膠、乙基硅橡膠、白炭黑、結構控制劑、低模量添加劑、助交聯劑、著色劑和過氧化物交聯引發劑混合而成，各組分的配比如下：苯基硅橡膠100份，其中，苯基含量為3％-30％，乙烯基含量為0.05％-0.5％，分子量為40-100萬；乙基硅橡膠15～30份，其中，乙基含量為5％-30％，乙烯基含量為0.05％-0.5％，分子量為40-100萬；白炭黑20～50份結構控制劑5～10份低模量添加劑3～10份，該低模量添加劑為長鏈烷基硅油，分子結構如下：其中：n＝5-15；m＝5-15助交聯劑2～6份，助交聯劑為多乙烯基硅油，乙烯基含量5％-10％；著色劑0.2～5份過氧化物交聯引發劑0.6～2份。所述的白炭黑為比表面積大于100m2/g的氣相法白炭黑。所述的結構控制劑為六甲基環三硅氮烷、六甲基二硅氮烷或羥基硅油。所述的著色劑為氧化鐵、鈦白粉、鉻綠或炭黑。所述的過氧化物交聯引發劑為:2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷、過氧化二異丙苯、雙叔丁過氧異丙基苯。制備權利要求1所述的柔性接頭用硅橡膠材料方法如下：(1)膠料的混煉：按配比稱取苯基硅橡膠、乙基硅橡膠、白炭黑、結構控制劑、低模量添加劑、助交聯劑、著色劑和過氧化物交聯引發劑，在兩輥煉膠機或捏合機上混煉均勻，制成柔性接頭用低硬度高強度硅橡膠膠料，出片待用；(2)膠料的硫化成型：將柔性接頭用低硬度高強度硅橡膠膠料放入模腔中，在平板硫化機上進行一段硫化，硫化溫度160～180℃；或利用擠出機擠出成型，該成型模設置有帶電加熱裝置，其溫度控制在100～500℃；然后將一段硫化后的制品在電熱鼓風干燥箱中進行200℃二段硫化即可；其成型的橡膠材料形狀根據需要制成。膠料的混煉在雙輥煉膠機上進行或在捏合機中進行。本專利技術具有的優點和有益效果，本專利技術利用長鏈烷基硅油作為低模量添加劑，有效地降低硅橡膠材料的硬度，通過助交聯劑來改善硅橡膠材料的力學強度，使研制的硅橡膠材料在硬度降低的同時仍保持了原有的力學強度。本專利技術以苯基硅橡膠為基膠，其中，苯基含量為3％-30％，乙烯基含量為0.05％-0.5％，分子量為40-100萬，滿足小型柔性接頭用硅橡膠材料對力學性能的要求。利用乙基硅橡膠15～30份，其中，乙基含量為5％-30％，乙烯基含量為0.05％-0.5％，分子量為40-100萬，改善苯基硅橡膠的高低溫性能，保持橡膠材料在-40℃～+60℃溫度范圍的性能穩定。1、選擇長鏈烷基硅油來降低硅橡膠的硬度，長鏈烷基硅油添加量少，價格低廉，經濟性好；2、該低硬度高強度硅橡膠材料，在-40℃～+60℃溫度范圍內能保持較低的硬度；3、控制各組分的配比達到低硬度和力學性能的平衡，實現了硅橡膠在小于25度硬度的情況下，拉伸強度大于6.5MPa。該材料經熱硫化成型后硬度小于25度，強度大于6.5MPa，制備方法簡單，成本較低，經濟性好。具體實施方式以下將結合實施例對本專利技術技術方案進一步地詳述：一種添加低模量添加劑的柔性接頭用低硬度高強度硅橡膠材料，其特征在于它是由苯基硅橡膠、乙基硅橡膠、白炭黑、結構控制劑、低模量添加劑、助交聯劑、著色劑和過氧化物交聯引發劑混合而成。各組分的配比如下：所述的苯基硅橡膠的苯基含量為3％-30％，乙烯基含量為0.05％-0.5％，分子量為40-100萬。所述的乙基硅橡膠的乙基含量為5％-30％，乙烯基含量為0.05％-0.5％，分子量為40-100萬。所述的白炭黑為比表面積大于100m2/g的氣相法白炭黑。所述的低模量添加劑，該低模量添加劑為長鏈烷基硅油，分子結構如下：其中：n＝5-15；m＝5-15所述的結構控制劑為六甲基環三硅氮烷、六甲基二硅氮烷、羥基硅油。所述的助交聯劑為多乙烯基硅油，乙烯基含量5％-10％。所述的著色劑為氧化鐵、鈦白粉、鉻綠、炭黑等。所述的過氧化物交聯引發劑為:2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷(雙二五)、過氧化二異丙苯(DCP)、雙叔丁過氧異丙基苯(BIPB)。所述的柔性接頭用低硬度高強度硅橡膠的制備方法，其特征在于其制備的方式如下：(1)膠料的混煉：按配比稱取苯基硅橡膠、乙基硅橡膠、白炭黑、結構控制劑、低模量添加劑、助交聯劑、著色劑和過氧化物交聯引發劑，在兩輥煉膠機或捏合機上混煉均勻，制成柔性接頭用低硬度高強度硅橡膠膠料，出片待用；(2)膠料的硫化成型：將柔性接頭用低硬度高強度硅橡膠膠料放入模腔中，在平板硫化機上進行一段硫化，硫化溫度160～180℃；或利用擠出機通過特制的成型模擠出成型，該成型模設置有帶電加熱裝置，其溫度控制在100～500℃。然后將一段硫化后的制品在電熱鼓風干燥箱中進行200℃本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種柔性接頭用硅橡膠材料，其特征在于，硅橡膠材料由苯基硅橡膠、乙基硅橡膠、白炭黑、結構控制劑、低模量添加劑、助交聯劑、著色劑和過氧化物交聯引發劑混合而成，各組分的配比如下：苯基硅橡膠?100份，其中，苯基含量為3％?30％，乙烯基含量為0.05％?0.5％，分子量為40?100萬；乙基硅橡膠?15～30份，其中，乙基含量為5％?30％，乙烯基含量為0.05％?0.5％，分子量為40?100萬；白炭黑???????20～50份結構控制劑???5～10份低模量添加劑?3～10份，該低模量添加劑為長鏈烷基硅油，分子結構如下：其中：n＝5?15；m＝5?15助交聯劑?2～6份，助交聯劑為多乙烯基硅油，乙烯基含量5％?10％；著色劑??0.2～5份過氧化物交聯引發劑?0.6～2份。

【技術特征摘要】
1.一種柔性接頭用硅橡膠材料，其特征在于，硅橡膠材料由苯基硅橡膠、
乙基硅橡膠、白炭黑、結構控制劑、低模量添加劑、助交聯劑、著色劑和過氧化物
交聯引發劑混合而成，各組分的配比如下：
苯基硅橡膠100份，其中，苯基含量為3％-30％，乙烯基含量為0.05％-0.5％，分
子量為40-100萬；
乙基硅橡膠15～30份，其中，乙基含量為5％-30％，乙烯基含量為0.05％-0.5％，
分子量為40-100萬；
白炭黑20～50份
結構控制劑5～10份
低模量添加劑3～10份，該低模量添加劑為長鏈烷基硅油，分子結構如下：
其中：n＝5-15；m＝5-15
助交聯劑2～6份，助交聯劑為多乙烯基硅油，乙烯基含量5％-10％；
著色劑0.2～5份
過氧化物交聯引發劑0.6～2份。
2.如權利要求1所述的一種柔性接頭用硅橡膠材料及其制備方法，其特征
在于，所述的白炭黑為比表面積大于100m2/g的氣相法白炭黑。
3.如權利要求1所述的一種柔性接頭用硅橡膠材料及其制備方法，其特征
在于，所述的結構控制劑為六甲基環三硅氮烷、六甲基二硅氮烷或羥基硅油。
4.如權利要求1所述的一種柔性接頭用硅橡...

【專利技術屬性】
技術研發人員：涂春潮，黃艷華，王珊，郝敏，任玉柱，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司北京航空材料研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11