[其他]高模量高强度硅橡胶的制造方法

说明书

本发明是一种制造硅橡胶的新方法，属特种橡胶制造工艺，本发明主要用了一种新合成的中间体七甲基三（乙烯硅）乙基环四硅氯烷（可由两种方法制得），和Ｄ４共聚合成了新型乙烯基硅橡胶生胶，其特点是含有“内集中交联剂”通过改变内集中交联剂的含量，筛选出最佳组成结构，并设计了加工成型配方和试验条件，从而获得了综合性能好的，高模高强度新型加成型硫化胶。

属于硅橡胶制造技术领域。

背景技术：一般硅橡胶的模量很低，韧性小，稍一受力便发生很大的形变，使其在应用上，特别是在动态情况下的应用受到很大的限制、可以通过在混炼胶中加入一些矿物纤维来提高橡胶的模量，但此法不可避免地要降低橡胶的其他性能。u、s、p、4.052，357所报导一种高模量橡胶就是通过添加高炉渣纤维来提高模量的，但它的综合性能很差，几乎没什么弹性，用途不广。European RubberJ、157（2）38（1975）：The Rubber Formulary 23773：《化工情报资料》NO22P，以及橡胶参考资料310（1982）等都报告了美国道康宁公司研制的Silastic4600高模量橡胶综合性能好，是公认的美国王牌胶。后来该公司只与日本东连公司合搞了一种HS4600胶，性能与Silastic4600相同。但是这两种胶的制法始终没有透露。

无论过氧化型高温硫化胶，还是加成型高温硫化胶，在硫化时其交联点都是不规则分布的，《特种合成橡胶》〔4〕58（1980）报告了一种高抗撕硅橡胶，由于加入了多乙烯基硅油在硫化时形成“集中交联”从而提高了抗撕强度，但模量不高。这是由于多乙烯基硅油是外加的，可看作是“外集中交联剂”，所形成的“集中交联”是不固定的，或者说是不规则的。

目的：为了在提高模量的同时又使橡胶的其它力学性能保持在较高的水平，本发明从分子设计入手，从根本上改变硅橡胶的分子结构，最后使其在硫化时产生规态的“集中交联”区，得到综合性能好的高模量橡胶。

内容：橡胶受外力时，分子链可通过化学键内旋转和链段运动改变构象来适应外力，用模量值加以体现，交联网络愈多这种运动愈困难，模量也就愈大，但交联密度加大，交联链段Mc就小，柔顺性就差。

本发明所设计的模型是在分子链支键上带上许多活性的乙烯基，使其交联时发生“拉簧式”的集中交联，既不使MC变小，又产生规态的集中交联，在提高模量的同时，又能分散外来的集中应力，提高了强度。见附图

本发明的模型通过下列合成步骤实现：

（1）先合成带多乙烯基侧链的中间体

（2）共聚反应制备生胶

（3）生胶硫化时交联反应见前，其加工成型配方如下：

a）生胶100份，分子量40-60万，含乙烯基0.13-0.75%。

b）气相二氧化硅，比表面175-300米²/克40-60份。

c）结构控制剂：八甲基环四氮烷或六甲基环三氮烷（或二者混合物）6-12份。

d）含氢硅油，含氢量1.3-1.4%，加入量使Si-H与Si-CH＝CH₂之比为1.2-3.2

e）催化剂0.1N H₂Pt Ci₆6H₂O的异丙醇液，加入量是10-30PPM（含Pt量计）

成型温度120-160℃压力30-50公斤/〔厘米〕²

时间10-30分钟。

硅橡胶生胶分子链上的支链（多乙烯基硅基），就是“内集中交联剂”它的含量多少决定着模量的大小图1，也决定着抗张和抗撕强度的变化，在此，模量和抗撕还有矛盾，即模量过高抗撕强度会下降，乙烯基含量以0.2-0.45为宜，图2由附图3不仅可找出最佳条件还可根据应用要求突出某一项指标。乙烯基的含量还决定了橡胶的硬度和伸长率图3。一般要求硬度达60-70度为好，伸长率在300%以上为合格。