[发明专利]具有耐辐照性能的加成型热硫化硅橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热硫化硅橡胶，尤其涉及一种具有耐辐照性能的高强度加成型热硫化硅橡胶及其制备方法，属于橡胶制作技术领域。 

背景技术

现有的橡胶受到高能辐照的作用会使橡胶大分子产生断链或交联反应等一系列结构上的变化，其变化形式的增多和变化程度的加快，会进一步导致各种老化现象发生，从而失效。近来随着各大飞机制造公司大力发展军民用飞机，对适合高空环境的橡胶制品和橡胶零件的需求量增大，而现有的橡胶制作技术已不能满足人们对具有耐辐照性能橡胶的需要。 

硅橡胶是重要的橡胶产品之一，它具有许多独特而优异的性能，如耐高低温、耐紫外、耐辐照、耐候、电绝缘、高透气性、生理惰性等，因此，硅橡胶在航空航天、电子电器、轻工、机械、建筑、化工、医学、日用品等方面得到了广泛的应用。但是，它们也如同普通橡胶一样在受到辐照的时候发生老化。因此，并不适合作为橡胶材料用在核工业或者需要接触强辐射的工业中。 

为了克服这样的缺点，使用自身具有耐辐照性能的甲基苯基聚硅氧烷来替代传统的自身不具有耐辐照性能的二甲基聚硅氧烷是种较好的选择。中国专利CN 1970636A与美国专利US 5196228A等均选用苯基硅橡胶为生胶制备具有耐辐照性能的橡胶。事实上，甲基苯基聚硅氧烷类橡胶提高了耐辐照性能。然而，它们不容易硫化，并且表现出明显的低回弹性与机械强度。美国专利US 3876605在此基础上加以改进，在甲基苯基聚硅氧烷主链上增加乙烯基基团，提高了该类橡胶的硫化性能和机械强度。但是以上各专利所述的橡胶含有大量的苯基，会在使用过程及产品废弃处理过程中形成“二次污染”，对环境造成潜在的危害。 

中国专利CN 100999598A选用铅化合物与γ射线吸收剂协同使用，提高了乙丙橡胶电缆料的耐γ强射线辐照性能、耐热性能。但是该类材料选用2，4-二羟基二苯甲酮为小分子量有机物质，在受热或低真空度情况下极容易挥发，从而降低该类材料的耐辐照性能。而且，该专利所述耐γ射线吸收剂与铅化合物均对环境存在着潜在危害。 

美国专利US 6608319 B2选用碳化钨、碳化硼作为γ射线的屏蔽材料，并在硫酸钡、金刚石和钯绒等物质的存在下制备了具有良好耐高辐照的室温硫化硅橡胶。该专利所述橡胶组份复杂，制备工艺繁琐。 

基于此，选择对环境不存在潜在危害的耐辐照剂并结合无毒无害的甲基聚硅氧烷，开发出一种有良好的耐辐照性能的高强度热硫化硅橡胶，具有较好的研究意义和应用前景。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有耐辐照性能的高强度加成型热硫化硅橡胶及其制备方法，从而适应航空航天、电子电气等领域对橡胶耐辐照性能的迫切需要，解决现有技术的不足。 

本发明所述具有耐辐照性能的加成型热硫化硅橡胶，由硅橡胶生胶、抗辐照剂、Pt 催化剂、气相法白炭黑、交联剂混合制成；其中，所述耐辐照热硫化硅橡胶的组分以重量份计为硅橡胶生胶100份、抗辐照剂10-60份、Pt催化剂0.5-2.0份、气相法白炭黑40-70份、交联剂1-4份；其特征在于：所述抗辐照剂为稀土氧化物。 

上述稀土氧化物进一步优选是氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化镱或氧化镥；或者是氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化镱或氧化镥之间任意重量比例的共混物。 

上述稀土氧化物最优选是氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕或氧化钆。 

上述的具有耐辐照性能的加成型热硫化硅橡胶，进一步优选的实施方式是：所述抗辐照剂稀土氧化物的组分用量以重量份计，是在硅橡胶生胶100份、Pt催化剂0.5份、气相法白炭黑60份、交联剂1份的组分中加入20份。 

其中：上述硅橡胶生胶优选甲基乙烯基硅橡胶，其乙烯基含量以重量计为0.01％-0.2％，分子量50万以上。 

上述Pt催化剂优选乙烯基硅氧烷-Pt的络合物。 

上述气相法白炭黑优选美国卡博特公司产的TS530。 

上述交联剂优选含氢硅油。 

本发明中的甲基乙烯基硅橡胶中的乙烯基含量过高，会导致过度硫化，硅橡胶的弹性降低；如果含量过低，则硅橡胶硫化效果差；所以其乙烯基含量应该在0.01％-0.2％。甲基乙烯基硅橡胶的分子量与橡胶的整体机械性能相关，分子量应该在50万以上。