[发明专利]一种有机改性MMT及用于高温硫化硅橡胶的交联方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶材料领域，涉及到一种有机改性MMT及用于高温硫化硅橡胶的交联方法。

背景技术

硅橡胶(Silicone Rubber，SR)是特种合成橡胶中最重要的品种之一，它是主链为交替排列的Si、O原子，侧基为有机基的硅氧烷链状聚合物，可以通过交联成为橡胶状弹性体。SR具有优异的耐热性、耐寒性、绝缘性能、高透气性以及生理惰性，为其他的有机高分子材料所不可比拟和替代，自从1944年由美国GE公司首先成功合成甲基SR以来，SR的研究与应用得到了深入的发展，在航空航天、轻工、化工、纺织、机械、农业、交通运输、医疗卫生等领域得到广泛的应用。SR按硫化方式主要分为高温硫化和室温硫化两大类。高温硫化SR根据硫化剂不同，分为过氧化型和加成型，相应的硫化机理为自由基型硫化和硅氢加成型硫化。

二维层状硅酸盐蒙脱土(Montnorillnite，MMT)又称微晶高岭土。适宜的离子交换容量、较大的外表面积和比表面积及低廉的价格，使得MMT成为制备纳米复合材料的首选矿物。近年来，关于MMT/SR复合材料的研究重点主要集中于MMT预处理和混炼方法，使得SR分子链能够插入MMT层间，从而制备出MMT/SR插层复合材料。相关专利CN 1730560A、专利CN 1802417A和专利CN 1163288A均制备出了插层型的MMT/室温硫化SR复合材料，其方法和流程仅限于室温硫化SR，对于高温硫化体系却不太适用。

对于高温硫化SR，专利CN 101050317A通过先制备超支化有机MMT再与SR复合来制备MMT/高温硫化SR复合材料。专利CN 1908068A中将Na-MMT用硅烷偶联剂改性，采用二异氰酸酯与液体SR原位插层技术制成纳米MMT，再与SR复合制备高温硫化SR材料。赖亮庆等用熔融混炼法制备了MMT/SR纳米复合材料。以上对于MMT/高温硫化SR的研究，目的大都在于如何制备插层复合材料，对于MMT对SR交联程度的影响并未提及。SR现有的交联体系往往需要在SR中加入硫化剂，对于应用于生物医用材料的SR来说，先决条件就是要保证材料无毒，且生物相容性好。SR基体具备作为生物材料的要求，但传统硫化方式会在SR基体中残余有硫化剂，而这些硫化剂大都有毒性。现在生物医用SR一股采用的是辐射交联，但辐射交联耗能较高，不易大规模生产，与当今“低碳”“资源节约型社会”的理念相悖。因此研究一种在生物医用领域更加适用的、无毒、简单易行的SR交联方法是具有积极意义的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供简单易行，生物相容性良好的一种有机改性MMT及用于高温硫化硅橡胶的交联方法SR的交联方法。

一种有机改性MMT的制备方法如下：

配制4～6wt％浓度的Na-MMT悬浮液，超声分散；将分散好的MMT悬浮液倒入容器中，搅拌，升温至75～85℃；将3～7wt％的双十八烷基二甲基氯化铵(D1821)溶液，用盐酸调节pH值至3～4，然后滴入到MMT悬浮液中，高速搅拌(800～1000r/min)0.5～1.5h；将处理后的MMT悬浮液抽滤，反复水洗至AgNO₃检验无Cl^-，在50～70℃条件下真空干燥至恒重，得到改性的MMT。D1821与Na-MMT之间的质量比为0.8～1.0∶1

本发明一种高温硫化SR的交联方法包括如下步骤：

(1)将1～5重量份有机改性蒙脱土和100重量份硅橡胶生胶在120～180℃下，混炼至粘性流动状态；

(2)室温状态下加入0.5重量份2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷，混炼均匀后获得胶片；

(3)将胶片混炼胶装入模具，温度160～200℃，压力10MPa的条件下硫化成型，冷却后得到硫化胶片；将硫化胶片置于190～210℃环境下3～5h；然后自然降温到室温。

所述的SR是甲基乙烯基SR。

本发明得到的一种高温硫化SR的交联方法采用以下方式进行评价：

一、MMT层间化学环境调控效果的表征

本发明中所处理的MMT以及对比例中的MMT的红外谱图如图1所示。

二、MMT/SR复合材料中MMT的存在状态的表征

本发明中MMT和熔融混炼MMT/SR复合材料的X射线衍射谱图如图2所示。

三、熔融混炼MMT/SR复合材料交联程度的计算