[发明专利]一种室温固化耐高温的有机硅橡胶材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种室温固化耐高温的有机硅橡胶材料及其制备方法和应用，该橡胶材料具有低成本、室温固化、耐高温、良好的工艺性能、拉伸性能和粘接性能。所述的室温固化耐350℃高温有机硅橡胶材料由双组份组成，其中A组份为基础胶料，主要包括：含不同官能团的羟基封端的聚硅氧烷为基础胶，使用一定量处理剂预处理后的沉淀法白炭黑、任选地一定数量的硅树脂，并配合一定的耐高温添加剂；B组份为聚硅氮烷室温固化剂匹配一定量的催化剂组成。所述的室温固化耐350℃高温有机硅基体材料施工工艺简便，是制备弹性粘接密封材料、弹性热防护涂层的理想基体材料。

技术领域

本发明涉及一种室温固化耐350℃高温的有机硅橡胶材料及其制备方法和应用，属于耐高温弹性材料及其制备技术领域。

背景技术

有机硅橡胶材料因其具有良好的耐热性、耐寒性、耐候性、耐老化等特性而被广泛的用作耐250℃高温的弹性材料基体，而随着国民经济的发展，对耐更高温度的有机硅橡胶材料提出了迫切需求，这就需要对有机硅橡胶材料进行改性。有机硅橡胶材料在高温下的降解失效机理及其复杂，与其所用的有机硅氧烷分子结构、补强填料结构及表面特性、耐高温填料结构和各种助剂的结构都有关系。因此，如何提高有机硅材料的耐高温性能是一项需要系统开展的研究工作。

另外，材料的低成本化是其发展的一大趋势，在有机硅橡胶材料中需使用大量的白炭黑作为补强填料，而在作为耐高温材料使用时，一般选用成本较高的气相法白炭黑，而成本低的沉淀法白炭黑因其结构特性导致耐温性能差。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种室温固化耐高温有机硅橡胶材料以及制备方法和应用，所述有机硅橡胶材料中针对有机硅橡胶的分子结构进行改性，使其在高温下易与耐高温填料发生作用，形成保持一定力学性能的块体，而不是粉化，减少对力学性能影响巨大的成炭剂的使用；添加有低成本的沉淀法白炭黑作为补强填料；同时加入聚硅氮烷助剂，可以实现所述有机硅橡胶材料在室温的固化，有效抑制有机硅橡胶分子链的降解，从而使其耐350℃高温，还具有良好的加工性能、拉伸性能和粘接性能，不仅如此，所述制备方法简单，适合作为弹性粘接密封材料、弹性热防护涂层的有机硅橡胶基体材料，应用广泛。

本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种室温固化耐高温有机硅橡胶材料，所述橡胶材料包括基础胶料A组份、交联固化剂B组份，其中A组份包括：基础胶、白炭黑、耐高温添加剂，所述基础胶为羟基封端的聚硅氧烷；B组份包括聚硅氮烷、催化剂；

所述羟基封端的聚硅氧烷具有如下结构：

其中，R₁和R₂相同或不同，彼此独立地选自甲基、乙基、苯基、乙烯基、腈基、三氟丙基、腈丙基，且不同时选自甲基；x和y为0～1000之间的整数，且不同时为0。

优选地，x和y为20～700之间的整数。

优选地，所述聚硅氧烷的分子量在1000～100000，优选分子量在2000～60000。

根据本发明，所述A组份中，羟基封端的聚硅氧烷可以是单一的聚硅氧烷，也可以是两种或两种以上不同结构、不同分子量的聚硅氧烷进行匹配使用，其中，分子量在1000～10000范围内的羟基封端的聚硅氧烷用量在60～100质量份，优选为70～90质量份、分子量在20000～100000范围内的羟基封端的聚硅氧烷的用量为40～0质量份，优选为30～10质量份。通过不同结构、不同分子量的聚硅氧烷的匹配，可以形成优化的交联网络，从而保障材料的力学性能。此外，通过在羟基封端的聚硅氧烷的分子结构中引入含碳的有机基团，为有机硅橡胶材料提供在高温下成块所需的“碳源”，从而大量减少成炭剂的使用，保障了有机硅橡胶材料的成型加工性能和高温力学性能。