[发明专利]一种紫外光辐射交联硅橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交联硅橡胶及其制备方法。

背景技术

硅橡胶由于具有优良的耐热性、耐寒性、耐环境性、电气绝缘性、低压缩永久变形性及耐疲劳性等诸多方面的性能，目前已广泛用于电子、电器、汽车、机械制造、化工、食品、日用品、医疗卫生等领域。

目前，硅橡胶的交联方法主要有两种：化学交联法和高能辐射法。硅橡胶的化学交联法按硫化方式主要分为高温硫化和室温硫化两大类，其中高温硫化根据硫化剂的不同，分为过氧化物型和加成型，相应的硫化机理为自由基硫化和加成硫化。前者主要是通过高温下过氧化物分解产生自由基引发交联，自硅橡胶商业化以来，大多数硅橡胶制品的成型加工都是采用过氧化物引发的方式进行硫化(交联)，过氧化物硫化的工艺成熟，几乎可以满足所有热硫化硅橡胶制品生产的需要，但过氧化物硫化剂分解时产生某些有害有毒物质，常常需要进行二段硫化，同时对于浅色或透明制品在硫化后会变色。70年代起，加成型硫化体系开始在硅橡胶中得到应用，其反应机理是在第VIII族过渡金属，如Pt、Pd、Ni、Co等催化剂存在下进行硅氢化反应，该硫化(交联)过程中没有小分子析出，硫化过程本身不产生任何副产物；催化剂用量低，硫化制品对人体安全；可以进行常压高温硫化以及深度硫化。但该体系中如铂催化剂极易与体系中N、P、S等有机物或Sn、Pb、Hg、Bi、As等重金属离子化合物以及含炔基等不饱和键的有机化合物反应中毒而失去活性。很多研究人员针对催化剂易失活问题进行了大量的研究和报道，如对铂催化剂进行微胶囊化、制备铂-抑制剂配合物等，但效果均不甚理想。

在Masoud Frounchi和Susan Dadbin的《Comparison between electron-beam and chemical crosslinking of silicone rubber》(Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 243(2006)354-358)一文阐述了在不需要化学助剂条件下，硅橡胶能够很好的被电子束辐射交联，交联后的硅橡胶性能也优于化学交联。而且高能辐射可以在室温条件下进行交联反应，交联均匀性好，控制方便。但高能辐射交联的交联设备投资高、操作维护复杂、防护要求苛刻，产品成本高，很高的能量也会导致对材料的结构，导致性能的恶化等这些问题也变得尤为明显。紫外光交联是继高能射线交联和化学交联之后新近发展的一种交联方法，近几年已成功地应用于光交联电线电缆的工业生产中。与高能射线和化学交联方法相比，紫外光交联法具有许多独特的优点：工艺设备简单，投资少；易于操作，安全防护要去不苛刻，维护方便；节能环保，对环境无污染；并且紫外光辐照对材料的损伤小，产品的机械性能和电学性能优良；产品成本低等。

在中国专利申请号200910126729.2描述了一种以聚有机硅氧烷、丙烯酸酯化硅油和包含二芳基酮基团的光引发剂的组合物进行光交联，得到的交联产物具有良好的机械性能。但该组合物仅适用于电缆或光缆的介电绝缘层，并需要外部包覆一层保护套。且该光交联组合物需要经过反复的多次辐照才达到满意的交联度，这样不仅增加了生产时间也使工艺变得复杂。普通的硅橡胶分子间的引力非常低，生胶直接硫化后的弹性体拉伸强度不超过0.14MPa，不进行补强就没有使用价值。所以硅橡胶需要加入无机填料进行补强后才能满足实际生产要求。

近年来，申请人发明了一种新颖的紫外光交联法(中国发明专利公开号：CN 1218963和CN 1919571)，并已投入了交联电线电缆材料的产业化生产。该项新技术具有独特的优势：所需交联设备投资低、工艺简单、操作维护方便，节能环保、生产效率高、产品的成本低，耐高温特性和力学性能优良，同时由于采用紫外光作为辐照源，可适用于制造不同尺寸的光交联产品。

发明内容

本发明要解决现有的制备交联硅橡胶的化学交联法存在化学交联法存在能量消耗大、生产效率低；高能辐射交联法存在设备投资高、操作维护复杂、防护要求苛刻、产品成本高以及所制得的交联硅橡胶性能较差的问题，而提供一种紫外光辐射交联硅橡胶及其制备方法。

本发明紫外光辐射交联硅橡胶，其特征在于紫外光辐射交联硅橡胶按重量份数由100份硅橡胶、10～150份无机填料、0.1～5.0份自由基光引发剂、0.1～5.0份阳离子型光引发剂、0.1～5.0份多官能团交联剂、0.1～5.0份交联促进剂和1～5份硅烷偶联剂制成。

上述紫外光辐射交联硅橡胶的制备方法按以下步骤进行：