[发明专利]一种碳酸钙增强硅橡胶复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种碳酸钙增强硅橡胶复合材料及制备方法，包括如下重量份数的原料：α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷100份、甲基乙烯基硅橡胶10‑30份、改性碳酸钙30‑60份、芳纶纤维5‑10份、白炭黑5‑15份、交联剂4‑8份、稳定剂1‑3份、偶联剂2‑4份、催化剂0.1‑1份、加工助剂3‑6份和抗氧化剂0.5‑1.5份。本发明采用独特的原料配方及各组分的协调作用，制备的硅橡胶复合材料具有高强度、高韧性、抗冲击性能强、耐高低温、稳定性好、耐老化、阻燃性等优点，其加工工艺简单、成本较为低廉，市场前景广阔。

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，具体是一种碳酸钙增强硅橡胶复合材料及制备方法。

背景技术

硅橡胶具有优异的耐高低温性能、耐候性、电绝缘性能，广泛的应用于建筑行业、电子行业、模具、汽车、船舶及航空等领域。特别是在汽车领域，在发动机油底壳、变速箱、车桥等平面密封处取代密封垫发挥着重要的作用。众所周知，绝大多数橡胶若不经补强，则其综合性能无法达到应用目的。为了提高橡胶的拉伸强度，撕裂强度和耐磨耗性等性能，改善加工工艺，降低成本，通常会在橡胶中加入增强填料。

碳酸钙是一种重要的无机作为增强填充剂，被广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、医药等领域。但由于碳酸钙粒子粒径越小，表面上的原子数越多，则表面能越高，吸附作用越强，各个粒子间相互团聚；其次是碳酸钙作为一种无机填料，粒子表面亲水疏油，与橡胶的亲和性差、易形成聚集体，造成高聚物内部缺陷、力学性能变差。为了提高碳酸钙的填充性能，必须采用有效的工艺及表面改性方法对其碳酸钙进行表面改性。目前对碳酸钙改性的方法中，主要选用的表面处理剂通常为脂肪酸或其盐，虽然体系的分散性和加工流动性有所改善，但由于橡胶很难与碳酸钙填料有效结合，导致基体与填料的界面粘结力差，从而造成橡胶材料的增强补韧效果不高。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明目的在于提供一种高强度、高韧性、耐高低温、抗冲击性强、阻燃性好、耐腐蚀、拉伸强度及断裂伸长率高的硅橡胶复合材料及制备方法。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种碳酸钙增强硅橡胶复合材料，包括如下重量份数的原料：α,ω- 二羟基聚二甲基硅氧烷100份、甲基乙烯基硅橡胶10-30份、改性碳酸钙30-60份、芳纶纤维5-10份、白炭黑5-15份、交联剂4-8份、稳定剂1-3份、偶联剂2-4份、催化剂0.1-1份、加工助剂3-6份和抗氧化剂0.5-1.5份。

所述改性碳酸钙是将碳酸钙先经过蓖麻油酸丁酯硫酸钠和聚硅氧烷基琥珀酸酰胺磺酸钠进行一次表面改性，再用四甲基铵基笼形聚倍半硅氧烷和植酸进行二次改性处理。

所述改性碳酸钙的是通过如下工序改性：

（1）将石灰石加入破碎机进行破碎，粉碎至粒径≥20目，得碳酸钙粗粉；

（2）将碳酸钙粗粉加入研磨机，再加入蓖麻油酸丁酯硫酸钠和聚硅氧烷基琥珀酸酰胺磺酸钠组成的表面改性剂，所述表面处理剂的加入量为石灰石重量的2-4%，研磨，得粒径为100-250目的碳酸钙细粉；

（3）将碳酸钙细粉加入搅拌机，再加入四甲基铵基笼形聚倍半硅氧烷和植酸组成的二次改性剂加入搅拌机，二次改性剂的加入量为石灰石重量的1-3%，高速搅拌混合均匀，得改性碳酸钙；

（4）将改性碳酸钙干燥，研磨至400-800目，过筛，得硅橡胶专用的改性碳酸钙。

所述表面改性剂中蓖麻油酸丁酯硫酸钠和聚硅氧烷基琥珀酸酰胺磺酸钠的重量比为2-4:1；所述四甲基铵基笼形聚倍半硅氧烷和植酸的重量比为1-3:1。