[发明专利]一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法。本发明的轻质可瓷化硅橡胶的组成组分包括甲基乙烯基硅橡胶、气相法白炭黑、氧化硼、铂化合物、含氮硅烷、羟基硅油、含氢硅油和硫化剂，其制备方法包括以下步骤：1)将甲基乙烯基硅橡胶、气相法白炭黑、含氮硅烷、羟基硅油和含氢硅油混炼制成硅橡胶基础胶；2)将硅橡胶基础胶、氧化硼、铂化合物和硫化剂混炼后进行硫化，即得轻质可瓷化硅橡胶。本发明的可瓷化硅橡胶的密度低，在常温下具有优异的力学性能，在高温下能够转变成坚硬致密的陶瓷体，瓷化性能优异，且其制备方法简单、原材料易得，便于进行大规模生产。

技术领域

本发明涉及硅橡胶技术领域，具体涉及一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法。

背景技术

可瓷化硅橡胶是一种在常温下可以保持良好的电绝缘、耐高低温和耐候等性能，在高温下又能够转变成坚硬致密陶瓷体的硅橡胶，其可以有效提高硅橡胶在高温环境下的使用安全性，在建筑工程、航空航天和电子电气等领域具有重要应用。

传统的可瓷化硅橡胶主要由硅橡胶基体、补强填料、成瓷填料(例如：云母、硅灰石、碳酸钙和高岭土等)、低熔点助熔剂(例如：低熔点玻璃粉和硼酸盐等)和其他添加剂组成。成瓷填料和低熔点助熔剂是传统可瓷化硅橡胶中必不可少的成分，它们的作用是赋予硅橡胶瓷化性能。然而，传统可瓷化硅橡胶中往往需要添加大量的成瓷填料和低熔点助熔剂(≥45wt％)才具有较好的瓷化性能，这会严重劣化硅橡胶的力学性能和加工性能。此外，成瓷填料和低熔点助熔剂的大量添加还会大大增加硅橡胶的密度，无法满足当前对于材料轻量化的要求。

CN 106349698 A公开了一种陶瓷化防火耐火硅橡胶，在硅橡胶中最高添加有60质量份的瓷化粉和70质量份的二氧化硅，制备的硅橡胶具有较好的瓷化性能和防火耐火性能，但密度高达1.429g/cm³，而拉断伸长率和撕裂强度仅为226％和15.60kN/m。

CN 110922765 A公开了一种柔性耐热可陶瓷化硅橡胶复合材料，在硅橡胶中最高添加有50质量份硼化钛粉末和40质量份的助熔剂，制备的硅橡胶具有较好的瓷化性能和耐热性能，但密度高达1.310g/cm³，而拉伸强度和拉断伸长率仅为4.2MPa和225％。

Li等在硅橡胶中添加20质量份氢氧化铝作为成瓷填料，30质量份硼酸锌、30质量份熔点600℃的玻璃粉和60质量份熔点800℃的玻璃粉作为助熔剂，制备的硅橡胶具有较好的瓷化性能，但拉伸强度低于3MPa，拉断伸长率低于325％(Study of flame-retardedsilicone rubber with ceramifiable property,Fire and Materials,2020,44(4):487-496)。

综上可知，现有的可瓷化硅橡胶虽然具备较好的瓷化性能，但均存在明显的缺陷，尚难以完全满足实际应用需求，亟需开发一种兼具优异瓷化性能、优异力学性能和轻量化特点的硅橡胶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质可瓷化硅橡胶及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种轻质可瓷化硅橡胶，其包括以下质量份的组分：

甲基乙烯基硅橡胶：100份；

气相法白炭黑：30份～50份；

氧化硼：0.3份～0.8份；

铂化合物：15ppm～25ppm，按照铂在甲基乙烯基硅橡胶中的质量浓度计；

含氮硅烷：1.5份～3.0份；

羟基硅油：5份～9份；

含氢硅油：0.5份～0.9份；

硫化剂：1.5份～2.5份。