[发明专利]一种耐高温耐辐照密封橡胶及其制备方法

说明书

本案涉及一种耐高温耐辐照密封橡胶及其制备方法，以苯基硅橡胶为橡胶基体，氧化铈为热稳定剂，甲基丙烯酸铅作为功能填料，二苯基硅二醇、白炭黑、六甲基二硅氮烷、KH550、二苯基二甲氧基硅烷和DCP等助剂作为橡胶配方，经过密炼，高温处理、硫化和二段硫化制得最终成品。甲基丙烯酸铅既可以作为辅助交联剂，与苯基硅橡胶发生交联反应提高橡胶的耐热性，又可作为屏蔽辐射的功能填料，通过光电效应减少射线对材料的辐射损伤，从而延长其使用寿命，起到耐辐射的作用；本发明操作简单，制得的耐高温耐辐射橡胶综合性能优异，可长期在核工业中作为耐辐照密封圈使用。

技术领域

本发明涉及橡胶制备技术领域，具体涉及一种耐高温那辐照密封橡胶及其制备方法。

背景技术

硅橡胶(甲基乙烯基硅橡胶)是以Si-O-Si链节为主链，以有机基团为侧链的线性聚合物，是一种典型的半有机半无机聚合物，既具有有机高分子材料的易加工性，又具有无机高分子的耐热性。由于硅橡胶主链结构的特殊性，Si-O之间较大的键能使其不易被高温破坏，苯基的引入使硅橡胶耐高温性能进一步增强。因此苯基硅橡胶经常被用作耐烧蚀、耐热老化或耐辐射部位的密封圈、垫、管材和棒材等。但在核工业领域的某些极端工况下，要求橡胶材料具有耐高低温性能、耐辐照性能等，传统的甲基乙烯基硅橡胶不能满足需求。

现有技术生产的苯基硅橡胶对其耐热和耐辐照的改性主要是为了提高其在航天、化工、电力和核工业等领域的使用寿命，在实际使用工况下，为了提高橡胶的耐热性能，一般会通过添加热稳定剂对其进行改性，关于硅橡胶的改性，申请人詹学贵曾报道过，利用不同金属氧化物作为热稳定剂，成功制备出耐高温的硅橡胶，材料在350℃下具有较好的耐高温特性；申请人许其军针对添加金属氧化物的硅橡胶制备中存在的问题，解决了CeO₂与硅橡胶相容性差，成功制备出供一种耐高温硅橡胶密封圈。虽然对硅橡胶热改性的研究较多，但对其进行耐辐照改性却少有报道，且目前没有一种橡胶可完全满足高温高辐照剂量的工况环境使用，因此研究一种耐高温同时耐辐射的材料迫在眉睫。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明选用苯基硅橡胶作为基体，此橡胶本身具有良好的耐高温耐辐射性能，通过加入氧化铈(CeO₂)作为热稳定剂，并选用甲基丙烯酸铅(Pb(MAA)₂)作为耐辐射助剂，采用共混的方式制备出一种新型的耐高温防辐射橡胶，极大限度的延长了橡胶在高温辐射环境下的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种耐高温耐辐照密封橡胶的制备方法，包括如下步骤：

1)密炼机密炼：

设置密炼温度为120±1℃，转速30±3r/min，将苯基硅橡胶放入，密炼2min；然后分批加入氧化铈、二苯基硅二醇、甲基丙烯酸铅，密炼5min；

将滴有二苯基二甲氧基硅烷、KH550和六甲基二硅氮烷滴的白炭黑全部加入密炼机，密炼5min，取出混炼胶；

2)高温处理：

将混炼胶放入开炼机出片，放入烘箱150±1℃处理1h；

3)硫化：

将步骤2)处理后的混炼胶剪成块状重新放入密炼机，加入硫化剂DCP在60±1℃密炼5min；密炼结束后放置24h后进行硫化；然后将混炼胶在平板硫化仪上进行一段硫化，硫化温度为175±1℃，硫化时间15min；

4)二段硫化：

将一段硫化完的成品进行二段硫化，硫化条件为阶段升温，0-100℃硫化1h，100-150℃硫化1h，150-200℃硫化4h，得到最终成片，即耐高温耐辐照密封橡胶。