一種耐高溫改性硅膠及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種硅膠材料，具體涉及一種可耐400 °C高溫的改性硅膠材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]硅膠是一種高活性吸附材料，屬于環保材料，本身為非結晶態物質，吸附性能好、熱穩定性好、化學性質穩定、有較強的機械強度等，且不溶于水等溶劑，無毒無味。
[0003]由于具有上述優異的性能，硅膠廣泛應用于建筑、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、食品、醫藥醫療及保健用品等領域。典型的應用于食品領域的例子有使用食品級的硅膠制作嬰兒用的奶嘴;典型的應用于保健用品領域的例子有使用硅膠制作硅膠坐墊，由于硅膠良好的彈性，帶來良好的緩震效果，使人坐在上面不會感到非常疲勞。
[0004]娃膠是由娃酸凝膠mSi02.ηΗ2θ適當脫水而成的顆粒大小不同的多孔物質。具有開放的多孔結構和很大的比表面，因此能吸附許多物質，是一種很好的干燥劑、吸附劑和催化劑載體，廣泛用于蒸氣的回收、VOC吸附、石油的精煉和催化劑的制備等方面。在對硅膠進行改性后其應用性能往往會有較大提高。如對其進行疏水改性后制備的疏水硅膠可用于變壓法油氣回收吸附劑，普通硅膠在進行表面改性后還能用作高效液相色譜填料，以多孔硅膠為基質制成的適宜應用的球形或無定形顆粒，經化學鍵合改性后，可制成不同分離模式的鍵合相，滿足不同的分離目的。
[0005]然而傳統加工方式的硅橡膠只能在180_200°C情況下長期使用，超過200°C時，硅橡膠就會硬度上升，龜裂失去彈性，無使用價值。但在某些特定條件下，對硅膠的耐高溫性能有很高的要求，現有技術中，生產的普通耐高溫硅膠不能長時間承受發動機密封部件200°(:以上的高溫和點火時產生的瞬時高溫，彈性恢復性不夠好，低溫下彈性下降，長時間使用易產生彈性疲勞，影響密封性能。
[0006]申請號為200810091446.4的專利〔I〕公開了一種汽車發動機、底盤用粘接密封材料，單組份耐高溫密封膠，其能耐260°C的高溫。申請號為201010560756.3的專利〔2〕公開了一種單組份耐高溫硅酮密封膠的制法，其能耐260°C的高溫。申請號為201010551795.7的專利〔3〕公開了一種耐高溫硅橡膠及其制法，其在300°C烤箱中烤四小時后，其拉伸強度由IlMPa下降到7 MPa，伸長率由628%下降到340%，撕裂強度由26KN.M下降到16KN.M，均有較大幅度的下降。申請號為201110348679.X的專利〔4〕公開了一種耐高溫硅橡膠的原料配方，采用甲基乙烯基硅橡膠為基膠，加入納米耐熱添加劑，使其能耐400°C以下的高溫。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于，針對現有技術的上述局限，提供一種可耐400度高溫的硅膠材料及其制備方法，采用本方法制成的硅膠，耐高溫性能好，可使用在多個行業。
[0008]為實現上述目的，本發明的技術方案為: 一種耐高溫改性硅膠材料，其按重量百分比由以下組分組成:甲基乙烯基硅橡膠:50-60%，碳化硅:5-7%，二氧化硅3-5%，鈦粉:2-10%，碳納米纖維:5-15%，羥基硅油:6_12%，聚甲基三乙氧基硅烷:5-20%，以上組分的重量百分含量之和為100%。
[0009]作為優選，所述改性硅膠材料按重量百分比由以下組分組成:甲基乙烯基硅橡膠:50%，碳化硅:6%，二氧化硅5%，鈦粉:8%，碳納米纖維:10%，羥基硅油:9%，聚甲基三乙氧基硅烷:12%。
[0010]如上述耐高溫改性硅膠材料的制備方法為:
(1)將甲基乙烯基硅橡膠、碳化硅、二氧化硅、鈦粉碳、碳納米纖維、羥基硅油、聚甲基三乙氧基硅烷加入到攪拌機內，抽真空，真空度0.1-0.2MPa，轉速30-50rpm下攪拌120-l80min;
(2)將步驟(I)中的混合物注入到預置的模具中，溫度130-170°C下進行混煉80-lOOmin，出模即得改性硅膠材料。
[00?1 ] 作為優選，步驟(I)中真空度為0.15MPa，轉速為40rpm下攪拌150min ；步驟(2)中溫度為150 °C，混煉時間為90min。
[0012]本申請所制備得到的改性硅膠材料的物化性質如下:改性硅膠為球型，粒度為160-600um，比表面積為400-600m2/g，平均孔徑為12-20nm，孔容為2-4cm3/g，堆密度為0.6-0.8g/mL0
[0013]本發明創造克服了現有技術的缺點，主要在甲基乙烯基硅橡膠原料中摻入了碳化硅、二氧化硅、鈦粉、碳納米纖維、羥基硅油和聚甲基三乙氧基硅烷，所加入的物質通過相互作用，最終作為一個整體起到了改性的功能，極大提高了硅膠的耐高溫性能，為硅膠的應用提供了極大的空間。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
按重量百分比分別取甲基乙烯基硅橡膠:50%，碳化硅:6%，二氧化硅5%，鈦粉:8%，碳納米纖維:10%，羥基硅油:9%，聚甲基三乙氧基硅烷:12%加入到攪拌機內，抽真空，真空度
0.15MPa，轉速40rpm下攪拌160min;將上述得到的混合物注入到預置的模具中，溫度160°C下進行混煉90min，出模即得改性娃膠材料;所述改性娃膠為球型，粒度為300um，比表面積為4m2/g，平均孔徑為15nm，孔容為3cm3/g，堆密度為0.7g/mL。
[0015]實施例2
按重量百分比分別取甲基乙烯基硅橡膠:55%，碳化硅:6%，二氧化硅4%，鈦粉:10%，碳納米纖維:5%，羥基硅油:10%，聚甲基三乙氧基硅烷:10%加入到攪拌機內，抽真空，真空度
0.18MPa，轉速40rpm下攪拌160min;將上述得到的混合物注入到預置的模具中，溫度150°C下進行混煉90min，出模即得改性娃膠材料;所述改性娃膠為球型，粒度為500um，比表面積為500m2/g，平均孔徑為13nm，孔容為2cm3/g，堆密度為0.6g/mL。
[0016]實施例3
按重量百分比分別取甲基乙烯基硅橡膠:60%，碳化硅:5%，二氧化硅5%，鈦粉:10%，碳納米纖維:5%，羥基硅油:8%，聚甲基三乙氧基硅烷:7%加入到攪拌機內，抽真空，真空度
0.16MPa，轉速50rpm下攪拌150min;將上述得到的混合物注入到預置的模具中，溫度140°C下進行混煉10min，出模即得改性娃膠材料;所述改性娃膠為球型，粒度為400um，比表面積為600m2/g，平均孔徑為16nm，孔容為2cm3/g，堆密度為0.8g/mL。
[0017]實施例4
按重量百分比分別取甲基乙烯基硅橡膠:56%，碳化硅:6%，二氧化硅3%，鈦粉:10%，碳納米纖維:5%，羥基硅油:10%，聚甲基三乙氧基硅烷:10%加入到攪拌機內，抽真空，真空度
0.16MPa，轉速50rpm下攪拌150min;將上述得到的混合物注入到預置的模具中，溫度140°C下進行混煉10min，出模即得改性娃膠材料;所述改性娃膠為球型，粒度為300um，比表面積為500m2/g，平均孔徑為12nm，孔容為4cm3/g，堆密度為0.8g/mL。
[0018]實施例5
一種耐高溫改性硅膠材料，其按重量百分比由以下組分組成:甲基乙烯基硅橡膠:57%，碳化硅:7%，二氧化硅4%，鈦粉:2%，碳納米纖維:10%，羥基硅油:10%，聚甲基三乙氧基硅烷:10%，加入到攪拌機內，抽真空，真空度0.16MPa，轉速30rpm下攪拌160min;將上述得到的混合物注入到預置的模具中，溫度140°C下進行混煉lOOmin，出模即得改性硅膠材料;所述改性硅膠為球型，粒度為550um，比表面積為460m2/g，平均孔徑為18nm，孔容為2cm3/g，堆密度為0.8g/mL0
[0019]以上對本發明創造實施所提供的一種耐高溫改性硅膠及其制備方法進行了詳細的介紹，對于本領域的一般技術人員，依據本發明創造實施例的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明創造的限制。
【主權項】
1.一種耐高溫改性硅膠材料，其特征在于，所述改性硅膠材料按重量百分比由以下組分組成:甲基乙烯基硅橡膠:50-60%，碳化硅:5-7%，二氧化硅3-5%，鈦粉:2-10%，碳納米纖維:5-15%，羥基硅油:6-12%，聚甲基三乙氧基硅烷:5-20%，以上組分的重量百分含量之和為100%;其中，所述改性硅膠為球型，粒度為160-600um，比表面積為400-600m2/g，平均孔徑為12_20nm，孔容為 2_4cm3/g，堆密度為 0.6-0.8g/mL。2.根據權利要求1所述的耐高溫改性硅膠材料，其特征在于:所述改性硅膠材料按重量百分比由以下組分組成:甲基乙烯基硅橡膠:50-55%，碳化硅:6-7%，二氧化硅4-5%，鈦粉:4-8%，碳納米纖維:6-10%，羥基硅油:7-9%，聚甲基三乙氧基硅烷:8-12%。3.根據權利要求2所述的耐高溫改性硅膠材料，其特征在于:所述改性硅膠材料按重量百分比由以下組分組成:甲基乙烯基硅橡膠:50%，碳化硅:6%，二氧化硅5%，鈦粉:8%，碳納米纖維:10%，羥基硅油:9%，聚甲基三乙氧基硅烷:12%。4.一種權利要求1所述耐高溫改性硅膠材料的制備方法，其特征在于，具體按以下步驟實施: (1)將甲基乙烯基硅橡膠、碳化硅、二氧化硅、鈦粉碳、碳納米纖維、羥基硅油、聚甲基三乙氧基硅烷加入到攪拌機內，抽真空，真空度0.1-0.210^，轉速30-50印111下攪拌120-180min； (2)將步驟(I)中的混合物注入到預置的模具中，溫度130-170°C下進行混煉80-lOOmin，出模即得改性硅膠材料。5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，碳納米纖維的平均直徑為10-20nm，長度為 200-300nm。6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(I)中真空度為0.15MPa，轉速為40rpm 下攬摔 150min。7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中溫度為150°C，混煉時間為90mino
【專利摘要】本發明提供了一種耐高溫改性硅膠及其制備方法，通過將組分甲基乙烯基硅橡膠、碳化硅、二氧化硅、鈦粉、碳納米纖維、羥基硅油和聚甲基三乙氧基硅烷加入到攪拌機內，抽真空、攪拌后注入到預置的模具中，在一定溫度下進行混煉一定時間，出模即得改性硅膠材料；本發明所制備得到的改性硅膠材料能夠承受400℃的高溫，克服了現有技術中硅膠材料不能在高溫下使用的缺陷，具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】C08K7/06, C08L83/07, C08L83/06, C08K3/08, C08K3/36, C08L83/04, C08K13/04, C08K3/34
【公開號】CN105602257
【申請號】CN201510798230
【發明人】陳云華
【申請人】武漢市知富企業管理咨詢有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月19日