專利名稱：不粘性硅橡膠混煉膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不粘性硅橡膠混煉膠及其制備方法。更具體地說，本發(fā)明提供了一種添加了聚四氟乙烯的不粘性硅橡膠混煉膠，及其制備方法。
背景技術(shù)：
在橡膠工業(yè)中，硅橡膠通常用來制造絕緣零件、密封圈、密封型材等。通常，這些硅橡膠產(chǎn)品主要用于高溫(例如，可高達(dá)250℃)環(huán)境。但是，由于硅橡膠生膠本身的特性，硅橡膠混煉膠在加工過程中容易粘連到開煉機(jī)輥筒、操作臺(tái)或與其接觸的物體上，從而造成對(duì)其它物體的污染。這就導(dǎo)致了硅橡膠混煉膠的加工工藝和過程變得難以控制，非但影響了產(chǎn)率，還會(huì)使加工過程變得不方便、不清潔。
然而，迄今為止，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有提出解決上述技術(shù)問題的方法。
因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)一種在加工時(shí)不會(huì)粘連到其它物品上的不粘性硅橡膠混煉膠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用向硅橡膠生膠中添加聚四氟乙烯的方法，得到了一種不粘性硅橡膠混煉膠，改善了硅橡膠混煉膠的加工工藝性能，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
一方面，本發(fā)明提供了一種不粘性硅橡膠混煉膠，它包含硅橡膠生膠；以及位于所述硅橡膠生膠中的聚四氟乙烯，其中所述聚四氟乙烯的用量為0.25-2重量份/100重量份硅橡膠生膠。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述硅橡膠生膠選自甲基硅橡膠、乙烯基硅橡膠、苯基硅橡膠、以及它們中的一種或多種的混合物。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述不粘性硅橡膠混煉膠還包含選自下組的添加劑10-50phr的氣相法白炭黑以及0.5-3phr的過氧化物硫化劑。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚四氟乙烯的用量為0.5-1重量份/100重量份硅橡膠生膠。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚四氟乙烯的用量為0.6重量份/100重量份硅橡膠生膠。
另一方面，本發(fā)明提供了一種制備不粘性硅橡膠混煉膠的方法，它包括(a)將硅橡膠生膠與聚四氟乙烯混合，形成硅橡膠混煉膠，其中所述聚四氟乙烯的用量為0.25-2重量份/100重量份硅橡膠生膠；(b)將所得的硅橡膠混煉膠薄通4-8次，使聚四氟乙烯分散于硅橡膠混煉膠中，得到不粘性硅橡膠混煉膠。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述硅橡膠生膠選自甲基硅橡膠、乙烯基硅橡膠、苯基硅橡膠、以及它們中的一種或多種的混合物。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚四氟乙烯的用量為0.5-1重量份/100重量份硅橡膠生膠。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述方法還包括以下步驟向所述硅橡膠混煉膠中添加選自下組的添加劑10-50phr的氣相法白炭黑以及0.5-3phr的過氧化物硫化劑。
再一方面，本發(fā)明提供了一種用于制備不粘性硅橡膠混煉膠的組合物，它包含100重量份的硅橡膠生膠和0.25-2重量份的聚四氟乙烯。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的發(fā)明人在進(jìn)行了廣泛而深入的研究之后發(fā)現(xiàn)，通過向硅橡膠生膠中加入一定量的聚四氟乙烯，可以得到很容易從輥筒上剝離下來、并且剝離后在輥筒上也不留下任何硅橡膠殘膠的不粘性硅橡膠混煉膠。并且，由于聚四氟乙烯的用量較少，硅橡膠生膠的其它物理性能基本上不受影響。此外，由于聚四氟乙烯的電性能和耐化學(xué)介質(zhì)性能要遠(yuǎn)優(yōu)于硅橡膠生膠，因此硅橡膠生膠的電性能和耐化學(xué)介質(zhì)性能也基本上不受影響?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明得以完成。
本文中使用的術(shù)語“硅橡膠生膠”是指硅橡膠聚合物或加入填料的硅橡膠聚合物。
本文中使用的術(shù)語“硅橡膠混煉膠”是指由硅橡膠生膠、填料、硫化劑和其它加工助劑組成的混合物。
本文中使用的術(shù)語“硅橡膠”是指硅橡膠混煉膠經(jīng)過高溫硫化過程的制成品。不粘性硅橡膠混煉膠本發(fā)明的不粘性硅橡膠混煉膠包含硅橡膠生膠，以及添加在所述硅橡膠生膠中的聚四氟乙烯。
本發(fā)明中采用的硅橡膠生膠沒有特別限制，可以是本領(lǐng)域常用的各種硅橡膠生膠，代表性的例子包括，但不限于甲基硅橡膠(MQ)、乙烯基硅橡膠(VMQ)、苯基硅橡膠(PVMQ)等、以及它們中的一種或多種的混合物。較佳地，所述硅橡膠生膠是甲基硅橡膠或乙烯基硅橡膠。
本發(fā)明采用的聚四氟乙烯是四氟乙烯聚合物，優(yōu)選通過分散法制得的聚合產(chǎn)物。聚四氟乙烯的分子量約為1000-10,000萬，較佳的是2000-8,000萬。
在本發(fā)明的不粘性硅橡膠混煉膠中，所述聚四氟乙烯的用量約為0.25-2重量份/100重量份硅橡膠生膠(phr)，較佳的是0.5-1phr，最好是0.6phr。當(dāng)聚四氟乙烯的用量少于0.25phr時(shí)，硅橡膠混煉膠的不粘性表現(xiàn)地不明顯；而當(dāng)聚四氟乙烯的用量大于2phr時(shí)，硅橡膠混煉膠變得堅(jiān)硬而強(qiáng)韌，非常難于混煉。并且，當(dāng)聚四氟乙烯的用量較大時(shí)，很容易產(chǎn)生結(jié)團(tuán)，不利于硅橡膠混煉膠的加工利用。
除了硅橡膠生膠和聚四氟乙烯之外，本發(fā)明的不粘性硅橡膠混煉膠還可含有其它一些橡膠領(lǐng)域常用的添加劑，例如氣相法白炭黑和過氧化物硫化劑。通常，氣相法白炭黑的用量為10-50phr，過氧化物硫化劑的用量為0.5-3phr。
制備不粘性硅橡膠混煉膠的方法本發(fā)明的制備不粘性硅橡膠混煉膠的方法包括(a)將硅橡膠生膠與聚四氟乙烯混合，形成硅橡膠混煉膠；(b)將所得的硅橡膠混煉膠薄通(即，將開煉機(jī)的輥距放到最小的位置，使膠料通過數(shù)次(例如4-8次)，從而充分混煉)，使聚四氟乙烯均勻地分散在硅橡膠混煉膠中。
聚四氟乙烯只有在硅橡膠混煉膠中分散均勻，才能獲得良好的不粘性效果。因此，為了確保聚四氟乙烯在硅橡膠混煉膠中分散均勻，在添加聚四氟乙烯的粉料后，優(yōu)選將混煉膠薄通4-8次，較佳的是5-6次。
本發(fā)明方法可以在常規(guī)的溫度和壓力下進(jìn)行，例如在23℃和常壓下進(jìn)行。也可在加壓或減壓下進(jìn)行。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的不粘性硅橡膠混煉膠在加工時(shí)不會(huì)粘連到其它物品上，使得硅橡膠混煉膠的加工工藝和過程更為方便和潔凈，從而更容易控制硅橡膠混煉膠的加工工藝和過程。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)便，成本低廉。
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非注明，否則所有的份數(shù)為重量份數(shù)，所有的百分比為重量百分比。
實(shí)施例1-2不粘性硅橡膠混煉膠的制備實(shí)施例1-2中采用Wacker公司生產(chǎn)的硅橡膠生膠Elastosil R401/70和3M公司生產(chǎn)的聚四氟乙烯PTFE TF2071(分散法制備)來制備不粘性硅橡膠混煉膠。
硅橡膠混煉膠的混煉方法如下在兩輥開煉機(jī)(型號(hào)X(S)K-160，購(gòu)自上海雙象橡塑機(jī)械有限公司)上混煉硅橡膠混煉膠，首先加入硅橡膠生膠，使其包輥；接著加入少量Fe2O3(少于約50％)；再加入剩余Fe2O3、過氧化物硫化劑和PTFE；最后薄通5-6次，將膠料制成薄片。
硅橡膠混煉膠的配方及各組分的用量示于表1。
表1

根據(jù)表1中列出的配方及用量，通過不同聚四氟乙烯用量的對(duì)比試驗(yàn)，得出聚四氟乙烯的最佳用量為0.5-1phr。另外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，如果聚四氟乙烯的用量過小(低于0.2phr)，不能產(chǎn)生不粘性效果；如果聚四氟乙烯的用量過大，膠料變得堅(jiān)硬而有韌性，失去了橡膠的彈性。并且，當(dāng)聚四氟乙烯的用量過大(高于2.5phr)時(shí)，分散法聚四氟乙烯顆粒易于產(chǎn)生結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，很難在硅橡膠混煉膠中均勻地分散。
實(shí)施例3硅橡膠混煉膠物理性能的測(cè)定使用GB/T 528-1998法測(cè)定硅橡膠混煉膠的物理性能，測(cè)試條件如下測(cè)試儀器為購(gòu)自Alpha Technologies Tension公司的TENSOMETER 2000；將其設(shè)置為拉伸速率＝500.0000mm/分鐘，額定負(fù)荷＝1.000kN，濕度為70％，溫度為73。
表2示出了硅橡膠混煉膠物理性能的測(cè)定結(jié)果。
表2

aML為流變曲線上的最低扭距bMH為流變曲線上的最高扭距cTs1為流變曲線上的第一焦燒時(shí)間dTs2為流變曲線上的第二焦燒時(shí)間eT10為流變曲線上扭距達(dá)到[(最高扭距-最低扭距)×10％]時(shí)相對(duì)應(yīng)的時(shí)間fT50為流變曲線上扭距達(dá)到[(最高扭距-最低扭距)×50％]時(shí)相對(duì)應(yīng)的時(shí)間gT90為流變曲線上扭距達(dá)到[(最高扭距-最低扭距)×90％]時(shí)相對(duì)應(yīng)的時(shí)間從表2中可以明顯地看出，對(duì)0照樣品和添加0.5重量份和1重量份聚四氟乙烯的硅橡膠混煉膠的流變性能和門尼粘度均無明顯差異，說明在該聚四氟乙烯添加量下硅橡膠混煉膠的流變性能和流動(dòng)性能沒有較大改變。因此，采用本發(fā)明的硅橡膠混煉膠的加工性能基本不變。
注關(guān)于GB/T 528-1998法的說明本標(biāo)準(zhǔn)適用于硫化橡膠的拉伸性能(拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、拉伸模量)的測(cè)定。試樣為啞鈴型，采用總長(zhǎng)為115mm，端頭寬度為25mm，狹小平行部分寬度為6.0mm，標(biāo)距為25mm的試樣。
拉伸強(qiáng)度＝F/(b×d)F為試樣被拉斷時(shí)所受的力，N或kgfb為試樣工作部分寬度，mmd為試樣工作部分寬度，mm扯斷伸長(zhǎng)率＝(L-L0)/L0×100％L為試樣扯斷時(shí)的標(biāo)距L0為試樣初始時(shí)的標(biāo)距。
實(shí)施例4硅橡膠硫化膠物理性能的測(cè)定使用GB 531-83、GB/T 528-1998或GB 533法，在165℃下測(cè)定硅橡膠硫化膠的物理性能30分鐘，所述硅橡膠硫化膠未經(jīng)過二段硫化(二段硫化是指將平板硫化后的橡膠放入烘箱，在某一溫度下烘烤一定時(shí)間使其硫化更充分)，結(jié)果示于表3。
表3

從表3中可以明顯地看出，本發(fā)明對(duì)膠料的物理性能沒有明顯影響。這一結(jié)果說明本發(fā)明保持了膠料原有的物理性能。
注(1)關(guān)于GB 531-83法的說明本方法用于測(cè)定在邵爾A型20-90°范圍內(nèi)的硫化橡膠及類似物的硬度。試驗(yàn)時(shí)用外力將邵氏硬度計(jì)壓針壓在硫化橡膠試樣表面上，觀察硬度計(jì)所示的度數(shù)。
(2)關(guān)于GB/T 528-1998法的說明本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用液體靜力學(xué)原理測(cè)定橡膠密度的方法，即測(cè)定試樣在不同條件下的質(zhì)量，然后計(jì)算其密度。橡膠密度就是在給定溫度下，單位體積橡膠的質(zhì)量，以每立方厘米克(g/cm3)或每立方米兆克(Mg/m3)表示。
(3)關(guān)于GB 533法的說明本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用液體靜力學(xué)原理測(cè)定橡膠密度的方法，即測(cè)定試樣在不同條件下的質(zhì)量，然后計(jì)算其密度。橡膠密度就是在給定溫度下，單位體積橡膠的質(zhì)量，以每立方厘米克(g/cm3)或每立方米兆克(Mg/m3)表示。
試樣在試驗(yàn)溫度下的密度(ρ)按下式計(jì)算ρ＝m1×ρ0/(m1-m2)式中，m1試樣在空氣中的質(zhì)量，gm2試樣在水中的質(zhì)量，gρ0蒸餾水在試驗(yàn)溫度下的密度實(shí)施例5聚四氟乙烯的用量對(duì)硅橡膠混煉膠的不粘性的影響按與實(shí)施例1-2所述相同的方法，測(cè)定聚四氟乙烯的用量對(duì)硅橡膠混煉膠的不粘性的影響，結(jié)果示于表4。
表4

*不粘性把膠料從輥筒上剝離下來后，通過手感來判斷輥筒表面的殘留硅膠的多少?gòu)谋?中可以明顯地看出，當(dāng)聚四氟乙烯的添加量為0.25-1phr時(shí)，膠料的不粘性有明顯改善。
實(shí)施例6不粘性硅橡膠混煉膠的電性能的測(cè)定使用GB 1693-81、GB 1694-81、GB/T 1695-81或GB/T 1692-92法，測(cè)定不粘性硅橡膠混煉膠的電性能，并與硅橡膠生膠Elastosil R401/70的電性能進(jìn)行比較。結(jié)果示于表5。
表5

從表5中可以明顯地看出，本發(fā)明對(duì)硅橡膠膠料的電性能沒有明顯影響。這一結(jié)果說明本發(fā)明保持了硅橡膠膠料原有的電性能。
注(1)關(guān)于GB 1693-81法的說明該方法適用于將試樣置于頻率為50Hz的交變電場(chǎng)下，測(cè)定其介質(zhì)損耗角正切值和電容，并通過電容計(jì)算出介電常數(shù)。
(2)關(guān)于GB 1694-81法的說明該方法適用于將試樣置于高頻電場(chǎng)下，測(cè)定其電容和介質(zhì)損耗角正切值，并通過電容計(jì)算出介電常數(shù)。
(3)關(guān)于GB/T 1695-81法的說明該方法適用于用連續(xù)均勻升壓或逐級(jí)升壓的方式，對(duì)試樣施加交流電壓直至擊穿，測(cè)量擊穿電壓值，計(jì)算試樣的擊穿強(qiáng)度，即介電強(qiáng)度。
介電強(qiáng)度E(kV/mm)按下式計(jì)算E＝U/dU＝擊穿電壓，kV；d＝試樣厚度，mm。
(4)關(guān)于GB/T 1692-92法的說明該方法適用于電阻大于108Ω的硫化橡膠絕緣電阻率的測(cè)定。試驗(yàn)通過對(duì)試樣施加直流電壓，測(cè)定通過垂直于試樣或沿試樣表面的泄漏電流，計(jì)算出試樣的體積電阻率或表面電阻率。
雖然為了清楚和理解的目的，已對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但是在閱讀了本申請(qǐng)說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白，在不偏離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和改變，這些修改和改變均落入所附權(quán)利要求書及其等價(jià)內(nèi)容所包括的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種不粘性硅橡膠混煉膠，它包含硅橡膠生膠；位于所述硅橡膠生膠中的聚四氟乙烯，其中所述聚四氟乙烯的用量為0.25-2重量份/100重量份硅橡膠生膠。
2.如權(quán)利要求1所述的不粘性硅橡膠混煉膠，其特征在于，所述硅橡膠生膠選自甲基硅橡膠、乙烯基硅橡膠、苯基硅橡膠、以及它們中的一種或多種的混合物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的不粘性硅橡膠混煉膠，其特征在于，它還包含選自下組的添加劑10-50phr的氣相法白炭黑以及0.5-3phr的過氧化物硫化劑。
4.如權(quán)利要求1所述的不粘性硅橡膠混煉膠，其特征在于，所述聚四氟乙烯的用量為0.5-1重量份/100重量份硅橡膠生膠。
5.如權(quán)利要求4所述的不粘性硅橡膠混煉膠，其特征在于，所述聚四氟乙烯的用量為0.6重量份/100重量份硅橡膠生膠。
6.一種制備不粘性硅橡膠混煉膠的方法，它包括(a)將硅橡膠生膠與聚四氟乙烯混合，形成硅橡膠混煉膠，其中所述聚四氟乙烯的用量為0.25-2重量份/100重量份硅橡膠生膠；(b)將所得的硅橡膠混煉膠薄通4-8次，使聚四氟乙烯分散于硅橡膠混煉膠中，得到不粘性硅橡膠混煉膠。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述硅橡膠生膠選自甲基硅橡膠、乙烯基硅橡膠、苯基硅橡膠、以及它們中的一種或多種的混合物。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯的用量為0.5-1重量份/100重量份硅橡膠生膠。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟向所述硅橡膠混煉膠中添加選自下組的添加劑10-50phr的氣相法白炭黑以及0.5-3phr的過氧化物硫化劑。
10.一種用于制備不粘性硅橡膠混煉膠的組合物，其特征在于，它包含100重量份的硅橡膠生膠和0.25-2重量份的聚四氟乙烯。
全文摘要
本發(fā)明涉及不粘性硅橡膠混煉膠及其制備方法。提供了一種添加了聚四氟乙烯的不粘性硅橡膠混煉膠，它包含硅橡膠生膠；以及位于所述硅橡膠生膠中的聚四氟乙烯，其中所述聚四氟乙烯的用量為0.25－2重量份/100重量份硅橡膠生膠。還提供了一種制備不粘性硅橡膠混煉膠的方法，它包括(a)將硅橡膠生膠與聚四氟乙烯混合，形成硅橡膠混煉膠，其中所述聚四氟乙烯的用量為0.25－2重量份/100重量份硅橡膠生膠；(b)將所得的硅橡膠混煉膠薄通4－8次，使聚四氟乙烯分散于硅橡膠混煉膠中，得到不粘性硅橡膠混煉膠。
文檔編號(hào)C08K3/00GK1931925SQ200510099269
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月12日
發(fā)明者楊鈞 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司