一种耐老化性能好的硅橡胶组合物及其加工工艺
技术领域
本发明涉及硅橡胶技术领域，具体涉及一种耐老化性能好的硅橡胶组合物及其加工工艺。
背景技术
随着改革开放以来，外企大批进入我国市场，中国成为世界工厂，国内制造业也得到蓬勃发展，各式各样的电器走进千家万户，电器早已深入人们的生活，随着科技的不断发展，对电器控制面板上按键的要求也逐渐提高，导电按键可以节省开关机件结构，广泛应用于电子产品的操作面板上，使用按键操作、控制自动化设备和家用电器的机会日益增多。
目前，市场上用的电器开关按键多采用硅橡胶材质制成。硅橡胶是一种以Si原子和O原子交替键合构成分子主链骨架、各种有机基团作为侧基的特种橡胶。因其不同于普通橡胶的碳链结构，硅橡胶具有优异的耐高低温性、耐候性、电绝缘性、抗霉菌和生理惰性等。由于开关按键安装于电器上并与电器内部的导体直接接触，电器工作时内部导体的温度较高，因此开关按键内侧与电器内部导体接触容易出现老化和耐疲劳寿命短的问题，即普通硅橡胶材质制成的开关按键耐老化性能较差，需要频繁更换开关按键。
另外，用于豆浆机、破壁机等设备上的垫脚大多采用硅橡胶材质加工而成，但是普通硅橡胶材质的耐老化和耐疲劳性能较差，因此豆浆机、破壁机等设备需要不定期频繁更换相应的垫脚，给用户带来不愉快的应用体验，甚至影响相应产品的销量和口碑。因此，亟需开发一款耐老化和耐疲劳性能好的硅橡胶材质，以满足使用时振动强烈设备垫脚的需求。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种耐老化性能好的硅橡胶组合物及其加工工艺，该硅橡胶组合物中的各成分相互交联硫化，显著提高了硅橡胶组合物在高温下的耐疲劳和耐老化性能，其耐热温度达到330～370℃，并且克服了常用耐热添加剂与硅橡胶相容性差的缺点，不仅能够提高硅橡胶的耐热性能，还能够提高硅橡胶的力学性能；本发明一种耐老化性能好的硅橡胶组合物制作而成的电器开关按键和垫脚，相较于普通硅橡胶材质制成的电器开关按键和垫脚大大增加了耐老化和耐疲劳寿命，为硅橡胶领域的技术发展奠定基础；本发明提供的一种耐老化性能好的硅橡胶组合物的加工工艺，操作步骤简单，确保了耐老化性能好的硅橡胶组合物的制备实施可行性。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种耐老化性能好的硅橡胶组合物，其原料包括如下重量组分：
硅橡胶30～50份、氢化丁腈橡胶10～15份、双酚A固体环氧树脂10～20份、硅烷偶联剂2～4份、阻燃剂3～5份、抗氧剂1～2份、硫化剂2～3份、硫化促进剂2～4份、防老剂2～3份、填料5～10份、耐温添加剂3～6份、颜料3～5份和抗开裂剂3～5份。
优选的技术方案是，所述的防老化剂为防老剂4010、防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂4020、防老剂D、石蜡中的一种或几种；所述的硫化促进剂为促进剂TMTD、促进剂NOBS、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂M、促进剂NS以及含硫化合物DTDM中一种或几种；所述的抗开裂剂为表面附着有偶联剂的有机硅改性核壳粒子。
进一步优选的技术方案还有，所述的阻燃剂为非反应型阻燃剂，阻燃剂选自聚磷酸铵、磷酸酯、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌中的一种或几种。
进一步优选的技术方案还有，所述的填料为有机纳米蒙脱土，其粒径范围为100～300目。
为了便于上述耐老化性能好的硅橡胶组合物的顺利制备，现提出一种耐老化性能好的硅橡胶组合物的加工工艺，包括如下步骤：
S1：原料准备，将各原料按照上述重量组分配比称重，并置于真空干燥箱中，40～45℃条件下，干燥24h去除水分；
S2：胶料的混炼，调整辊筒温度在50℃以下，硅橡胶靠主动轮一端投入，氢化丁腈橡胶靠从动轮一端投入，混炼3～5min，使橡胶均匀粘辊；然后加入各种配合剂混炼，加料顺序为：双酚A固体环氧树脂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗氧剂、防老剂、填料、耐温添加剂、颜料、抗开裂剂、硫化剂和硫化促进剂，混炼均匀后打卷下片，混炼时间为1h；
S3：模压硫化，将步骤S2制备的胶片装入指定模具，在热压机160～170℃条件下，压力8～10MPa的条件下，热压15～20min，每5min排气一次，得到硫化胶片。
优选的技术方案有，还包括步骤S4：二次硫化，将步骤S3制备的硫化胶片放入烘箱内，并于200～230℃条件下，恒温放置4h，得胶片成品。
本发明的优点和有益效果在于：
本发明提供的一种耐老化性能好的硅橡胶组合物，该硅橡胶组合物中的各成分相互交联硫化，显著提高了硅橡胶组合物在高温下的耐疲劳和耐老化性能，其耐热温度达到330～370℃，并且克服了常用耐热添加剂与硅橡胶相容性差的缺点，不仅能够提高硅橡胶的耐热性能，还能够提高硅橡胶的力学性能；本发明一种耐老化性能好的硅橡胶组合物制作而成的电器开关按键和垫脚，相较于普通硅橡胶材质制成的电器开关按键和垫脚大大增加了耐老化和耐疲劳寿命，为硅橡胶领域的技术发展奠定了基础；本发明提供的一种耐老化性能好的硅橡胶组合物的加工工艺，操作步骤简单，确保了耐老化性能好的硅橡胶组合物的制备实施可行性。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明是一种耐老化性能好的硅橡胶组合物，其原料包括如下重量组分：
硅橡胶30份、氢化丁腈橡胶15份、双酚A固体环氧树脂10份、硅烷偶联剂4份、阻燃剂5份、抗氧剂2份、硫化剂3份、硫化促进剂4份、防老剂3份、填料10份、耐温添加剂6份、颜料5份和抗开裂剂3份。
优选地，所述的防老化剂为防老剂4010、防老剂4010NA和防老剂RD，三者的质量比为1∶1∶1；所述的硫化促进剂为促进剂TMTD；所述的抗开裂剂为表面附着有偶联剂的有机硅改性核壳粒子。
进一步优选地，所述的阻燃剂为聚磷酸铵、磷酸酯和氢氧化铝，三者的质量比为1∶1∶1。
进一步优选地还有，所述的填料为有机纳米蒙脱土，其粒径范围为100～300目。
上述耐老化性能好的硅橡胶组合物的加工工艺，包括如下步骤：
S1：原料准备，将各原料按照上述重量组分配比称重，并置于真空干燥箱中，40～45℃条件下，干燥24h去除水分；
S2：胶料的混炼，调整辊筒温度在50℃以下，硅橡胶靠主动轮一端投入，氢化丁腈橡胶靠从动轮一端投入，混炼3～5min，使橡胶均匀粘辊；然后加入各种配合剂混炼，加料顺序为：双酚A固体环氧树脂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗氧剂、防老剂、填料、耐温添加剂、颜料、抗开裂剂、硫化剂和硫化促进剂，混炼均匀后打卷下片，混炼时间为1h；
S3：模压硫化，将步骤S2制备的胶片装入指定模具，在热压机160～170℃条件下，压力8～10MPa的条件下，热压15～20min，每5min排气一次，得到硫化胶片。
优选地，还包括步骤S4：二次硫化，将步骤S3制备的硫化胶片放入烘箱内，并于200～230℃条件下，恒温放置4h，得胶片成品。
实施例2
本发明是一种耐老化性能好的硅橡胶组合物，其原料包括如下重量组分：
硅橡胶50份、氢化丁腈橡胶10份、双酚A固体环氧树脂20份、硅烷偶联剂2份、阻燃剂3份、抗氧剂1份、硫化剂2份、硫化促进剂2份、防老剂2份、填料5份、耐温添加剂3份、颜料3份和抗开裂剂5份。
优选地，所述的防老化剂为防老剂4020、防老剂D、石蜡，三者的质量比为1∶1∶1；所述的硫化促进剂为促进剂CZ、促进剂DM、促进剂M，三者的质量比为1∶1∶1；所述的抗开裂剂为表面附着有偶联剂的有机硅改性核壳粒子。
进一步优选地，所述的阻燃剂为氢氧化镁、硼酸锌，二者的质量比为1∶1。
进一步优选地还有，所述的填料为有机纳米蒙脱土，其粒径范围为100～300目。
实施例2中一种耐老化性能好的硅橡胶组合物的加工工艺与实施例1的加工工艺相同。
实施例3
本发明是一种耐老化性能好的硅橡胶组合物，其原料包括如下重量组分：
硅橡胶40份、氢化丁腈橡胶12份、双酚A固体环氧树脂15份、硅烷偶联剂3份、阻燃剂4份、抗氧剂1.5份、硫化剂2.5份、硫化促进剂3份、防老剂2.5份、填料8份、耐温添加剂5份、颜料4份和抗开裂剂4份。
优选地，所述的防老化剂为防老剂4020、防老剂D，二者的质量比为1∶1；所述的硫化促进剂为促进剂NS、含硫化合物DTDM，二者的质量比为1∶1；所述的抗开裂剂为表面附着有偶联剂的有机硅改性核壳粒子。
进一步优选地，所述的阻燃剂为氢氧化镁。
进一步优选地还有，所述的填料为有机纳米蒙脱土，其粒径范围为100～300目。
实施例3中一种耐老化性能好的硅橡胶组合物的加工工艺与实施例1的加工工艺相同。
对比例1
一种硅橡胶组合物，其原料包括如下重量组分：
天然橡胶60份、硅橡胶45份、氢化丁腈橡胶35份、酚醛树脂28份、纳米氧化镁5份、硬脂酸3份、纳米二氧化硅7份、纳米氧化铝5份、葵酸甘油酯3份、硅烷偶联剂3份、石墨烯15份、丁香精油5份、山梨糖醇酐油酸酯5份、乙酰谷酰胺6份、乙醇30份、抗氧剂2份和硫化剂3份。
对比例1中一种耐老化性能好的硅橡胶组合物的加工工艺与实施例1的加工工艺相同。
将实施例1～3和对比例1中的硅橡胶组合物分别进行测试，测试结果参见表1，其中硬度测试参照标准GB/T531-1999，拉伸强度测试和拉断伸长率测试均参照标准GB/T528-1998，撕裂强度测试参照标准GB/T529-2008，密度测试参照标准GB/T533-1991。
表1实施例1～3和对比例1中硅橡胶组合物的耐疲劳性能测试结果
由表1可知，实施例1～3采用本发明加工工艺制备的硅橡胶材质相较于对比例1制备的普通硅橡胶材质，显著提高了硬度、拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度、密度和耐疲劳性能，实现了发明目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
