本發(fā)明涉及硅橡膠，具體為一種抗紫外老化的硅橡膠的制備方法。

背景技術：

1、硅橡膠的耐高低溫性能好、彈性優(yōu)良、電絕緣性高、憎水性強，在電線電纜、醫(yī)療器械、汽車制造等方面有廣泛的應用。向硅橡膠中加入納米填料，可以改善其力學性能、抗紫外老化等性能。納米氧化鋅是一種無毒環(huán)保、廉價易得的納米材料，并且可以吸收紫外線，改善塑料、橡膠等材料的抗紫外老化性能。中國專利cn116426215b公開了復合涂層及其制備方法、硅橡膠保護套和絕緣子，以硅橡膠膠粘液作為涂層，嵌入了疏水改性的四針狀氧化鋅粉末和納米金屬氧化物粉末，二者作為無機類紫外線屏蔽劑，得到的復合涂層具有良好的紫外屏蔽和抗老化效果。但是該專利沒有改善硅橡膠的撕裂強度、耐高溫等性能。聚酰亞胺具有力學強度高、耐高溫性能好、絕緣性能優(yōu)異等優(yōu)點，可以作為結(jié)構材料或功能性材料，改善硅橡膠材料的綜合性能。

技術實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術問題：本發(fā)明提供了一種抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，提高了硅橡膠的抗紫外老化性能和力學性能。

2、(二)技術方案：一種抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，包括以下步驟：

3、步驟a、向反應容器中加入n,n-二甲基甲酰胺、二酐化合物、芳香二胺化合物、含硅二胺單體，在氮氣氣氛中，室溫下攪拌反應18-24h，將溶液倒在玻璃模具表面，置于加熱箱中，依次加熱至100-120℃中保溫1-2h、140-160℃保溫1.5-2h、200-220℃保溫1-1.5h、240-260℃保溫1-1.5h、280-300℃保溫1-1.5h，冷卻，得到有機硅聚酰亞胺。

4、步驟b、在冰浴中，氮氣氣氛下，向反應容器中加入濃硫酸、有機硅聚酰亞胺，攪拌后加熱至40-55℃，進行磺化反應12-18h，冷卻后將溶液倒入冰水中，過濾后水洗，干燥，得到磺化有機硅聚酰亞胺。

5、

6、步驟c、將甲基乙烯基硅橡膠、磺化有機硅聚酰亞胺、納米氧化鋅置于開煉機中塑煉，然后加入促進劑、防老劑、交聯(lián)劑，進行混煉，，再加入硫化劑，進行混煉，最后將物料在平板硫化機中，先在160-170℃，10-12mpa壓力下硫化20-30min，然后在常壓下，170-175℃硫化2-3h，冷卻出料，得到抗紫外老化的硅橡膠。

7、進一步的，步驟a中二酐化合物、芳香二胺化合物、含硅二胺單體的摩爾比為100:(60-90):(10-40)。

8、進一步的，二酐化合物為均苯四甲酸酐、3,3',4,4'-聯(lián)苯四甲酸二酐或4,4'-聯(lián)苯醚二酐，芳香二胺化合物為對苯二胺、4,4-聯(lián)苯醚二胺或4,4'-二氨基二苯甲烷。

9、進一步的，含硅二胺單體的制備方法為：

10、(1)、向反應容器中加入乙醇、摩爾比為(2-2.2)::1:(2.2-2.6)的乙醇鈉、1,3-二(3-氯丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、4-硝基二苯胺，加熱至70-80℃，冷凝回流反應4-6h，冷卻后過濾，濾液減壓蒸餾，水洗后，產(chǎn)物在乙醇中重結(jié)晶，得到含硅二硝基單體。

11、(2)、向反應容器中加入乙醇，通入氮氣，加入質(zhì)量比為100:(5.8-6.6):(32-42)的含硅二硝基單體、鈀碳催化劑，水合肼，加熱至70-80℃，冷凝回流反應6-8h，過濾后將濾液減壓蒸餾，水洗后，產(chǎn)物在乙醇中重結(jié)晶，得到含硅二胺單體。反應式為：

12、

13、進一步的，步驟c中甲基乙烯基硅橡膠、磺化有機硅聚酰亞胺、納米氧化鋅的質(zhì)量比為100:(15-30):(2-8)。

14、進一步的，促進劑為2-巰基苯并噻唑，防老劑為n-苯基-2-萘胺，交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯，硫化劑為硫磺。

15、(三)本發(fā)明的技術效果：將含有苯基的含硅二硝基化合物與二酐化合物、芳香二胺化合物進行聚合反應，得到側(cè)鏈含有苯環(huán)的有機硅聚酰亞胺，然后側(cè)鏈苯環(huán)經(jīng)過濃硫酸磺化，得到磺酸含量更高的磺化有機硅聚酰亞胺，再與甲基乙烯基硅橡膠、納米氧化鋅、防老劑、硫化劑等混煉，硫化，得到抗紫外老化的硅橡膠。

16、本發(fā)明的磺化有機硅聚酰亞胺含有與甲基乙烯基硅橡膠相同的硅氧烷結(jié)構，改善了其與硅橡膠之間的相容性，有利于提高硅橡膠的邵爾a硬度、撕裂強度和熱分解溫度，具有更高的力學性能和耐高溫性能。

17、本發(fā)明的有機硅聚酰亞胺的側(cè)鏈含有大量的磺酸基團，可以與納米氧化鋅表面形成相互作用，包覆在納米氧化鋅的表面，減少了納米氧化鋅的團聚，并且提高了納米氧化鋅與硅橡膠之間的相容性，均勻分散的納米氧化鋅具有優(yōu)良的增強作用，同時提高了硅橡膠的抗紫外性能，經(jīng)過抗紫外老化試驗，硅橡膠的邵爾a硬度、撕裂強度的下降幅度小，保持率高。

技術特征：

1.一種抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述步驟a中二酐化合物、芳香二胺化合物、含硅二胺單體的摩爾比為100:(60-90):(10-40)。

3.根據(jù)權利要求2所述的抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述二酐化合物為均苯四甲酸酐、3,3',4,4'-聯(lián)苯四甲酸二酐或4,4'-聯(lián)苯醚二酐，芳香二胺化合物為對苯二胺、4,4-聯(lián)苯醚二胺或4,4'-二氨基二苯甲烷。

4.根據(jù)權利要求2所述的抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述含硅二胺單體的制備方法為：

5.根據(jù)權利要求5所述的抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述(1)中乙醇鈉、1,3-二(3-氯丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、4-硝基二苯胺的摩爾比為(2-2.2):1:(2.2-2.6)。

6.根據(jù)權利要求5所述的抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述(2)中含硅二硝基化合物、鈀碳催化劑，水合肼的質(zhì)量比為100:(5.8-6.6):(32-42)。

7.根據(jù)權利要求1所述的抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述步驟b磺化反應的溫度為40-55℃，反應時間為12-18h。

8.根據(jù)權利要求1所述的抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述步驟c中甲基乙烯基硅橡膠、磺化有機硅聚酰亞胺、納米氧化鋅的質(zhì)量比為100:(15-30):(2-8)。

9.根據(jù)權利要求1所述的抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述步驟c中二段硫化為先在160-170℃，10-12mpa壓力下硫化20-30min，然后在常壓下，170-175℃硫化2-3h。

10.根據(jù)權利要求1所述的抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述步驟c中促進劑為2-巰基苯并噻唑，防老劑為n-苯基-2-萘胺，交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯，硫化劑為硫磺。

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及硅橡膠技術領域，且公開了一種抗紫外老化的硅橡膠的制備方法，本發(fā)明將甲基乙烯基硅橡膠、磺化有機硅聚酰亞胺、納米氧化鋅、促進劑、硫化劑等進行混煉、硫化，得到抗紫外老化的硅橡膠。本發(fā)明的磺化有機硅聚酰亞胺含有與甲基乙烯基硅橡膠相同的硅氧烷結(jié)構，改善了其與硅橡膠之間的相容性，有利于提高硅橡膠的邵爾A硬度、撕裂強度和熱分解溫度，具有更高的力學性能和耐高溫性能，并且磺化有機硅聚酰亞胺可以與納米氧化鋅表面形成相互作用，提高了納米氧化鋅與硅橡膠之間的相容性和分散性，增強了硅橡膠的抗紫外老化性能。

技術研發(fā)人員：王方敏,曾慶歡,范貴鋒,葉彰瑤
受保護的技術使用者：東莞市泰亞電子科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/24