沉淀白炭黑理化指标对脱醋酸型硅橡胶性能的影响

2020-12-11孟祥发

缔客世界 2020年10期

孟祥发

（山东中橡高分子材料有限公司山东济南 250100）

引言

研究表明，沉淀白炭黑填料的比表面积性能达到200m2/g，才能避免密封胶胶条应力发白的风险，而且该理化指标白炭黑添加量可达到9%工艺量，显著提升硅橡胶的补强性能；同时发现沉淀白炭黑的含水率直接影响到硅橡胶的贮存稳定性，生产前经过长时间高温烘烤将白炭黑含水率降至0.5%以下，才能达到延长硅橡胶贮存期限的效果。

1 实验部分

1.1 主要原料与设备

α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷（HO-PDMS），瓦克化学（中国）有限公司；5#工业白油，广东中海南联能源有限公司；二甲基硅油（Me-PDMS），道达宁（中国）有限公司；气相白炭黑（A-150），山东东岳化工有限公司；沉淀白炭黑（Hi-Si1），台湾PPG公司；甲乙基三乙酰氧基硅烷（D-18），湖北新蓝天公司：二丁基二月桂酸锡，吉林华信化工厂[1]。

YSH-5L行星动力混合机，佛山市源圣弘智能装备有限公司；E44.104电子拉伸试验机，美特斯工业系统（中国）有限公司；LX-A邵氏硬度计，北京时代山峰科技有限公司；FM43压流黏度计，瑞士FitechAG;101-2S鼓风干燥烘箱，上海力辰仪器科技有限公司。

1.2 硅橡胶制备

按照配方量要求，分别将107胶、5#工业白油、二甲基硅油等液态原料加入行星动力混合机中，在-0.09MPa左右的真空环境下将物料分散均匀；然后升起设备加入醋酸型交联剂，同样在-0.09MPa左右真空条件下搅拌10min；再次在高速分散过程中缓慢加入气相白炭黑与沉淀白炭黑填料，高速搅拌直至粉团充分融入胶中；最后适量的补充白油并投入二丁基二月桂酸锡，在-0.09MPa左右的真空环境下搅拌20min。卸压出料得到脱醋酸型单组分硅橡胶，用塑料管灌装备用。

1.3 性能测试

表干时间：按照GB/T13477.5-2017《建筑密封材料试验方法第5部分:表干时间的测定》测试，用手指端部轻触胶条上不同部位，记录手指无黏附试样所需时间。

挤出性：按照GB/T13477.4-2017标准，将尖嘴切成直径为（5±0.3)mm的喷嘴，用压流黏度计在（250±10)kPa的气压下，用天平称量出1min时间内所挤出胶的相对分子质量（g/min）。

邵尔A硬度：根据GB/T531.1-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计法（邵尔硬度）》测试，邵尔A硬度计压在试样3个不同位置，读取平均值。

拉伸强度、断裂伸长率：根据GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》测试，用拉力试验机将哑铃状或环状标准试片进行拉伸测试。

渗油性：将硅橡胶胶液挤到空白的白纸中，然后用小调刀均匀刮平，放置在室温23℃、湿度50%恒温检测室中，24h后查看空白白纸硅橡胶周边渗油面积。

贮存期：试验中选用鼓风干燥箱做硅橡胶的人工老化性能测试，将试验样品放入到80℃的烘箱中不间断烘烤24h，以此验证硅橡胶的贮存周期。

2 结果与讨论

2.1 白炭黑比表面积对硅橡胶性能的影响

比表面积是考察沉淀白炭黑的重要性能指标，白炭黑在补强的同时直接影响到硅橡胶的物理、力学等性能。试验过程中通过单一法考察了沉淀白炭黑比表面积对硅橡胶力学、光学及吸附性能的影响，选择沉淀白炭黑比表面积理化指标分别为100m2/g、150m2/g、200m2/g共3种填料试样制胶。

2.2 白炭黑工艺量对硅橡胶性能的影响

通过表1试验数据可以看出，沉淀白炭黑原料品种的选择直接影响硅橡胶性能，特别是硅橡胶的应力发白性能。在白炭黑相对分子质量相同情况下，选用白炭黑原料的比表面积值过小，所研制的硅橡胶固化后容易出现返白质量问题[2]。由此可以总结出，填料沉淀白炭黑原料选择对硅橡胶性能至关重要。同时，我们试验探究沉淀白炭黑填料添加量对硅橡胶综合性能的影响。