CN110218455A - 一种低压缩永久变形胶辊硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种低压缩永久变形胶辊硅橡胶及其制备方法，各组分按照量份数配比包括：硅橡胶100份、白炭黑20‑70份、填充剂15‑50份、结构化控制剂1‑3份、耐热剂2‑6份、偶联剂0.1‑1份和脱模剂0.1‑1份。本发明中，胶辊硅橡胶质量稳定，拥有优异耐老化性能、力学性能、物理性能和化学性能，使用效果好。同时，胶辊硅橡胶制备方法简单，工艺方便，操作性强，质量稳定，且实用性强，解决现有胶辊硅橡胶耐温差、压缩永久变形高的问题，对硅橡胶搭配、粉料选择和处理等方式进行多重改性，在满足高强度、撕裂情况下，压缩永久变形小、老化保持率高等特点。

Description

一种低压缩永久变形胶辊硅橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶辊领域，尤其涉及一种低压缩永久变形胶辊硅橡胶及其制备方法。
背景技术
胶辊一般是金属等材料芯，外面包覆橡胶而制成的辊状制品。外面包覆的橡胶材料不同，胶辊特性也不同，用途也不一样。
胶辊按材料可分为天然胶辊、丁基胶辊、丁腈胶辊、氯丁胶辊、乙丙胶辊、氟橡胶辊、聚氨酯胶辊及硅橡胶胶辊和碳纤维辊等。其中，硅橡胶辊具有良好的耐高温、耐高压、耐臭氧、化学惰性及对塑料的不粘附性，可以用于加工高温和热粘产品。
近年来，硅橡胶胶辊用量越来越大，但因国内技术力量薄弱，相关方面技术积累不足，硅胶胶辊一直存在使用周期短、产品稳定性差等缺陷。经分析，造成以上缺陷的主要原因是胶辊用硅橡胶的耐热性差，压缩永久变形差。
因此，如何解决现有胶辊硅橡胶耐温差、压缩永久变形高的问题，是需要解决的问题。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种低压缩永久变形胶辊硅橡胶及其制备方法，解决现有胶辊硅橡胶耐温差、压缩永久变形高的问题；本发明，对硅橡胶搭配、粉料选择和处理等方式进行多重改性，在满足高强度、撕裂情况下，压缩永久变形小、老化保持率高等特点。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种低压缩永久变形胶辊硅橡胶，各组分按照量份数配比包括：硅橡胶100份、白炭黑20-70份、填充剂15-50份、结构化控制剂1-3份、耐热剂2-6份、偶联剂0.1-1份和脱模剂0.1-1份。
优选的，硅橡胶包括0-30phr的分子量80万以上的甲基乙烯基硅橡胶，以及70-100phr分子量50-70万的甲基乙烯基硅橡胶。
优选的，硅橡胶为乙烯基封端硅橡胶；乙烯基封端硅橡胶的分子量为80-100万，乙烯基含量为0.03％-0.15％。
优选的，硅橡胶为乙烯基封端硅橡胶；乙烯基封端硅橡胶的分子量50-70万，其乙烯基含量为0.16％-1.0％。
优选的，硅橡胶包括组合物A与组合物B；组合物A为75phr分子量60万、乙烯基含量0.22％的生胶；组合物B为25phr分子量90万、乙烯基含量0.04％的生胶；
或者，硅橡胶包括组合物A、组合物B和组合物C；组合物A为65phr分子量60万、乙烯基含量0.16％的生胶；组合物B为20phr分子量80万、乙烯基含量0.03％的生胶；组合物C为15phr分子量60万、乙烯基含量1.0％的生胶。
优选的，白炭黑为沉淀法白炭黑，且白炭黑通过不同类型硅烷偶联剂处理的疏水型白炭黑；白炭黑的比表面积为180m2/g及以上。
优选的，填充剂为轻质氧化镁、碳酸镁、碳酸钙、超细石英粉、硅藻土和处理后的硅微粉中的一种或多种；
结构化控制剂为羟基硅油、甲氧基硅油、三乙醇胺硼酸酯、乙烯基硅油或含氢硅油中的一种或多种；
耐热剂为米二氧化钛、纳米氧化铝或稀土复合耐热剂中的一种或多种；
脱模剂为硬脂酸盐、硼酸或及硼酸酯化物中的一种或多种。
本发明，根据上述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶，还提出一种关于上述低压缩永久变形胶辊硅橡胶的其制备方法，包括以下步骤：
S1：生胶的选用和搭配；
S2：白炭黑的选用和处理；
S3：原料填料处理；
S4：混炼胶的炼制及处理；其中，混炼胶的炼制包括氟橡胶与硅橡胶的开炼和混炼胶的捏合；
混炼胶捏合过程中，依次投入生胶、白炭黑、偶联剂、结构化控制剂、填充剂和脱模剂；其中，填充剂投入前进行偶联剂处理处理和高温煅烧处理；
混炼胶的处理过程包括高温处理和抽真空处理及后续返炼过程；
S5：过滤；
S6：成品包装。
优选的，混炼胶的热处理温度为140-180℃，热处理时间为30-180min，真空度为负压0.04-负压0.1MPa。
优选的，在S5中，过滤时，滤网目数为150-200目，滤网设置1层或2层。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明中，胶辊硅橡胶质量稳定，180℃*22H压缩永久变形小于10％，且拥有优异耐老化性能，其在230℃*72H老化后强度保持率、断裂伸长率保持率、撕裂保持率均大于等于60％；胶辊硅橡胶拥有优异的力学性能，其拉伸强度大于6MPa，伸率大于200％，撕裂强度大于12kN/mm。胶辊硅橡胶具有优异的物理性能和化学性能，使用效果好。
本发明中，胶辊硅橡胶制备方法简单，工艺方便，操作性强，质量稳定，且实用性强，解决现有胶辊硅橡胶耐温差、压缩永久变形高的问题，对硅橡胶搭配、粉料选择和处理等方式进行多重改性，在满足高强度、撕裂情况下，压缩永久变形小、老化保持率高等特点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明提出的一种低压缩永久变形胶辊硅橡胶及其制备方法，各组分按照量份数配比包括：硅橡胶100份、白炭黑20-70份、填充剂15-50份、结构化控制剂1-3份、耐热剂2-6份、偶联剂0.1-1份和脱模剂0.1-1份。
本发明中，胶辊硅橡胶质量稳定，180℃*22H压缩永久变形小于10％，且拥有优异耐老化性能，其在230℃*72H老化后强度保持率、断裂伸长率保持率、撕裂保持率均大于等于60％；胶辊硅橡胶拥有优异的力学性能，其拉伸强度大于6MPa，伸率大于200％，撕裂强度大于12kN/mm。胶辊硅橡胶具有优异的物理性能和化学性能，使用效果好。
在一个可选的实施例中，硅橡胶包括0-30phr的分子量80万以上的甲基乙烯基硅橡胶，以及70-100phr分子量50-70万的甲基乙烯基硅橡胶。
在一个可选的实施例中，硅橡胶为乙烯基封端硅橡胶；乙烯基封端硅橡胶的分子量为80-100万，乙烯基含量为0.03％-0.15％。
在一个可选的实施例中，硅橡胶为乙烯基封端硅橡胶；乙烯基封端硅橡胶的分子量50-70万，其乙烯基含量为0.16％-1.0％。
在一个可选的实施例中，硅橡胶包括组合物A与组合物B；
组合物A为75phr分子量60万、乙烯基含量0.22％的生胶；组合物B为25phr分子量90万、乙烯基含量0.04％的生胶；
或者，硅橡胶包括组合物A、组合物B和组合物C；
组合物A为65phr分子量60万、乙烯基含量0.16％的生胶；组合物B为20phr分子量80万、乙烯基含量0.03％的生胶；组合物C为15phr分子量60万、乙烯基含量1.0％的生胶。
需要说明的是，硅橡胶的成分极其重要，保证胶辊硅橡胶的使用性能达到最好。
在一个可选的实施例中，白炭黑为沉淀法白炭黑，且白炭黑通过不同类型硅烷偶联剂处理的疏水型白炭黑；白炭黑的比表面积为180m2/g及以上。白炭黑使用效果好，替代炭黑进行补强，满足白色或半透明产品的需要，白炭黑同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能，从而提高耐油硅橡胶的屋里性能和化学性能。
在一个可选的实施例中，填充剂为轻质氧化镁、碳酸镁、碳酸钙、超细石英粉、硅藻土和处理后的硅微粉中的一种或多种；填充剂为比表面积大且耐耐高温，能够提升混炼胶的耐油性能。
结构化控制剂为羟基硅油、甲氧基硅油、三乙醇胺硼酸酯、乙烯基硅油或含氢硅油中的一种或多种；
耐热剂为米二氧化钛、纳米氧化铝或稀土复合耐热剂中的一种或多种，用于在生产和使用过程中提升硅橡胶的耐热性。
脱模剂为硬脂酸盐、硼酸或及硼酸酯化物中的一种或多种。
本发明中，根据上述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶，还提出一种关于上述低压缩永久变形胶辊硅橡胶的其制备方法，包括以下步骤：
S1：生胶的选用和搭配；
S2：白炭黑的选用和处理；
S3：原料填料处理；
S4：混炼胶的炼制及处理；其中，混炼胶的炼制包括氟橡胶与硅橡胶的开炼和混炼胶的捏合；
混炼胶捏合过程中，依次投入生胶、白炭黑、偶联剂、结构化控制剂、填充剂和脱模剂；其中，填充剂投入前进行偶联剂处理处理和高温煅烧处理；
混炼胶的处理过程包括高温处理和抽真空处理及后续返炼过程；
S5：过滤；
S6：成品包装。
在一个可选的实施例中，混炼胶的热处理温度为140-180℃，热处理时间为30-180min，真空度为负压0.04-负压0.1MPa，保证反应条件达到最好，提高产品质量。
在一个可选的实施例中，在S5中，过滤时，滤网目数为150-200目，滤网设置1层或2层，保证过滤效果。
本发明中，胶辊硅橡胶制备方法简单，工艺方便，操作性强，质量稳定，且实用性强，解决现有胶辊硅橡胶耐温差、压缩永久变形高的问题，对硅橡胶搭配、粉料选择和处理等方式进行多重改性，在满足高强度、撕裂情况下，压缩永久变形小、老化保持率高等特点。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种低压缩永久变形胶辊硅橡胶，其特征在于，各组分按照量份数配比包括：硅橡胶100份、白炭黑20-70份、填充剂15-50份、结构化控制剂1-3份、耐热剂2-6份、偶联剂0.1-1份和脱模剂0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶，其特征在于，硅橡胶包括0-30phr的分子量80万以上的甲基乙烯基硅橡胶，以及70-100phr分子量50-70万的甲基乙烯基硅橡胶。
3.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶，其特征在于，硅橡胶为乙烯基封端硅橡胶；乙烯基封端硅橡胶的分子量为80-100万，乙烯基含量为0.03％-0.15％。
4.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶，其特征在于，硅橡胶为乙烯基封端硅橡胶；乙烯基封端硅橡胶的分子量50-70万，其乙烯基含量为0.16％-1.0％。
5.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶，其特征在于，硅橡胶包括组合物A与组合物B；
组合物A为75phr分子量60万、乙烯基含量0.22％的生胶；组合物B为25phr分子量90万、乙烯基含量0.04％的生胶；
或者，硅橡胶包括组合物A、组合物B和组合物C；
组合物A为65phr分子量60万、乙烯基含量0.16％的生胶；组合物B为20phr分子量80万、乙烯基含量0.03％的生胶；组合物C为15phr分子量60万、乙烯基含量1.0％的生胶。
6.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶及其制备方法，其特征在于，白炭黑为沉淀法白炭黑，且白炭黑通过不同类型硅烷偶联剂处理的疏水型白炭黑；白炭黑的比表面积为180m2/g及以上。
7.根据权利要求1所述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶，其特征在于，填充剂为轻质氧化镁、碳酸镁、碳酸钙、超细石英粉、硅藻土和处理后的硅微粉中的一种或多种；
结构化控制剂为羟基硅油、甲氧基硅油、三乙醇胺硼酸酯、乙烯基硅油或含氢硅油中的一种或多种；
耐热剂为米二氧化钛、纳米氧化铝或稀土复合耐热剂中的一种或多种；
脱模剂为硬脂酸盐、硼酸或及硼酸酯化物中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶，还提出一种关于上述低压缩永久变形胶辊硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：生胶的选用和搭配；
S2：白炭黑的选用和处理；
S3：原料填料处理；
S4：混炼胶的炼制及处理；其中，混炼胶的炼制包括氟橡胶与硅橡胶的开炼和混炼胶的捏合；
混炼胶捏合过程中，依次投入生胶、白炭黑、偶联剂、结构化控制剂、填充剂和脱模剂；其中，填充剂投入前进行偶联剂处理处理和高温煅烧处理；
混炼胶的处理过程包括高温处理和抽真空处理及后续返炼过程；
S5：过滤；
S6：成品包装。
9.根据权利要求8所述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶的制备方法，其特征在于，混炼胶的热处理温度为140-180℃，热处理时间为30-180min，真空度为负压0.04-负压0.1MPa。
10.根据权利要求8所述的低压缩永久变形胶辊硅橡胶的制备方法，其特征在于，在S5中，过滤时，滤网目数为150-200目，滤网设置1层或2层。
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