一种耐高温有机硅组合物及其制备方法与流程

本技术涉及有机硅材料领域，更具体地说，它涉及一种耐高温有机硅组合物及其制备方法。

背景技术：

1、耐高温有机硅组合物作为一种特殊的有机硅材料，在现代工业领域发挥着至关重要的作用。它主要应用于高温、高压及电气性能要求严苛的环境中，如航空航天、电子电器、汽车制造等领域。在这些特殊环境下，耐高温有机硅组合物以其卓越的耐高温性能、电气绝缘性能和机械强度，保证了设备的稳定运行和长期使用。

2、当前，耐高温有机硅组合物的制备技术已经取得了显著的进展。通过优化原料配方、改进制备工艺以及引入新型添加剂等手段，不断提升了组合物的耐高温性能和综合性能。然而，尽管取得了一定的成果，但在实际应用中，耐高温有机硅组合物仍然面临着一些挑战。

3、一方面，现有的耐高温有机硅组合物在高温环境下长期使用时，其性能稳定性不好，随着使用时间的延长，材料的性能可能会出现衰减，影响其使用寿命和可靠性。另一方面，随着工业技术的不断进步和应用需求的日益增长，对耐高温有机硅组合物的性能要求也越来越高。因此，如何进一步提高耐高温有机硅组合物的耐高温性能，是当前急需解决的问题。

技术实现思路

1、为了提高有机硅组合物的耐高温，本技术提供一种耐高温有机硅组合物及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种耐高温有机硅组合物，采用如下的技术方案：

3、一种耐高温有机硅组合物，包括如下重量份原料：

4、甲基乙烯基硅橡胶60-80份、改性炭黑10-15份、聚硅氮烷5-8份、环氧树脂12-18份、受阻酚类抗氧化剂3-5份、硫化剂2-3份，所述改性炭黑为炭黑经过聚倍半硅氧烷改性得到的。

5、通过采用上述技术方案，甲基乙烯基硅橡胶自身具有优越的耐热老化和耐高温性能，是组合物中基础的耐高温成分，通过聚倍半硅氧烷对炭黑表面进行改性，提高炭黑与基体的相容性，并且经过聚倍半硅氧烷改性的炭黑其耐温性能得到显著增强，进一步提高整个组合物的热稳定性。聚硅氮烷做交联剂形成热稳定性较好的si—o—si交联点，在高温下硅橡胶的si—o链与聚硅氮烷的自由基发生交联反应，形成了致密的si—o链网络，从而抑制了主链的环化降解反应，有效提高硅橡胶的耐热性能。环氧树脂和受阻酚类抗氧化剂的加入可以有效抑制材料在高温环境下的氧化降解，延长材料的使用寿命。

6、甲基乙烯基硅橡胶在聚硅氮烷的作用下与环氧树脂发生交联反应，形成三维网络结构，经过改性后的炭黑与有机硅和环氧树脂等基体材料形成稳定的化学键合，进一步提高了网络结构耐热性，配合加入的受阻酚类抗氧化剂，能够抵抗高温下的热应力和氧化攻击，保持组合物的结构完整性，从而提高有机硅组合物的耐高温稳定性。

7、可选的，所述改性炭黑的改性步骤如下：

8、(1)称取一定量干燥的炭黑于无水乙醇中，机械搅拌20-30min得到分散液1，再称取一定量硅烷偶联剂溶于无水乙醇中，超声分散10-20min得到分散液2，将分散液1与分散液2混合，60-80℃下搅拌反应5-6h后室温静置，抽滤、冲洗、干燥得到活化炭黑；

9、(2)称取适量聚倍半硅氧烷溶解于四氢呋喃中超声分散15-20min，将上一步骤中制备好的活化炭黑倒入，50-70℃下搅拌反应4h后室温静置，抽滤、冲洗、干燥后得到改性处理过的填料。

10、通过采用上述技术方案，聚倍半硅氧烷本身具有较高的耐热性，其具有立体空间构型，这种结构赋予聚倍半硅氧烷出色的稳定性，通过改性反应，在炭黑表面形成一层保护层，这层保护层有效的阻挡高温对炭黑内部的直接作用，减少炭黑在高温下的氧化和分解，从而提高改性炭黑的耐高温性能。

11、通过硅烷偶联剂与炭黑表面官能团反应，改变炭黑表面的基团结构和分布，有利于下一步改性，增强炭黑与基体之间的相容性，聚倍半硅氧烷的引入进一步增强了炭黑的耐高温性能，使其在高温环境下能够保持稳定。经过两阶段的改性处理，炭黑的综合性能得到显著提升，能够更好的满足耐高温有机硅组合物的性能要求。

12、可选的，所述聚倍半硅氧烷、炭黑、硅烷偶联剂的加入重量份之比为3-5：10-15：1。

13、通过采用上述技术方案，合理的配比能够满足对炭黑的改性要求，为炭黑带来较好的分散性、相容性和优异的耐高温性能。

14、可选的，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

15、通过采用上述技术方案，γ-氨丙基三乙氧基硅烷具有独特的化学结构，能够在炭黑与有机硅之间形成良好的化学键合，并且在高温环境下，γ-氨丙基三乙氧基硅烷能够保持稳定的化学结构，防止被热分解和氧化，保证组合物的长期稳定性。

16、可选的，所述受阻酚类抗氧化剂为双酚型受阻酚抗氧剂。

17、通过采用上述技术方案，双酚型受阻酚抗氧剂的苯环上有两个处于邻位的羟基，这些羟基的两侧连接着具有较大位阻的叔丁基，由于叔丁基的存在减小了羟基与氧结合的空间位阻，使羟基更容易接近并捕获自由基，从而有效的发挥抗氧化作用，选择耐热性好的双酚型受阻酚抗氧剂能够有效的提高组合物的抗氧化性能，延长其使用寿命。

18、可选的，所述环氧树脂为苯酚-芳烷型环氧树脂。

19、通过采用上述技术方案，苯酚-芳烷型环氧树脂具有出色的耐热性，能够在高温环境下保持稳定的性能，加入有机硅组合物中能够显著提高组合物的整体耐高温性能，并且其与耐高温有机硅组合物中的其他成分具有良好的相容性，能够形成均匀的混合物，有助于确保组合物的性能稳定和一致。

20、可选的，所述原料中还包括2-5份的三乙基氢化铝。

21、通过采用上述技术方案，三乙基氢化铝作为催化剂，有助于改善硅橡胶和环氧树脂之间的交联反应，形成更加紧密和稳定的分子结构，有效减少材料在高温下的分子链运动和断裂，从而提高材料的热稳定性，并且三乙基氢化铝能够提高材料的热稳定性，减少热氧化和分解的可能性，从而进一步延长复合材料的使用寿命。

22、第二方面，本技术提供一种耐高温有机硅组合物的制备方法，采用如下的技术方案：

23、一种耐高温有机硅组合物的制备方法，包括如下制备步骤：

24、将甲基乙烯基硅橡胶、改性炭黑、聚硅氮烷以及环氧树脂一起加热至175-190℃混炼，取出冷却后，加入硫化剂与受阻酚类抗氧化剂重新加热至150-180℃混炼，混炼均匀后压片冷却，得到所述耐高温有机硅组合物。

25、通过采用上述技术方案，通过适当提高生产制备过程中的温度，可以加速硅胶的交联反应和固化过程，从而缩短生产周期并提高生产效率。

26、综上所述，本技术具有以下有益效果：

27、1、由于本技术采用具有高耐热性的甲基乙烯基硅橡胶作为有机硅组合物的基料，其与环氧树脂共同作用在硫化剂的作用下发生交联反应，形成三维网络结构，配合加入的聚硅氮烷进一步提高有机硅网络的交联密度，提高硅橡胶的耐热性能，增强有机硅组合物的耐高温性能。

28、2、本技术中优选采用经过聚倍半硅氧烷改性的炭黑，聚倍半硅氧烷覆盖在炭黑的表面形成一层保护层，不仅提高了炭黑自身的耐高温性能，还提高了炭黑与有机硅组合物中其他成分的相容性，形成稳定的化学键合，提高有机硅组合物的耐热稳定性。