本发明属于橡胶材料领域,涉及一种耐热空气高温管路材料及其制备方法。
背景技术:
1、飞机气源设备保障车辆主要是通过输出低压、大流量压缩空气直接启动飞机发动机,也可给飞机进行辅助供气,用于飞机检查或空调。飞机气源设备保障车辆由汽车底盘、压缩机机组、罩壳总成、供气总成和电气系统组成,气源设备保障车辆内同时配备余热供热装置和独立热源供热装置的供热系统产生热量,通过喷气气动软管输送到飞机上,以满足不同需求。
2、喷气气动软管要求持续耐高温,工作条件一般在200℃左右,瞬间工作温度达到270℃左右。相应的,对用于制备喷气气动软管的材料的高温弯曲性能、高温物理性能、低温弯曲性能、低温物理性能等性能提出了较高的要求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种耐热空气高温管路材料。
2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
3、一种耐热空气高温管路材料,它是由包括以下重量份数的原料制成的:
4、
5、优选的,所述的耐热空气高温管路材料是由包括以下重量份数的原料制成的:
6、
7、更优选的,所述的耐热空气高温管路材料是由包括以下重量份数的原料制成的:
8、
9、
10、所述的硅橡胶为具有烷基或苯基硅氧结构的有机合成硅橡胶,所述的硅橡胶的分子量为60万~80万,具有极低挥发性的优点,挥发灰分≤0.9。
11、具体的,所述的硅橡胶的牌号为hcr 60tht、ke-552b-u或hc 1780-65blk。
12、所述的补强材料为硅微粉与炭黑的重量比为1:1~4:1的组合。
13、优选的,所述的补强材料为硅微粉与炭黑的重量比为3:1~4:1的组合。
14、所述的硅微粉为微米级或纳米级硅微粉的至少一种。
15、所述的炭黑为快压出炭黑或气相法白炭黑中的至少一种。
16、所述的增塑剂为液体硅胶与乙烯基硅烷重量比为3:1~7:1的组合。
17、优选的,所述的增塑剂为液体硅胶与乙烯基硅烷的重量比为4:1~6.7:1的组合。
18、所述的液体硅胶为甲基乙烯基硅橡胶(简称乙烯基硅胶),分子量为60万~80万,乙烯基含量为0.045±0.015%,挥发份≤0.9%,具有极低挥发性的优点。
19、所述的促进剂为氧化镁。
20、所述的过氧化物交联剂为dcp(过氧化二异丙苯)或双二五(2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷)中的一种。本发明采用将过氧化物交联剂预分散在促进剂或液体硅胶中,使过氧化物交联剂外观呈膏状,有利于分散溶解,消除纯液体不利于分散风险(过氧化物是液体),损耗较大风险,所述过氧化物载体为氧化镁或液体硅胶。
21、所述的促进剂与过氧化物交联剂的重量比为2:1~4:1,优选为2:1。
22、本发明的另一个目的是提供一种所述的耐热空气高温管路材料的制备方法,包括以下步骤:
23、步骤(1)、一段混炼制备母炼胶:将密炼机冷却到15℃~25℃,投入硅橡胶、补强材料,混炼,升栓二次;投入增塑剂,混炼,升栓二次,待胶料温度达到45℃~55℃时,排料,胶料到达开炼机,调节辊距7~9mm,薄通2~3次,开炼机出片,得到母炼胶片,停放24小时以上;
24、步骤(2)、二段混炼制备混炼胶:将过氧化物交联剂和促进剂预混,将密炼机冷却到15℃~25℃,投入过氧化物交联剂和促进剂的混合物、母炼胶片,混炼,升栓二次,待胶料温度达到45℃~55℃时,排料,胶料到达开炼机,调节辊距7~9mm,薄通2~3次,胶料包辊后出片,得到硅胶混炼胶,停放24小时以上;
25、步骤(3)、硅胶混炼胶停放条件:硅胶混炼胶真空包装,在温度30±5℃、湿度≤75%下停放6个月以内。
26、步骤(1)中,硅橡胶、补强材料混炼的时间一般为3~5分钟,再投料增塑剂和偶联剂进行混炼,一段混炼制母炼胶的总混炼时间一般为10~12分钟。
27、所述的薄通的总时间一般为3~5分钟。
28、步骤(2)中,二段混炼制混炼胶的总混炼时间一般为6~8分钟。
29、所述的硅胶混炼胶为宽度450~500mm、长度550~600mm的胶片。
30、本发明所述的管路耐高低温材料的物理性能符合:
31、
32、本发明的另一个目的是提供一种胶管,它是以所述的耐热空气高温管路材料制成的。
33、一种胶管的制备方法,包括:
34、步骤(1)、耐热空气高温管路材料在芯棒上挤出预成型,得到胶管管坯;
35、步骤(5)、胶管管坯进行饱和蒸汽硫化,温度165℃~185℃,压力0.4~0.8mpa,时间90min~120min;
36、步骤(6)、脱芯棒,得到胶管。
37、与现有技术相比,本发明的有益效果:
38、本发明管路材料具备优异的耐热空气老化性能、耐低温老化性能和耐臭氧老化性能,具体,具体表现为:
39、(1)、本发明采用硅微粉与炭黑并用的补强材料,有效提高硅橡胶与补强材料的混炼反应性能,并通过添加乙烯基硅烷与氧化镁并用的偶联剂体系,提高乙烯基硅烷活泼性,有效提高补强材料与硅橡胶大分子的结合深度,从而提高了材料的物理结构稳定性,进一步提高材料耐热老化物理性能;同时,乙烯基硅烷与氧化镁并用的偶联剂体系也提高了混炼反应效率,提高了硅胶材料硫化反应效率;
40、(2)、考虑到增塑剂在硫化时易分解挥发,硅橡胶内部也会有低分子,乙烯基硅烷水解易挥发,而硫化剂受到原材料酸碱性及一些离子型材料影响,也会产生副产物,从而影响硅橡胶耐高温性能。本发明通过在硅橡胶材料中添加氧化镁与过氧化物交联剂作为硫化体系,有效提高硅橡胶过氧化物硫化反应充分性,消除硅橡胶材料硫化反应过程中可能出现的副产物,从而提高材料大分子化学结构稳定性,材料的物理性能强度、伸长率等性能波动性较小,进一步提高材料耐热老化化学性能;
41、(3)、本发明并用液体硅胶与乙烯基硅烷作为增塑剂,提高补强材料混炼分散性,硫化产生协同效应,参与硫化交联、提高增塑剂耐热老化稳定性,消除硅胶材料内低分子物质热挥发性性能;
42、(4)、本发明通过硅微粉与炭黑组合改善材料炭黑与分子链结构形状,进而提高材料耐低温弯曲性能;添加促进剂氧化镁与交联剂组合,改善材料交联键结构均匀性,进而改善材料耐高低温性能。
43、(5)、本发明在混炼制备胶料时,一段混炼,二段混炼均采用密炼机冷却到15℃~25℃,投料混炼,混炼过程胶料温度达到45℃~55℃时排料,采用开炼机薄通2~3次,有效提高了低强度混炼胶硅胶混炼可操作性能,提高材料混炼机械力,进而提高材料混炼效率,分散性能,均匀性能。
44、(6)、本发明在制备胶料时,真空包装后采用在温度30±5℃、湿度≤75%的条件下停放6个月以内,有效提高了材料分散性,混炼性和稳定性。
1.一种耐热空气高温管路材料,其特征在于:它是由包括以下重量份数的原料制成的:
2.根据权利要求1所述的耐热空气高温管路材料,其特征在于:它是由包括以下重量份数的原料制成的:
3.根据权利要求2所述的耐热空气高温管路材料,其特征在于:它是由包括以下重量份数的原料制成的:
4.根据权利要求1、2或3所述的耐热空气高温管路材料,其特征在于:所述的补强材料为硅微粉与炭黑的重量比为1:1~4:1的组合;所述的增塑剂为液体硅胶与乙烯基硅烷重量比为3:1~7:1的组合。
5.根据权利要求4所述的耐热空气高温管路材料,其特征在于:所述的补强材料为硅微粉与炭黑的重量比为3:1~4:1的组合;所述的增塑剂为液体硅胶与乙烯基硅烷重量比为4:1~6.7:1的组合。
6.根据权利要求4所述的耐热空气高温管路材料,其特征在于:所述的炭黑为快压出炭黑或气相法白炭黑中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的耐热空气高温管路材料,其特征在于:所述的液体硅胶为甲基乙烯基硅橡胶,乙烯基含量为0.045±0.015%。
8.根据权利要求1、2或3所述的耐热空气高温管路材料,其特征在于:所述的促进剂为氧化镁;所述的过氧化物交联剂为dcp或双二五中的一种。
9.一种权利要求1所述的耐热空气高温管路材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
10.一种胶管,其特征在于:它是以权利要求1-3任一项所述的耐热空气高温管路材料制成的。