在硅橡胶自粘带的生产中,除了上述特定指标的氧化铈,以白炭黑为担体的氧化铈粉末作为耐热性添加剂也有着独特的表现。
制备以白炭黑为担体的氧化铈粉末
制备过程是将 300 g 铈的质量分数为 6% 的辛酸铈矿质松节油溶液和 20 g 气相法白炭黑充分混合,在 120 - 130°C 的温度条件以及 13.33 kPa 的压力环境下,将其中的溶剂蒸出。之后再经过 500°C 的热处理 4 小时,得到以白炭黑为担体的氧化铈粉末。这种粉末的平均粒径为 300 nm ,氧化铈的收率达到了 98% ,我们将其简称为 CeO₂ I 。
同时,为了进行对比分析,还制备了另种氧化铈粉末。将氯化铈与碳酸铵按照 1 : 1.5 的摩尔比进行混合,在 85°C 的热水中进行搅拌操作,随后进行过滤和干燥处理,得到的氧化铈粉末平均粒径为 2.3μm ,简称为 CeO₂ II 。
应用实验及结果分析
在 100 份特定的甲基乙烯基硅橡胶生胶(MeViSiO 链节摩尔分数为 0.15% ,由 ViMe₂SiO₀.₅链节封端,平均聚合度约 5000)中,加入 4.5 份二苯基硅二醇和 40 份 BET 法比表面积为 200 m²/g 的气相法白炭黑,放入捏合机中在 150°C 的温度下混炼 4 小时,从而配制成基料。
将制得的基料与上述两种氧化铈以及硫化剂 DBPMH 按照特定的配方,在双辊机上进行混合操作。混合后在 170°C 的条件下进行热压硫化 10 分钟,接着在 200°C 的环境下进行二次硫化 4 小时,之后测定硫化胶片的初期物性值。再将胶片放置在 300°C 的烘箱中分别进行 24 小时以及 72 小时的热老化处理,然后再次测定物性值,以此来评价其耐热性。具体的实验结果如下表所示 :
氧化铈分散性对硅橡胶自粘带耐热性效果的比较
氧化铈品种 |
CeO₂ I |
CeO₂ II |
无 |
邵尔 A 硬度 / 度(初期物性值) |
50 |
49 |
50 |
伸长率 /%(初期物性值) |
645 |
584 |
614 |
拉伸强度 / MPa(初期物性值) |
9.9 |
9.3 |
10.1 |
邵尔 A 硬度 / 度(300°C 老化 24 h 后物性值) |
52 |
54 |
未测定 |
伸长率 /%(300°C 老化 24 h 后物性值) |
344 |
353 |
- |
拉伸强度 / MPa(300°C 老化 24 h 后物性值) |
7.6 |
6.2 |
- |
邵尔 A 硬度 / 度(300°C 老化 72 h 后物性值) |
58 |
60 |
未测定 |
伸长率 /%(300°C 老化 72 h 后物性值) |
299 |
198 |
- |
拉伸强度 / MPa(300°C 老化 72 h 后物性值) |
6.3 |
4.8 |
- |
从实验结果可以清晰地看出,分散性较好的 CeO₂ I 在应用于硅橡胶自粘带时,对其耐热性有着更为明显的改进效果,能使硅橡胶自粘带在高温环境下更好地保持自身的物理性能。