本发明涉及硅橡胶技术领域，具体涉及一种耐候性能好的硅橡胶组合物及其制备方法。
背景技术：
火花塞布置在摩托车发动机气缸盖上，其一端伸向燃烧室，另一端用火花塞套帽与高压线连接在一起，是摩托车的重要组成部件之一，摩托车火花塞上通常还设置有火花塞套帽，火花塞套帽主要起两个作用：一是保护摩托车火花塞，由于一般的摩托车火花塞套帽中安装有一只5kω左右的电阻，这个电阻能减弱电火花对电极的烧蚀，从而保护摩托车火花塞，延长其使用寿命；二是将点火高压电传到摩托车火花塞，将点火电压有效地传到摩托车火花塞，火花塞套帽内部线路不能断开。火花塞套帽的材质有陶瓷的，也有硅橡胶的，但随着硅橡胶生产技术的不断发展，火花塞套帽绝大多数采用硅橡胶加工成型。
硅橡胶是一种以si原子和o原子交替键合构成分子主链骨架、各种有机基团作为侧基的特种橡胶。因其不同于普通橡胶的碳链结构，硅橡胶具有优异的耐高低温性、耐候性、电绝缘性、抗霉菌和生理惰性等。由于火花塞套帽套接于火花塞一端，火花塞工作时火花塞套帽内部温度较高。而普通硅橡胶的适用范围仅为～50～260℃，难以满足火花塞套帽正常使用时的耐温要求，导致火花塞套帽的使用寿命较短，需要频繁更换火花塞套帽。
另外，蒸发器、冷凝器或汽车空调上用的塞堵也是采用硅橡胶材质加工成型，但是普通硅橡胶材质的耐候性较差，导致蒸发器、冷凝器或汽车空调上用的塞堵使用寿命较短，需要不定期频繁更换，若更换不及时可能导致蒸发器、冷凝器或汽车空调功耗较高甚至超负荷运转而损坏。因此，亟需研发一种耐候性好的硅橡胶，以适应大跨度工作温度范围的使用需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种耐候性能好的硅橡胶组合物及其制备方法，该橡胶组合物中的各成分相互交联硫化，显著提高了硅橡胶组合物在高温下的残余质量、提高起始降解温度和耐低温性能，其适用于温度范围在-80～370℃的工作环境，并且克服了常用耐热添加剂与硅橡胶相容性差的缺点，不仅能够提高硅橡胶的耐热性能，还能够提高硅橡胶的力学性能；本发明一种耐候性能好的硅橡胶组合物制作而成的制品，相较于普通硅橡胶材质制成的制品显著提高了耐候性能和使用寿命，为硅橡胶领域的技术发展奠定了基础。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种耐候性能好的硅橡胶组合物，其原料包括如下重量组分：
硅橡胶40～60份、氢化丁腈橡胶10～15份、双酚a固体环氧树脂10～30份、有机硅改性环氧树脂5～10份、硅烷偶联剂2～4份、阻燃剂3～5份、抗氧剂1～2份、硫化剂2～3份、填料5～10份、耐温添加剂3～6份和颜料3～5份。
优选的技术方案是，所述的填料为球状活性熔融硅微粉，其粒径范围为100～300目。
进一步优选的技术方案还有，所述的阻燃剂为非反应型阻燃剂，阻燃剂选自聚磷酸铵、磷酸酯、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌中的一种或几种。
进一步优选的技术方案还有，还包括抗开裂剂5～10份，所述的抗开裂剂为表面附着有偶联剂的有机硅改性核壳粒子。
为了便于上述耐候性能好的硅橡胶组合物的顺利制备，现提出一种耐候性能好的硅橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：
s1：原料准备，将各原料按照上述重量组分配比称重，并置于真空干燥箱中烘干去除水分；
s2：胶料的一次混炼及返炼，调整辊筒温度在50℃以下，硅橡胶靠主动轮一端投入，氢化丁腈橡胶靠从动轮一端投入，混炼3～5min，使橡胶均匀粘辊；然后加入各种配合剂混炼，加料顺序为：双酚a固体环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗氧剂、填料、耐温添加剂、颜料和抗开裂剂，混炼均匀后打卷下片，混炼时间为1～2h；将胶片室温放置3h以上，再次放入混炼机进行返炼，加入硫化剂，返炼时间为0.5～1h，混炼均匀后打卷下片，得返炼胶片；
s3：模压硫化，将步骤s2制备的返炼胶片装入指定模具，在热压机160～180℃条件下，压力8～10mpa的条件下，热压15～20min，每5min排气一次，得到硫化胶片；
s4：二次硫化，将步骤s3制备的硫化胶片放入烘箱内，并于200℃条件下，恒温放置4h，得胶片成品。
优选的技术方案还有，所述步骤s1中，干燥温度为35～45℃，干燥时间为24h以上。
本发明的优点和有益效果在于：
本发明提供一种耐候性能好的硅橡胶组合物，该橡胶组合物中的各成分相互交联硫化，显著提高了硅橡胶组合物在高温下的残余质量、提高起始降解温度和耐低温性能，其适用于温度范围在-80～370℃的工作环境，并且克服了常用耐热添加剂与硅橡胶相容性差的缺点，不仅能够提高硅橡胶的耐热性能，还能够提高硅橡胶的力学性能；本发明一种耐候性能好的硅橡胶组合物制作而成的制品，相较于普通硅橡胶材质制成的制品显著提高了耐候性能和使用寿命，为硅橡胶领域的技术发展奠定了基础；本发明提供的一种耐候性能好的硅橡胶组合物的制备方法，操作步骤简单，确保了该耐候性能好的硅橡胶组合物制备实施可行性。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种耐候性能好的硅橡胶组合物，其原料包括如下重量组分：硅橡胶40份、氢化丁腈橡胶15份、双酚a固体环氧树脂10份、有机硅改性环氧树脂10份、硅烷偶联剂4份、阻燃剂3份、抗氧剂1份、硫化剂3份、填料5份、耐温添加剂6份、颜料3份和抗开裂剂5份。
优选地，所述的填料为球状活性熔融硅微粉，其粒径范围为100～300目；所述的阻燃剂为非反应型阻燃剂，阻燃剂为聚磷酸铵和磷酸酯的混合物，二者的质量比为1∶1；所述的抗开裂剂为表面附着有偶联剂的有机硅改性核壳粒子。
上述耐候性能好的硅橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：
s1：原料准备，将各原料按照上述重量组分配比称重，并置于真空干燥箱中烘干去除水分；
s2：胶料的一次混炼及返炼，调整辊筒温度在50℃以下，硅橡胶靠主动轮一端投入，氢化丁腈橡胶靠从动轮一端投入，混炼3～5min，使橡胶均匀粘辊；然后加入各种配合剂混炼，加料顺序为：双酚a固体环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗氧剂、填料、耐温添加剂、颜料和抗开裂剂，混炼均匀后打卷下片，混炼时间为1～2h；将胶片室温放置3h以上，再次放入混炼机进行返炼，加入硫化剂，返炼时间为0.5～1h，混炼均匀后打卷下片，得返炼胶片；
s3：模压硫化，将步骤s2制备的返炼胶片装入指定模具，在热压机160～180℃条件下，压力8～10mpa的条件下，热压15～20min，每5min排气一次，得到硫化胶片；
s4：二次硫化，将步骤s3制备的硫化胶片放入烘箱内，并于200℃条件下，恒温放置4h，得胶片成品。
优选地，所述步骤s1中，干燥温度为35～45℃，干燥时间为24h以上。
实施例2
一种耐候性能好的硅橡胶组合物，其原料包括如下重量组分：硅橡胶60份、氢化丁腈橡胶10份、双酚a固体环氧树脂30份、有机硅改性环氧树脂5份、硅烷偶联剂2份、阻燃剂5份、抗氧剂2份、硫化剂2份、填料10份、耐温添加剂3份、颜料5份和抗开裂剂10份。
优选地，所述的填料为球状活性熔融硅微粉，其粒径范围为100～300目；所述的阻燃剂为非反应型阻燃剂，阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌的混合物，三者的质量比为1∶1∶1；所述的抗开裂剂为表面附着有偶联剂的有机硅改性核壳粒子。
实施例2中一种耐候性能好的硅橡胶组合物的制备方法与实施例1的制备方法相同。
实施例3
一种耐候性能好的硅橡胶组合物，其原料包括如下重量组分：硅橡胶50份、氢化丁腈橡胶12份、双酚a固体环氧树脂20份、有机硅改性环氧树脂8份、硅烷偶联剂3份、阻燃剂4份、抗氧剂1.5份、硫化剂2.5份、填料8份、耐温添加剂5份、颜料4份和抗开裂剂8份。
优选地，所述的填料为球状活性熔融硅微粉，其粒径范围为100～300目；所述的阻燃剂为非反应型阻燃剂，阻燃剂为氢氧化镁；所述的抗开裂剂为表面附着有偶联剂的有机硅改性核壳粒子。
实施例3中一种耐候性能好的硅橡胶组合物的制备方法与实施例1的制备方法相同。
对比例1
一种硅橡胶组合物，其原料包括如下重量组分：
天然橡胶60份、硅橡胶45份、氢化丁腈橡胶35份、酚醛树脂28份、纳米氧化镁5份、硬脂酸3份、纳米二氧化硅7份、纳米氧化铝5份、葵酸甘油酯3份、硅烷偶联剂3份、石墨烯15份、丁香精油5份、山梨糖醇酐油酸酯5份、乙酰谷酰胺6份、乙醇30份、抗氧剂2份和硫化剂3份。
对比例1中硅橡胶组合物的制备方法与实施例1的制备方法相同。
将实施例1～3和对比例1中的硅橡胶组合物分别进行性能测试，测试结果参见表1。
表1实施例1～3和对比例1中硅橡胶组合物的力学性能和耐高温性能测试结果
由表1可知，实施例1～3制备的耐候性能好的硅橡胶组合物的力学性能、耐高温性和耐低温性能明显优于对比例1制备的硅橡胶组合物，说明本发明提供的耐候性能好的硅橡胶组合物具有优良的力学性能、适用温度范围跨度大，适用于火花塞、蒸发器、冷凝器、汽车上空调塞堵等，且制备方法建简单，实现了发明目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。