本發明涉及橡膠材料技術領域，尤其涉及一種耐高溫納米硅橡膠及其制備方法。
背景技術：
硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構成，硅原子上通常連有兩個有機基團的橡膠。普通的硅橡膠主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧鏈節組成。苯基的引入可提高硅橡膠的耐高、低溫性能，三氟丙基及氰基的引入則可提高硅橡膠的耐溫及耐油性能。硅橡膠耐低溫性能良好，一般在-55℃下仍能工作。引入苯基后，可達-73℃。硅橡膠的耐熱性能也很突出，在180℃下可長期工作，稍高于200℃也能承受數周或更長時間仍有彈性，瞬時可耐300℃以上的高溫。硅橡膠的透氣性好，氧氣透過率在合成聚合物中是最高的。此外，硅橡膠還具有生理惰性、不會導致凝血的突出特性，因此在醫用領域應用廣泛。
硅橡膠最高是由美國以三氯化鐵為催化劑合成的。1945年，硅橡膠產品問世。1948年，采用高比表面積的氣相法白炭黑補強的硅橡膠研制成功，使硅橡膠的性能躍升到實用階段，奠定了現代硅橡膠生產技術的基礎。從二甲基二氯硅烷合成開始生產硅橡膠的國家有美國。俄羅斯、德國、日本、韓國和中國等。中國硅橡膠的工業化研究始于1957年，多家研究所和企業陸續開發出各種硅橡膠。到2003年底，中國硅橡膠生產能力為135千噸，其中高溫膠100千噸。
硅橡膠是由膠乳制造的，膠乳中所含的非橡膠成分有一部分就留在固體的硅橡膠中。一般硅橡膠中含橡膠烴92%-95%，而非橡膠烴占5%-8%。由于制法不同，產地不同乃至采膠季節不同，這些成分的比例可能有差異，但基本上都在范圍以內。
硅橡膠的生產廠家一般擁有數十個乃至上百個品種牌號，多是按照商品特性和用途編號，也有按照硫化方式和化學結構進行分類的。按照硫化溫度，硅橡膠可分為高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠。從包裝形式上則可以分為單組分、雙組分室溫硫化硅橡膠。按照聚合度，硅橡膠還可以分為混煉型硅橡膠和液體硅橡膠。
硅橡膠產業取得了令人矚目的成績。隨著消費量的跨越式增長，硅橡膠產業已經開始由高性能特種橡膠轉變為大眾合成橡膠，成為用量最大的橡膠品種之一。據悉，從橡膠消費的膠種情況看，天然橡膠占41.8%，丁苯橡膠和順丁橡膠合計占28.4%，而硅橡膠通常僅用于建筑密封膠、導電按鍵等少數非輪胎領域，僅占橡膠消費總量的6.4%。因此，隨著硅橡膠在部分非輪胎的細分領域取代其它膠種，其消費量必將成倍增長，市場空間會進一步打開。對此，業內人士也認同以上觀點。據預計，到2015年，硅橡膠將占國內橡膠消費總量的10%～15%，即硅橡膠消費量有望達到100萬～150萬噸，而到2020年，硅橡膠占橡膠消費總量的比例有望達到20%～33%，即硅橡膠消費量有望達到300萬～500萬噸。換而言之，硅橡膠產業的發展潛力和遠期發展都非常誘人，其高速發展也必將對上下游產業產生極為深遠的影響。事實上，硅橡膠產業的上下游產業聯動效應已開始逐步顯現。有專家指出，硅橡膠產業發展的最大亮點是可以大幅提高橡膠的國內自給率。據統計，如果到2020年硅橡膠占我國橡膠消費量的比例由6.5%提高到33%，那么我國橡膠的整體國內自給率可由大約50%提高到80%以上，從而大大緩解橡膠供應緊張狀況，降低橡膠加工行業的生產成本。由此可見，硅橡膠產業的發展不僅僅是單個產業的單一發展，而是牽涉到多個行業的共同發展，對于增強橡膠加工行業的盈利能力和提高橡膠制品的質量水平都具有深遠的意義。
中國橡膠行業的發展前景廣闊。到2010年，中國硅橡膠總消耗量將達到230萬噸，橡膠工業的產品結構將有較大變化，新型產品、更新換代產品增多、新材料、新工藝應用擴大，生產技術有明顯進步。
2011年，橡膠等原材料價格出現巨幅波動，天然橡膠一季度創下43500元/噸的歷史最高紀錄，合成橡膠二、三季度發力上攻，漲幅達10000 元/噸，之后均出現大幅下跌。受橡膠價格劇烈波動影響，輪胎等主要橡膠制品企業首當其沖，生產經營成本難以控制，庫存風險加大，利潤空間壓縮至2%-5%，行業面臨嚴峻挑戰。
硅橡膠由硅、氧原子形成主鏈，側鏈為含碳基團，用量最大是側鏈為乙烯的硅橡膠。既耐熱，又耐寒，使用溫度在100-300℃之間，它具有優異的耐氣候性和耐臭氧性以用良好的絕緣性。缺點是強度低，抗撕裂性能差，耐磨性能也差。硅橡膠主要用于航空工業、電氣工業、食品工業及醫療工業等方面。
硅橡膠分熱硫化型（高溫硫化硅膠HTV）、室溫硫化型（RTV），其中室溫硫化型又分縮聚反應型和加成反應型。高溫硅橡膠主要用于制造各種硅橡膠制品，而室溫硅橡膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用。熱硫化型用量最大，熱硫化型又分甲基硅橡膠（MQ）、甲基乙烯基硅橡膠（VMQ，用量及產品牌號最多）、甲基乙烯基苯基硅橡膠PVMQ（耐低溫、耐輻射），其他還有睛硅橡膠、氟硅橡膠等。
工業部門所需要的大大小小的橡膠制品那就更多了，品種多，用途廣，有的還有特殊要求。主要的制品有膠帶、膠管、密封墊圈、膠輥、膠板、橡膠襯里及勞動保護用品。在礦山、煤炭、冶金等工業方面應用膠帶來運輸成品，各地都在不斷出現，為了大型生產的霄要，還生產出鋼絲繩芯運輸帶和合成纖維運輸帶。礦用磨機橡膠襯里，以鍛膠代替錳鋼，使用壽命提高了二至四倍，還減小了噪音，這一產品已在世界范圍內推廣。
技術實現要素：
本發明提供一種熱變形溫度高、拉伸強度高、氧指數高和伸長率高的耐高溫納米硅橡膠及其制備方法，解決現有橡膠材料熱變形溫度低和氧指數低等技術問題。
本發明采用以下技術方案：一種耐高溫納米硅橡膠，其原料按質量份數配比如下：硅橡膠100份，納米三氧化二鋁3-7份，聚磷酸銨2-8份，十溴聯苯醚8-12份，氯化聚乙烯10-30份，有機膨潤土為3-7份，三氧化二銻5-25份，納米炭黑1-5份，六溴環十二烷10-20份，鄰苯二甲酸二異癸酯10-30份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述耐高溫納米硅橡膠的原料按質量份數配比如下：硅橡膠100份，納米三氧化二鋁3份，聚磷酸銨2份，十溴聯苯醚8份，氯化聚乙烯10份，有機膨潤土為3份，三氧化二銻5份，納米炭黑1份，六溴環十二烷10份，鄰苯二甲酸二異癸酯10份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述耐高溫納米硅橡膠的原料按質量份數配比如下：硅橡膠100份，納米三氧化二鋁7份，聚磷酸銨8份，十溴聯苯醚12份，氯化聚乙烯30份，有機膨潤土為7份，三氧化二銻25份，納米炭黑5份，六溴環十二烷20份，鄰苯二甲酸二異癸酯30份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述耐高溫納米硅橡膠的原料按質量份數配比如下：硅橡膠100份，納米三氧化二鋁5份，聚磷酸銨5份，十溴聯苯醚10份，氯化聚乙烯20份，有機膨潤土為5份，三氧化二銻15份，納米炭黑3份，六溴環十二烷15份，鄰苯二甲酸二異癸酯20份。
一種制備所述的耐高溫納米硅橡膠的方法，步驟為：
第一步：按照質量份數配比稱取硅橡膠、納米三氧化二鋁、聚磷酸銨、十溴聯苯醚、氯化聚乙烯、有機膨潤土、三氧化二銻、納米炭黑、六溴環十二烷和鄰苯二甲酸二異癸酯；
第二步：將硅橡膠投入高速混合機中，升溫至110-120℃，加入剩余原料，升溫至130-140℃，混合速度1000-1100r/min，混合35-45min；
第三步：混合后的原料加入雙螺桿擠出機中熔融塑化造粒，溫度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺桿轉速105-115r/min。
有益效果
本發明所述一種耐高溫納米硅橡膠及其制備方法采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：1、耐油性能好、耐腐蝕，成本低，彎曲強度50-90MPa，氧指數35-55%；2、拉伸強度40-60MPa，維卡軟化點140-160℃，耐磨性高、離火自息和彈性優良，彈性模量12-16MPa；3、邵氏硬度100-120，原料資源豐富，可重復利用，沖擊強度25-45J/m；4、斷裂伸長率550-650%，可以在各種極端環境下廣泛使用，滴落緩慢，符合環保要求，可以廣泛生產并不斷代替現有材料。
具體實施方式
以下結合實例對本發明作進一步的描述，實施例僅用于對本發明進行說明，并不構成對權利要求范圍的限制，本領域技術人員可以想到的其他替代手段，均在本發明權利要求范圍內。
實施例1：
第一步：按照質量份數配比稱取硅橡膠100份，納米三氧化二鋁3份，聚磷酸銨2份，十溴聯苯醚8份，氯化聚乙烯10份，有機膨潤土為3份，三氧化二銻5份，納米炭黑1份，六溴環十二烷10份，鄰苯二甲酸二異癸酯10份。
第二步：將硅橡膠投入高速混合機中，升溫至110℃，加入剩余原料，升溫至130℃，混合速度1000r/min，混合35min。
第三步：混合后的原料加入雙螺桿擠出機中熔融塑化造粒，溫度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺桿轉速105r/min。
耐油性能好、耐腐蝕，成本低，彎曲強度50MPa，氧指數35%；拉伸強度40MPa，維卡軟化點140℃，耐磨性高、離火自息和彈性優良，彈性模量12MPa；邵氏硬度100，原料資源豐富，可重復利用，沖擊強度25J/m；斷裂伸長率550%，可以在各種極端環境下廣泛使用，滴落緩慢，符合環保要求。
實施例2：
第一步：按照質量份數配比稱取硅橡膠100份，納米三氧化二鋁7份，聚磷酸銨8份，十溴聯苯醚12份，氯化聚乙烯30份，有機膨潤土為7份，三氧化二銻25份，納米炭黑5份，六溴環十二烷20份，鄰苯二甲酸二異癸酯30份。
第二步：將硅橡膠投入高速混合機中，升溫至120℃，加入剩余原料，升溫至140℃，混合速度1100r/min，混合45min。
第三步：混合后的原料加入雙螺桿擠出機中熔融塑化造粒，溫度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺桿轉速115r/min。
耐油性能好、耐腐蝕，成本低，彎曲強度70MPa，氧指數45%；拉伸強度50MPa，維卡軟化點150℃，耐磨性高、離火自息和彈性優良，彈性模量14MPa；邵氏硬度110，原料資源豐富，可重復利用，沖擊強度35J/m；斷裂伸長率600%，可以在各種極端環境下廣泛使用，滴落緩慢，符合環保要求。
實施例3：
第一步：按照質量份數配比稱取硅橡膠100份，納米三氧化二鋁5份，聚磷酸銨5份，十溴聯苯醚10份，氯化聚乙烯20份，有機膨潤土為5份，三氧化二銻15份，納米炭黑3份，六溴環十二烷15份，鄰苯二甲酸二異癸酯20份。
第二步：將硅橡膠投入高速混合機中，升溫至115℃，加入剩余原料，升溫至135℃，混合速度1050r/min，混合40min。
第三步：混合后的原料加入雙螺桿擠出機中熔融塑化造粒，溫度200℃、210℃、220℃、230℃、220℃、210℃，螺桿轉速110r/min。
耐油性能好、耐腐蝕，成本低，彎曲強度90MPa，氧指數55%；拉伸強度60MPa，維卡軟化點160℃，耐磨性高、離火自息和彈性優良，彈性模量16MPa；邵氏硬度120，原料資源豐富，可重復利用，沖擊強度45J/m；斷裂伸長率650%，可以在各種極端環境下廣泛使用，滴落緩慢，符合環保要求。