(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210960148.4 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正 街 174号 (72)发明人 沙洲　黄正勇　李剑　王飞鹏　 陈伟根　周芋伶　郑贞恒　 (74)专利代理 机构 南京北辰联和知识产权代理 有限公司 323 50 专利代理师 徐艳 (51)Int.Cl. C08L 83/04(2006.01) C08K 9/06(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 3/36(2006.01) (54)发明名称 一种纳米改性硅 橡胶的制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种纳米改性硅橡胶的制备方 法， 步骤包括： S1： 采用硅烷偶联剂对纳米ZnO和 SiO2进行改性， 获得改性的纳米ZnO和SiO2粉末； S2： 将步骤S1获得的改性的纳米ZnO和SiO2粉末 组成纳米改性复合剂， 再加入硅橡胶中， 搅拌反 应后， 干燥获得混合物； S3： 向步骤S2中获得的混 合物中加入固化剂， 混匀后倒入模具中进行固 化， 再冷却后获得改性硅橡胶。 采用该纳米改性 硅橡胶的制备方法制得的纳米改性硅橡胶能够 显著提高硅橡胶抗拉伸性能、 抗老化性能、 导热 性能和绝 缘性能。 权利要求书1页 说明书5页 CN 115322571 A 2022.11.11 CN 115322571 A 1.一种纳米改性硅 橡胶的制备 方法， 其特 征在于， 具体步骤 包括： S1： 采用硅烷偶联剂对纳米ZnO和SiO2进行改性， 获得改性的纳米ZnO和SiO2粉末； S2： 将步骤S1获得的改性的纳米ZnO和Si O2粉末组成纳米改性复合剂， 再加入硅橡胶中， 搅拌反应后， 干燥获得混合物； S3： 向步骤S2中获得的混合物中加入固化剂， 混匀后倒入模具中进行固化， 再冷却后获 得改性硅 橡胶。 2.根据权利要求1所述的纳米改性硅橡胶的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S1具体步 骤为： S11： 将硅烷偶联剂KH 550溶于乙醇中， 加入水搅拌水解； S12： 水解后的硅烷偶联剂中加入干燥纳米Z nO和SiO2， 高速混合3.5～5min， 即得到改性 的纳米ZnO和SiO2粉末。 3.根据权利要求2所述的纳米改性硅橡胶的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S11中的 乙醇为分析纯乙醇， 所述步骤S12 中采用磁力搅拌进行混合， 混合3.5～5min后进行抽滤再 研磨， 获得改性的纳米ZnO和SiO2粉末。 4.根据权利要求2所述的纳米改性硅橡胶的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S2的具体 步骤为： S21： 将改性的纳米ZnO和SiO2粉末混合组成纳米改性复合剂； S22： 将纳米改性复合剂加入到硅橡胶中， 机械搅拌2h后置于真空干燥箱内， 于120～ 130℃下干燥2 ～3h后， 获得混合物。 5.根据权利要求4所述的纳米改性硅橡胶的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S3的具体 步骤为： 向上述混合物中加入固化剂， 混匀后倒入模具中进行固化， 固化温度为150～200 ℃， 固化时间为8～12h， 冷却至室温后取 出， 获得纳米改性的硅 橡胶。 6.根据权利要求4所述的纳米改性硅橡胶的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S12中分 两次将纳米ZnO和SiO2加入水解后的硅烷偶联剂中， 加入纳米ZnO和SiO2总量为150g。 7.根据权利要求6所述的纳米改性硅橡胶的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S12中先 加入100g纳米ZnO和SiO2， 600～800rpm高速混合2min后， 再加入50g纳米ZnO和SiO2， 600～ 800rpm高速混合1.5mi n； 纳米ZnO和SiO2的比例为2： 1。 8.根据权利要求7所述的纳米改性硅橡胶的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S3的固化 处理为两次固化， 具体为： 第一次固化 温度150～180℃， 固化时间为6～9h， 再将温度提升到 180～200℃， 固化时间4～6 h， 冷却至室温后取 出， 获得纳米改性硅 橡胶。 9.根据权利要求6所述的纳米改性硅橡胶的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S3 中的固 化剂为三乙烯四胺。 10.根据权利要求6所述的纳米改性硅橡胶的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S22中的 真空干燥箱的真空度为 ‑0.08。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115322571 A 2一种纳米改性硅橡胶的制备方 法 技术领域 [0001]本发明专利涉及绝缘橡胶材料， 主要涉及纳米改性复合剂技术领域， 具体涉及一 种纳米改性硅 橡胶的制备 方法。 背景技术 [0002]硅橡胶制品具有优异的综合性能， 已在航 空、 电气、 电子、 化工、 仪表、 汽车、 机械等 工业以及医疗卫生、 日常生活各个领域获得了广泛的应用。 硅橡胶是一种直链状、 高相对分 子质量的聚硅氧烷； 硅橡胶的相对分子质量一般超过1.5 ×105； 硅橡胶的分子主链由硅原 子和氧原子交替组成( ‑Si‑O‑Si‑)； Si‑O键的键能(422kJ/mol)高于C ‑C键(240kJ/mol)； 硅 橡胶无毒 无味,并具有良好的耐 高低温性、 电绝缘性、 耐光老化性、 耐氧老化性、 防霉性和化 学稳定性。 但我国国内传统的硅橡胶无法满足机械密封用和电机绝缘用硅橡胶在高导热、 高绝缘、 抗拉伸和抗老化等方面的诸多技术要求。 硅橡胶的理化性质和电气性质难以得到 同时提升， 导致用于机械密封或电机绝缘的硅橡胶产品， 例如硅橡胶浇筑的变压器无法得 到大规模生产及推广。 研究表明， 在一定制备环境下， 经过纳米材料改性的硅橡胶材料， 其 理化性质和电气性质能得到改变。 本发明旨在提出可增强硅橡胶拉伸性能、 抗老化性能、 导 热性能及绝 缘性能的基于纳米改性的硅 橡胶制备技 术。 [0003]中国专利文献(CN106905702A)公开了一种制备纳米改性硅橡胶的方法， 其特征在 于： 1)改性纳米材料的制备： 将6 ‑8层的石墨烯或白石墨烯用表面活性剂处理， 得到 改性纳 米材料粉体； 2)将硅橡胶、 氧化石墨烯及步骤1中得到的改性纳米材料粉体在开炼机或密炼 机中进行混炼均匀， 混炼具体为先加入软化剂和粉末状填充剂进行第一 阶段的粗混炼， 胶 料经冷却和放置一定时间后， 再加硫黄和促进剂进行第二 阶段混炼， 所述硅橡胶为疏水性 白炭黑增强硅橡胶， 得到橡胶复合材料； 3)步骤1 中所述表面活性剂处理方式为在质量浓度 为0.1％的表面活性剂的水溶液浸泡24h， 50℃真空干燥48h； 4)步骤1中处理所述石墨烯的 表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、 聚乙烯醇、 木质素磺酸钠、 十六烷基 三甲基溴化铵、 聚乙烯 吡咯烷酮 中的一种； 处理所述白石墨烯的表面活性剂包括长链路易 斯碱、 长链路易斯酸、 季铵化物、 磺酸化物、 非离子型表 面活性剂中的一种； 5)所述长链路易 斯碱为胺类； 所述长链路易斯酸为硼烷类； 所述季铵化物为烷基三甲基季铵盐、 烷基二甲基 苄基季铵盐、 二烷基二甲基季铵盐中的一种； 所述磺酸化物 为十二烷基苯磺酸钠、 十二烷基 磺酸钠、 木质素磺酸钠、 甘胆酸钠中的一种； 所述 非离子型表面活性剂为聚醚、 聚酯、 聚乙烯 醇、 纤维素衍生物中的一种。 但大规模生产石墨烯非常困难且昂贵， 通常， 通过机械剥离法 获得少量的石墨烯片。 在硅橡胶的大规模生产中， 需要提取大量的石墨烯片， 这非常困难， 并且提取 出的材料也将包 含一些杂质/缺陷， 因此 得到实际应用还有 待进一步研究与考 量。 [0004]专利文献(WO2018036431A1)公开了一种改性纳米复合硅胶密封圈的制备方法， 其 特征在于： 1)选择改性白石墨烯、 改性石墨烯、 氧化石墨烯中的一种作为纳米添加剂； 改性 方法： 选用5 ‑10层的白石墨烯用质量百分浓度为0.1％的长链路易斯碱、 长链路易斯酸、 磺 酸化物、 季胺 化物或者 非离子型表 面活性剂水溶液浸泡2 4小时， 经离心、 真空干燥后得改性说　明　书 1/5 页 3 CN 115322571 A 3