本發(fā)明涉及硅橡膠加工，特別是涉及一種以分子篩為載體的耐熱添加劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、硅橡膠是一種主鏈由si-o鍵組成的彈性體材料，具有良好的耐高低溫性能、絕緣性能、化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性。得益于主鏈硅氧鍵的高鍵能，硅橡膠的耐高溫性能突出，優(yōu)于大部分碳基橡膠材料，在高溫設(shè)備、高溫管路、特種線纜、電子元器件封裝、航空航天、國防軍工等高溫環(huán)境中有廣泛應(yīng)用。
2、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為滿足高溫環(huán)境的應(yīng)用需求，需要高分子材料能滿足300℃下較長時間服役的技術(shù)要求。然而，在300℃熱氧環(huán)境下，現(xiàn)有的硅橡膠會發(fā)生顯著的熱氧老化，出現(xiàn)材料彈性下降，硬度急劇升高，甚至發(fā)生材料破裂等情況，進(jìn)而導(dǎo)致密封失效、線纜包材破裂，出現(xiàn)設(shè)備故障，危害生產(chǎn)安全與人體健康。因此，為滿足硅橡膠的耐300℃高溫的要求，需要對其進(jìn)行化學(xué)或物理改性。
3、專利文件cn114133745a公布了一種耐熱劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，由2～10％氧化釔、3～15％氧化鋯、25～40％氧化鈰、50％甲基乙烯基硅橡膠生膠及5～18％氧化鈦組成。所述耐熱劑與硅橡膠制成的硫化膠，在350℃老化5h后，其拉伸強(qiáng)度保持率和斷裂伸長率保持率分別為25％和40％，仍然無法滿足使用需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利申請所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種以分子篩為載體的耐熱添加劑及其制備方法和應(yīng)用。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
3、一種以分子篩為載體的耐熱添加劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，包括以下組分：20～40％分子篩和60～80％金屬氧化物。
4、一種以分子篩為載體的耐熱添加劑的制備方法，包括以下步驟：
5、s1：分子篩與金屬無機(jī)酸鹽按照質(zhì)量比為10：5～90分散于去離子水中，磁力攪拌均勻，得到混合液；
6、s2：將上述混合液在超聲波清洗儀中進(jìn)行超聲處理；
7、s3：在經(jīng)過超聲處理的混合液中加入過量的堿溶液，磁力攪拌，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)；
8、s4：水熱反應(yīng)后離心分離得到固體產(chǎn)物，對固體產(chǎn)物洗滌干燥后研磨充分，在管式爐中高溫退火，得到負(fù)載金屬氧化物的分子篩耐熱添加劑。
9、優(yōu)選的，所述分子篩包括硅鋁酸鹽介孔分子篩的一種或多種，分子篩粒徑為20～100μm，孔徑為5～100nm。分子篩包括sba-15，sba-16、mcm-41、mcm-49中的一種或多種。分子篩的粒徑為20～100μm，孔徑為5～100nm。
10、優(yōu)選的，所述金屬氧化物包括鐵氧化物、銅氧化物、鈷氧化物、鈰氧化物、鎳氧化物和鈦氧化物中的一種或多種。
11、優(yōu)選的，所述金屬無機(jī)酸鹽包括鈦鹽、鐵鹽、鈰鹽、鎳鹽、鈷鹽中的一種或多種。
12、優(yōu)選的，所述的鈦鹽為氯化鈦、硫酸鈦中的一種或多種。
13、優(yōu)選的，所述的鐵鹽為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、氯化鐵中的一種或多種。
14、優(yōu)選的，所述的鈰鹽為硫酸鈰、硝酸鈰中的一種或多種。
15、優(yōu)選的，所述的鎳鹽為硫酸鎳、硝酸鎳中的一種或多種。
16、優(yōu)選的，所述的鈷鹽為硫酸鈷、硝酸鈷中的一種或多種。
17、優(yōu)選的，步驟s1磁力攪拌的攪拌轉(zhuǎn)速為300～2000rpm，攪拌時間為15～60min。步驟s3所述的磁力攪拌的攪拌轉(zhuǎn)速為300～2000rpm，攪拌時間為30～120min。
18、優(yōu)選的，堿溶液包括氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水中的一種或多種，堿溶液中堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～30％，金屬無機(jī)鹽與堿的質(zhì)量比為10:2～4。
19、優(yōu)選的，離心分離的離心轉(zhuǎn)速為1500～3500rpm，離心時間為5～20min。
20、優(yōu)選的，所述水熱反應(yīng)的反應(yīng)溫度為120～180℃，反應(yīng)時間為6～24h。
21、優(yōu)選的，所述超聲波處理的超聲功率為200～500w，超聲時間為10～60min。
22、優(yōu)選的，所述的退火過程的退火溫度為500～650℃，升溫速率為2～5℃·min-1，退火處理時間為2～6h。
23、以分子篩為載體的耐熱添加劑在硅橡膠中的應(yīng)用，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，其占硅橡膠含量的1～6％。
24、綜上，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制備的以分子篩為載體的耐熱添加劑是由介孔分子篩材料負(fù)載金屬氧化物得到的復(fù)合填料，該復(fù)合填料可以通過金屬氧化物的自由基猝滅作用，抑制硅橡膠的熱老化反應(yīng)，同時以分子篩為載體，極大提高了金屬氧化物與硅橡膠的有效接觸面積，避免了金屬氧化物的團(tuán)聚，顯著提高了硅橡膠的耐高溫性能，拓寬了硅橡膠材料在高溫設(shè)備、高溫管路、特種線纜、電子元器件封裝、國防軍工等領(lǐng)域的應(yīng)用。
25、具體包括以下有益效果：
26、1)以金屬氧化物為復(fù)合材料的主要成分，利用金屬氧化物的自由基猝滅功能，抑制硅橡膠老化過程中甲基自由基的形成，延緩老化速度，進(jìn)而達(dá)到改善硅橡膠耐高溫性能的作用。
27、2)以分子篩為載體，通過水熱法將金屬氧化物與分子篩結(jié)合形成復(fù)合填料，利用分子篩的介孔結(jié)構(gòu)以及高比表面積的特性，減少金屬氧化物的團(tuán)聚，增大了金屬氧化物與硅橡膠的有效接觸面積，從而提高硅橡膠的耐熱性。同時，以硅鋁酸鹽為主要成分的分子篩還可以改善耐熱添加劑與硅橡膠基體的相容性。
28、3)部分金屬氧化物可以進(jìn)入分子篩的內(nèi)部孔隙，并在受熱條件下逐步從分子篩內(nèi)部釋放出來，起到持續(xù)改善硅橡膠耐熱性能的作用。
1.一種以分子篩為載體的耐熱添加劑，其特征在于，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，包括以下組分：20～40％分子篩和60～80％金屬氧化物。
2.如權(quán)利要求1所述的以分子篩為載體的耐熱添加劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以分子篩為載體的耐熱添加劑的制備方法，其特征在于，所述分子篩包括硅鋁酸鹽介孔分子篩的一種或多種，分子篩粒徑為20～100μm，孔徑為5～100nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以分子篩為載體的耐熱添加劑的制備方法，其特征在于，所述金屬氧化物包括鐵氧化物、銅氧化物、鈷氧化物、鈰氧化物、鎳氧化物和鈦氧化物中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以分子篩為載體的耐熱添加劑的制備方法，其特征在于，所述金屬無機(jī)酸鹽包括鈦鹽、鐵鹽、鈰鹽、鎳鹽、鈷鹽中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以分子篩為載體的耐熱添加劑的制備方法，其特征在于，所述水熱反應(yīng)的反應(yīng)溫度為120～180℃，反應(yīng)時間為6～24h。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以分子篩為載體的耐熱添加劑的制備方法，其特征在于，所述超聲波處理的超聲功率為200～500w，超聲時間為10～60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以分子篩為載體的耐熱添加劑的制備方法，其特征在于，所述的退火過程的退火溫度為500～650℃，升溫速率為2～5℃·min-1，退火處理時間為2～6h。
9.如權(quán)利要求1所述的以分子篩為載體的耐熱添加劑在硅橡膠中的應(yīng)用，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，其占硅橡膠含量的1～6％。