一種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠及其制備方法，將甲基乙烯基硅膠加入捏合機(jī)中進(jìn)行攪拌；逐步添加硅氮烷處理氣相法白炭黑；加入偶聯(lián)劑、硅油、羥基硅油進(jìn)行攪拌；加熱至150℃加熱20?40min并抽真空150?180min；出料冷卻；加入捏合機(jī)中，并添加硅氮烷、阻燃劑、硼酸鋅及耐熱添加劑攪勻，出料冷卻；開煉機(jī)添加硫化劑。相比一般的耐高溫硅膠，本專利涉及到的硅膠除了具有耐高溫性能，還具有阻燃性能。阻燃方面：在消防安全方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，即煙密度低，煙霧毒性較弱以及腐蝕性較弱，與含有鹵素/銻阻燃體系的化合物相比，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和機(jī)械性能，較弱的腐蝕性在處理階段以及在發(fā)生火災(zāi)時(shí)都有明顯的優(yōu)勢(shì)。
【專利說(shuō)明】
一種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及硅橡膠相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅橡膠是一種兼具無(wú)機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分子材料，主鏈由Si-0-Si鍵交替而成，側(cè) 鏈則是以Si-c鏈連接的各種有機(jī)取代基。硅橡膠由于其自身特殊的主鏈結(jié)構(gòu)，具有一定的 優(yōu)良特性。
[0003] 硅橡膠作為一種合成橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、耐寒性、電氣特性、絕緣性和生理惰 性等特點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。硅橡膠雖可以在200°C高溫下可連續(xù)使用 10000小時(shí)，但在更高的溫度要求情況下就不能應(yīng)用了，限制了其在一些需要高溫工況作業(yè) 的交通工具、家用電器、電子電氣和航空航天器等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，硅膠的耐高溫性能需 要進(jìn)一步提升，以擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。目前有些加入金屬氧化物的耐高溫硅膠，可以在300°C 以內(nèi)使用。但是阻燃性能不佳。
[0004]在目前現(xiàn)有的阻燃硅膠技術(shù)中，很多阻燃硅橡膠中使用含有鹵素的阻燃材料，阻 燃效果很好，但是在明火點(diǎn)燃的同時(shí)會(huì)有刺鼻氣味或者有毒有害氣體產(chǎn)生。而另一類添加 金屬氫氧化物類阻燃劑的硅橡膠則存在密度偏大，強(qiáng)度較低等缺陷，導(dǎo)致應(yīng)用范圍受局限。 因此，開發(fā)可以在300°C甚至以上溫度條件下使用，并且在明火點(diǎn)燃的情況下不燃燒的耐高 溫阻燃性硅橡膠已成為必然趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡 膠及其制備方法。
[0006] 為了達(dá)到本發(fā)明的目的，技術(shù)方案如下：
[0007] -種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)，包括組分：
[0008] 甲基乙烯基硅膠100份
[0009] 硅氮烷處理氣相法白炭黑30-50份 [0010]硅烷偶聯(lián)劑1-3份
[0011]硅油 5-15 份 [0012] 羥基硅油5-10份 [0013] 硅氮烷1-5份
[0014] 耐熱助劑1-5份
[0015] 阻燃劑10-60份
[0016] 硼酸鋅5-30份。
[0017] 優(yōu)選地，所述硅氮烷為環(huán)硅氮烷。
[0018] 優(yōu)選地，所述環(huán)硅氮烷為芳烴基硅氮烷。
[0019] 優(yōu)選地，所述硅氧烷為八甲基環(huán)四硅氧烷、環(huán)戊硅氧烷、環(huán)三硅氧烷、環(huán)四硅氧烷、 六甲基環(huán)三硅氮烷、八甲基環(huán)四硅氮烷、N甲基環(huán)硅氮烷、六甲基環(huán)三硅氮烷或六苯基環(huán)三 硅氮烷中的任意一種或幾種。
[0020] 優(yōu)選地，所述硅氧烷為四甲基二乙烯基硅氮烷、七甲基二硅氮烷中的任意一種或 幾種。
[0021] -種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠的制備方法，其特征在于，包括步驟：
[0022] 將甲基乙烯基硅膠生膠100份加入捏合機(jī)，啟動(dòng)攪拌，混煉8-15分鐘；
[0023] 停機(jī)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑15--20份，同時(shí)加入偶聯(lián)劑1-3份、硅油5-15 份、羥基硅油1 一3份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌；
[0024] 成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑10-20份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟 動(dòng)攪拌；
[0025] 成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑5-10份，同時(shí)添加羥基硅油4 一 12份， 合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌；
[0026]加熱升溫至160°C后關(guān)閉加熱裝置，繼續(xù)混煉90分鐘；
[0027]出料冷卻待用；
[0028]膠料冷卻至室溫后再次加入捏合機(jī)中，添加阻燃劑10-60份混煉20分鐘；
[0029] 添加硅氮烷1 一5份、硼酸鋅5-30份混煉20分鐘；
[0030]添加耐熱添加劑1 一5份混煉約10分鐘至攪拌均勻后出料冷卻；
[0031 ]開煉機(jī)打卷混煉至表面光滑后過(guò)濾機(jī)過(guò)濾包裝。
[0032] 添加芳烴類環(huán)硅氮烷，環(huán)硅氮烷參與反應(yīng)交聯(lián)在硅氧烷長(zhǎng)鏈里面，側(cè)鏈引入少量 體積較大的基團(tuán)，位阻增大使主鏈不易遇熱成環(huán)分解。環(huán)硅氮烷是可以阻止硅膠長(zhǎng)鏈發(fā)生 開鏈反應(yīng)的，相當(dāng)于交聯(lián)在硅氧烷長(zhǎng)鏈里面，硅氮烷是消除活性羥基基團(tuán)，防止發(fā)生解鏈反 應(yīng)的。
[0033]本發(fā)明具有的有益效果：
[0034]相對(duì)比一般的耐高溫硅膠，本專利涉及到的硅膠除了具有耐高溫性能，還具有阻 燃性能。在阻燃方面，本發(fā)明研制的硅膠在消防安全方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，即煙密度低，煙 霧毒性較弱以及腐蝕性較弱，與含有鹵素/銻阻燃體系的化合物相比，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和 機(jī)械性能，較弱的腐蝕性在處理階段以及在發(fā)生火災(zāi)時(shí)都有明顯的優(yōu)勢(shì)。
[0035]本發(fā)明得到的硅橡膠拉伸強(qiáng)度在5.5-7. IMPa，伸長(zhǎng)率在200~300%之間，撕裂強(qiáng) 度在15~25KN/M之間，可長(zhǎng)期高溫環(huán)境下使用，在300°C72小時(shí)熱處理后，硬度變化率20% ~40%，強(qiáng)度變化率-30%~-20%，撕裂變化率-20%~-60%在明火點(diǎn)燃下，5mm寬2mm厚硅 膠條離火熄滅。具有較好的可應(yīng)用性。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅僅局限于實(shí)施 例。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] -種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠的制備方法，包括步驟：
[0039]將甲基乙烯基硅膠生膠100份加入捏合機(jī)，啟動(dòng)攪拌，混煉8-15分鐘；
[0040] 停機(jī)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑15份，同時(shí)加入偶聯(lián)劑1份、硅油5份、羥基硅油 1份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌；
[0041] 成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑10份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪 拌；
[0042] 成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑5份，同時(shí)添加羥基硅油4份，合上缸蓋 通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌；
[0043]加熱升溫至160°C后關(guān)閉加熱裝置，繼續(xù)混煉90分鐘；
[0044] 出料冷卻待用；
[0045] 膠料冷卻至室溫后再次加入捏合機(jī)中，添加阻燃劑10份混煉20分鐘；添加八甲基 環(huán)四硅氮烷2份、硼酸鋅5份混煉20分鐘；
[0046] 添加耐熱添加劑1份混煉約10分鐘至攪拌均勻后出料冷卻；
[0047] 開煉機(jī)打卷混煉至表面光滑后過(guò)濾機(jī)過(guò)濾包裝。
[0048] 實(shí)施例2
[0049] -種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠的制備方法，包括步驟：
[0050] 將甲基乙烯基硅膠生膠100份加入捏合機(jī)，啟動(dòng)攪拌，混煉8-15分鐘；
[0051] 停機(jī)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑25份，同時(shí)加入偶聯(lián)劑3份、硅油15份、羥基硅 油2份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌；
[0052]成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑15份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪 拌；
[0053] 成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑10份，同時(shí)添加羥基硅油8份，合上缸蓋 通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌；
[0054]加熱升溫至160°C后關(guān)閉加熱裝置，繼續(xù)混煉90分鐘；
[0055]出料冷卻待用；
[0056] 膠料冷卻至室溫后再次加入捏合機(jī)中，添加阻燃劑55份混煉20分鐘；添加2份N甲 基環(huán)硅氮烷、3份六甲基環(huán)三硅氮烷、硼酸鋅28份混煉20分鐘；
[0057] 添加耐熱添加劑4.5份混煉約10分鐘至攪拌均勻后出料冷卻；
[0058] 開煉機(jī)打卷混煉至表面光滑后過(guò)濾機(jī)過(guò)濾包裝。
[0059] 實(shí)施例3
[0060] 一種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠的制備方法，包括步驟：
[0061 ]將甲基乙烯基硅膠生膠100份加入捏合機(jī)，啟動(dòng)攪拌，混煉8-15分鐘；
[0062] 停機(jī)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑20份，同時(shí)加入偶聯(lián)劑2份、硅油10份、羥基硅 油3份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌；
[0063]成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑12份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪 拌；
[0064] 成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑8份，同時(shí)添加羥基硅油5份，合上缸蓋 通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌；
[0065]加熱升溫至160°C后關(guān)閉加熱裝置，繼續(xù)混煉90分鐘；
[0066]出料冷卻待用；
[0067]膠料冷卻至室溫后再次加入捏合機(jī)中，添加三聚氰胺類阻燃劑40份混煉20分鐘； 添加2份四甲基二乙烯基硅氮烷、1份環(huán)戊硅氧烷、1份六苯基環(huán)三硅氮烷、硼酸鋅15份混煉 20分鐘；
[0068] 添加耐熱添加劑3份混煉約10分鐘至攪拌均勻后出料冷卻；
[0069] 開煉機(jī)打卷混煉至表面光滑后過(guò)濾機(jī)過(guò)濾包裝。
[0070] 實(shí)施例4
[0071] -種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠的制備方法，包括步驟：
[0072]將甲基乙烯基硅膠生膠100份加入捏合機(jī)，啟動(dòng)攪拌，混煉8-15分鐘；
[0073] 停機(jī)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑20份，同時(shí)加入偶聯(lián)劑2.5份、硅油8份、羥基硅 油3份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌；
[0074]成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑10份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪 拌；
[0075] 成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑5份，同時(shí)添加羥基硅油3份，合上缸蓋 通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌；
[0076]加熱升溫至160°C后關(guān)閉加熱裝置，繼續(xù)混煉90分鐘；
[0077]出料冷卻待用；
[0078]膠料冷卻至室溫后再次加入捏合機(jī)中，添加三聚氰胺類阻燃劑25份混煉20分鐘； 添加2份六甲基環(huán)三硅氮烷、硼酸鋅15份混煉20分鐘；
[0079]添加稀土類耐熱添加劑2份混煉約10分鐘至攪拌均勻后出料冷卻；
[0080]開煉機(jī)打卷混煉至表面光滑后過(guò)濾機(jī)過(guò)濾包裝。
[0081 ] 根據(jù)GB/T531-1999、GB/T3690-2009等測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本發(fā)明的硅橡膠以及現(xiàn)有市場(chǎng) 上的硅橡膠產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：
[0082]
[0083]測(cè)試條件:試片一次硫化條件：175°C X 5min [0084] 硫化劑:活性含量80%的〃雙-2，5"，加入量0 · 65%
[0085] 注：一為不可測(cè)·
[0086]由測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明制得的硅橡膠與市場(chǎng)產(chǎn)品相比，在拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率 和直角撕裂性能上面明顯更優(yōu)異，并且達(dá)到了阻燃的標(biāo)準(zhǔn)。拉伸強(qiáng)度在5.5-7. IMPa，伸長(zhǎng)率 在200~300%之間，撕裂強(qiáng)度在15~25KN/M之間，可長(zhǎng)期高溫環(huán)境下使用。在300°C下72小 時(shí)熱處理后，硬度變化率20 %~40 %，強(qiáng)度變化率-30 %~-20 %，撕裂變化率-20 %~-60 %。在明火點(diǎn)燃下，5_寬2_厚硅膠條離火熄滅。具有較好的可應(yīng)用性。
[0087]最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù) 方案，因此，盡管本說(shuō)明書參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，而一切不脫離本 發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)，包括組分： 甲基乙烯基硅膠100份 硅氮烷處理氣相法白炭黑30-50份 硅烷偶聯(lián)劑1-3份 硅油5-15份 羥基硅油5-10份 硅氮烷1-5份 耐熱助劑1-5份 阻燃劑10-60份 硼酸鋅5-30份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠，其特征在于，所述硅氮烷為環(huán)硅 氮烷。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠，其特征在于，所述環(huán)硅氮烷為芳 烴基硅氮烷。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠，其特征在于，所述硅氧烷為八甲 基環(huán)四硅氧烷、環(huán)戊硅氧烷、環(huán)三硅氧烷、環(huán)四硅氧烷、六甲基環(huán)三硅氮烷、八甲基環(huán)四硅氮 烷、N甲基環(huán)硅氮烷、六甲基環(huán)三硅氮烷或六苯基環(huán)三硅氮烷中的任意一種或幾種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠，其特征在于，所述硅氧烷為四甲 基^乙烯基娃氣燒、七甲基^娃氣燒中的任意一種或幾種。6. -種新型耐高溫阻燃環(huán)保硅橡膠的制備方法，其特征在于，包括步驟： 將甲基乙烯基硅膠生膠100份加入捏合機(jī)，啟動(dòng)攪拌，混煉8-15分鐘； 停機(jī)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑15-20份，同時(shí)加入偶聯(lián)劑1-3份、硅油5--15份、羥 基硅油1 一3份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌； 成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑10-20份，合上缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪 拌； 成團(tuán)后繼續(xù)添加硅氮烷處理氣相法白炭黑5-10份，同時(shí)添加羥基硅油4 一 12份，合上 缸蓋通氮?dú)?分鐘后啟動(dòng)攪拌； 加熱升溫至160 °C后關(guān)閉加熱裝置，繼續(xù)混煉90分鐘； 出料冷卻待用； 膠料冷卻至室溫后再次加入捏合機(jī)中，添加阻燃劑10-60份混煉20分鐘； 添加硅氮烷1 一5份、硼酸鋅5-30份混煉20分鐘； 添加耐熱添加劑1 一5份混煉約10分鐘至攪拌均勻后出料冷卻； 開煉機(jī)打卷混煉至表面光滑后過(guò)濾機(jī)過(guò)濾包裝。
【文檔編號(hào)】C08L83/06GK105949790SQ201610532261
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】富宇, 劉承華
【申請(qǐng)人】五誼環(huán)?？萍迹ㄉ虾＃┯邢薰?br>