[發明專利]一種熱硫化型阻燃硅橡膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210377991.6
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102850806A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 王錦成;杜有成;吳鼎;董星宇;趙藝
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08K3/38;C08K5/14;C01B35/00
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

技術領域

本發明涉及一種阻燃硅橡膠復合材料及其制備方法，具體說，是涉及一種熱硫化型阻燃硅橡膠復合材料及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

熱硫化型硅橡膠是指高分子量（40～60萬）的硅橡膠。采用有機過氧化物作硫化劑，經過加熱使有機過氧化物分解產生游離基，并與橡膠的有機側基形成交聯，從而獲得硫化膠。熱硫化型硅橡膠是最早應用的一大類橡膠，發展至今已有許多品種，按化學組成的不同，可分為：二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基乙烯基苯基硅橡膠、甲基乙烯基三氟丙基硅橡膠、苯撐硅橡膠和苯醚撐硅橡膠等品種，其中的甲基乙烯基硅橡膠是最主要的品種，俗稱高溫膠。甲基乙烯基硅橡膠(生膠)是無色、無臭、無毒、無機械雜質的膠狀物，應用時按需要加入適當的補強劑、結構控制劑、硫化劑等助劑一起混煉，然后升溫模壓成型或擠出成型做成各種制品；其制品具有優良的電絕緣性，抗電弧、電暈、電火花能力強，防水、防潮、抗沖擊力、抗震性好，具有生理惰性，透氣性等性能；主要用于航空、儀表、電子電器、航海、冶金、機械、汽車、醫療衛生等部門。

但硅橡膠本身易燃，這在一定程度上限制了其在電子電氣、汽車和航空航天等領域的應用，因此需要對硅橡膠改性以擴大其應用范圍。目前阻燃硅橡膠的研究已取得了一定進展，阻燃劑品種很多，選擇余地很大。但傳統的鹵素類阻燃劑在燃燒過程中會釋放有毒的鹵化氫氣體，易對人體、環境造成危害；無機阻燃填料往往需要很高的添加量才能滿足阻燃要求，這會影響材料的使用性能。因此，從阻燃效果和性價比看，今后阻燃劑的發展方向是無鹵、低煙、低毒、低腐蝕和價廉。

近年來，聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料的研究發展相當迅速，不論是從學術角度考慮，還是從工業化生產出發，都已引起人們的廣泛關注。納米復合材料不但能加強材料自身的一些性能，例如：熱穩定性、阻隔性能、力學性能和降解性能等，而且能賦予材料一些新的功能，如阻燃、抗菌、耐輻射、磁性等。尤其引人注目的是材料中該無機物組份質量含量僅為10%左右。

水滑石(HT)或類水滑石(HTLcs)是一種具有特殊結構的層狀微孔結構的無機黏土材料，其價格便宜，具有較大的比表面積和可調的組成以及獨特的結構和性能，吸附性強，較好的阻燃性能，且能循環利用，在催化、吸附分離、離子交換、醫藥以及功能材料等領域廣泛應用。中國專利申請201110366110.6公開了一種摻稀土類水滑石作無鹵阻燃劑和補強劑的復合材料及其制備方法，此復合材料包括摻雜稀土的表面改性類水滑石和乙烯醋酸乙烯。中國專利申請201210117740.4公開了一種類水滑石作EVA阻燃劑和抗光劑的復合材料及制備方法，此復合材料包括類水滑石和乙烯醋酸乙烯共聚物。但至今未見將類水滑石應用于硅橡膠中制備熱硫化型阻燃復合材料的相關報道。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的是提供一種含有類水滑石的熱硫化型阻燃硅橡膠復合材料及其制備方法。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種熱硫化型阻燃硅橡膠復合材料，是由含鋅、硼和鐵的類水滑石與熱硫化型硅橡膠生膠經混煉、硫化而得。

作為一種優選方案，所述含鋅、硼和鐵的類水滑石與熱硫化型硅橡膠生膠的質量比為(85:15)～(95:5)。

作為進一步優選方案，所述的熱硫化型硅橡膠為甲基乙烯基硅橡膠。

作為進一步優選方案，所述的含鋅、硼和鐵的類水滑石的制備工藝如下：

1)配制含Zn²⁺和Fe³⁺的混合鹽水溶液；

2)配制由NaOH和Na₂B₄O₇·10H₂O形成的混合堿水溶液；

3)在40～60℃溫度下及1500～2000轉/分鐘的攪拌速度下，將步驟2)制得的混合堿水溶液逐滴滴入步驟1)制得的混合鹽水溶液中，直至形成的混合溶液體系的pH值為9～10；

4)將步驟3)得到的產物于60～70℃老化18～24小時，然后洗滌，再于80～90℃干燥12～24小時，即得所述含鋅、硼和鐵的類水滑石。

作為更進一步優選方案，步驟1)制得的混合鹽水溶液中，Zn²⁺的摩爾濃度為1.5～4.0mol/L，Fe³⁺的摩爾濃度為0.3～1.0mol/L。