[發(fā)明專利]納米氫氧化鎂阻燃硅橡膠復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210445746.4
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN102964838A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高潤寶
• 申請（專利權(quán)）人: 高潤寶
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/36;C08K5/549
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種阻燃硅橡膠，尤其涉及一種納米氫氧化鎂改性的阻燃硅橡膠復(fù)合材料以及其制備方法。

背景技術(shù)

????硅橡膠的氧指數(shù)較以碳為主鏈的橡膠高，在燃燒時熱釋放速率低，火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷瑹o滴落，且純硅橡膠燃燒時幾乎不生成有毒氣體，在燃燒后會在表面形成陶瓷化的碳硅層，能阻止熱、氧的交換和內(nèi)部可燃物向外擴散與熱、氧接觸。由于硅橡膠在阻燃和耐高低溫方面的特殊性能，使其在航空航天、電子電氣、電力傳輸及機械部件等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。盡管如此，硅橡膠仍存在可燃的缺陷，特別是其容易陰燃，存在潛在的燃燒風(fēng)險。而目前應(yīng)用于宇航、電子電氣及輸電線路等方面的硅橡膠往往要在高溫、發(fā)熱、高電壓及放電等條件下工作，所以對硅橡膠的阻燃性能提出了更高的要求，因此研究及制備具有良好阻燃性的硅橡膠在理論和應(yīng)用方面都具有重要意義。

硅橡膠在高溫下可能發(fā)生以下幾種反應(yīng)：（1）側(cè)鏈有機基團的氧化。在高溫熱空氣中側(cè)鏈有機基團會被氧化，分解出甲醛和甲酸小分子，同時引起分子間以硅氧鍵交聯(lián)。（2）主鏈熱重排降解。未封端或部分封端的硅橡膠通常有一定量的端羥基，在高溫下端羥基會引發(fā)分子主鏈解扣式的降解反應(yīng)，分解出小分子環(huán)硅氧烷。在更高溫度下，即使是封端的硅橡膠分子鏈也會引發(fā)硅氧主鏈的熱降解重排，分解出小分子硅氧烷。（3）在300℃以上硅橡膠側(cè)鏈的硅碳鍵也會裂解，產(chǎn)生甲烷等有機氣體，分子間通過硅碳鍵形成交聯(lián)。（4）在更高的溫度下燃燒可生成二氧化硅，硅橡膠表面會形成由碳、硅和氧元素組成的陶瓷層，這層陶瓷層具有一定的強度，可以起到阻隔熱量和可燃氣體與氧氣交換傳遞的作用。

????通過對硅橡膠燃燒特性的分析可以看出，發(fā)生解扣式降解生成環(huán)硅氧烷小分子對硅橡膠的阻燃不利；分子間發(fā)生交聯(lián)可形成較之前更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可在一定程度上抑制燃燒的繼續(xù)；燃燒后生成的陶瓷層可以起到阻隔熱量和氧氣與可燃物傳遞及反應(yīng)的作用，從而抑制燃燒的繼續(xù)進行。雖然硅橡膠燃燒后生成的陶瓷層能起到阻燃的作用，但是生成的陶瓷層往往呈灰狀，或不夠連續(xù),強度也不高，容易剝落，大大降低了其應(yīng)有的阻燃功效。所以提高硅橡膠的阻燃性能可從以下幾方面考慮：（1）促進起阻隔作用的陶瓷層的生成，提高其連續(xù)性和強度；（2）提高硅橡膠的穩(wěn)定性，促進硅橡膠在高溫下的交聯(lián)，形成較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；（3）防止解扣式降解，減少可燃性小分子的放出；（4）捕捉燃燒反應(yīng)生成的自由基，抑制和減緩燃燒反應(yīng)；（5）加入無機填料，利用其分解吸收熱量，以達到降低聚合物溫度、提高導(dǎo)熱性及稀釋可燃物濃度等目的。

目前，添加阻燃劑是改善硅橡膠阻燃性能的一種有效而簡單的方法，但是，添加填料常常帶來一些問題，如添加大量的阻燃填料會嚴重惡化材料的力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明的目的是提供一種具有良好的阻燃效果的同時保持材料原有力學(xué)性能的硅橡膠復(fù)合材料，以及這種硅橡膠復(fù)合材料的制備方法。

????為了實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種納米氫氧化鎂阻燃硅橡膠復(fù)合材料，按重量單位份計包括以下組分：苯基硅橡膠??100～120份；二苯基二甲氧基硅烷??8～10份；納米氫氧化鎂??10～20份；氣相白炭黑??5～30份；環(huán)三硅氮烷?2～4份；蒙脫土??3～6份；氯仿??0.3～0.6份；表面活性劑?3～8份；硫化劑??1份。

????所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、磷酸三丁酯或其混合物。

根據(jù)以上配方制備制備本發(fā)明納米氫氧化鎂阻燃硅橡膠復(fù)合材料的方法，包括以下步驟：

（1）????將蒙脫土、表面活性劑混合后在80℃下攪拌1h后抽濾,水洗并真空干燥至恒重,并研磨成粒徑約50～100μm的粉末；

（2）????將蒙脫土分散于氯仿中，加入二苯基二甲氧基硅烷混合均勻，5h后加熱到50℃揮發(fā)掉溶劑后冷卻至室溫；

（3）????加入苯基硅橡膠、氣相白炭黑、環(huán)三硅氮烷充分混合，混煉均勻后出片，在烘箱中于160℃熱處理2h，放置24h后，在開煉機上加入納米氫氧化鎂和硫化劑，混煉均勻，出片。