[發明專利]一種無鹵阻燃硅橡膠的制備方法

有效

• 申請號: 201210550067.3
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN102977613A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 靳利敏;吳向榮;羅斌;歐陽效志;陳應旭;吳加文
• 申請（專利權）人: 肇慶皓明有機硅材料有限公司
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/05;C08K13/06;C08K9/00;C08K3/36;C08K3/22;C08K3/38;C08K5/549;C08K5/17
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發明涉及適用于電子電器元件領域的阻燃性硅橡膠，具體涉及一種無鹵阻燃硅橡膠的制備方法。

背景技術

硅橡膠具備良好的耐高低溫，耐臭氧、耐候性、絕緣性及生產惰性等很多優異的性能，在國民經濟的各個領域有著廣泛的應用。硅橡膠的氧指數較以碳為主鏈的橡膠高,在燃燒時熱釋放速率低,火焰傳播速度慢,但在明火的作用下，硅橡膠還是可以持續燃燒。硅橡膠的可燃性限制了其在電子電器，汽車，機械，航天航空，地下建筑等領域的應用。

隨著電子元器件，功率電路模塊，大型集成電路板，LED等高科技領域進一步實現高性能、高可靠性以及小型化的要求，而且需要在高低溫、發熱、高電壓及放電等苛刻條件下工作，這就要求灌封材料不但具備優良的耐高低溫性能、機械力學性能，電絕緣性能，還要具備良好的阻燃性能。

作為賦予硅橡膠阻燃性的方法，一般用鉑化合物作為阻燃劑，但是單獨使用鉑化合物不能獲得良好的阻燃性，還要考慮使用其它物質做助劑。例如US3652488列舉了炭黑，US3635874列舉了氧化鈦，特公昭51-24301號公報中采用添加氧化鐵黑的方法，但上述物質均具有遮蓋力很強的顏色，限制了其應用范圍。另外有采用十溴二苯醚或者十溴二苯乙烷做阻燃助劑，取得了良好的阻燃效果，但是現在一些歐美國家出于環保方面的考慮，開始嚴格限制含鹵素化合物的使用。還有采用氰脲酸三聚氰胺或者其它氮磷系化合物做阻燃劑制備的無鹵阻燃硅膠，但氮磷系化合物要獲得良好的阻燃性，需要較多的添加量，嚴重影響硅橡膠的機械性能，而且氮磷系化合物用于加成型電子硅橡膠中會影響鉑系催化劑的活性，嚴重時會導致催化劑失活，硅膠無法固化。目前采用較多的是添加無機阻燃填料來提高阻燃性，例如CN101168620A，CN101121820A,CN102618208,CN101735619A均是采用添加氫氧化鋁，氫氧化鎂或硼酸鋅中的一種或兩種以上的混合物獲得良好的阻燃效果。但無機阻燃填料要獲得良好的阻燃性，需要較多的添加量，嚴重影響固化后硅橡膠的機械性能和固化前的流動性能，不能滿足大功率電子元器件的灌封。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種無鹵阻燃硅橡膠的制備方法，其制備的無鹵阻燃硅橡膠不但具備良好的阻燃性能、力學性能和優異的流動性能，而且環保安全，易于操作。

本發明所述的一種無鹵阻燃硅橡膠的制備方法，包括以下步驟，且下述步驟中涉及的份數按重量份計：

（1）基料的制備：將100份乙烯基聚二甲基硅氧烷，1-20份補強填料，5-25份聚倍半硅氧烷，100-300份導熱填料，0-100份無鹵阻燃填料，加入真空捏合機捏合均勻，然后升溫至100-180℃，真空度0.06-0.1Mpa，共混30-240分鐘獲得基料；

（2）A組分的制備:在常溫下，在步驟（1）制得的100份基料中，加入鉑催化劑，充分攪拌30-240分鐘制得A組分；其中，鉑催化劑用量相對A組份的用量為1-500ppm；

（3）B組分的制備：在常溫下，在步驟（1）制得的100份基料中，加入0.2-20份含氫硅油交聯劑、0.0005-0.02份胺類化合物和0.002-0.5份交聯抑制劑，充分攪拌30-240分鐘制得B組分；

（4）無鹵阻燃硅橡膠的制備：在室溫下，取等質量的步驟（2）制得的A組分和步驟（3）制得的B組份混合均勻，抽真空脫泡，然后室溫或者加熱固化得到無鹵阻燃硅橡膠。

步驟（1）中所述乙烯基聚二甲基硅氧烷為直鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷或支鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種以上的混合物，乙烯基含量為0.1-3.0wt%，25度粘度為200-5000mpa.s。

步驟（1）中所述的補強材料為乙烯基MQ硅樹脂，乙烯基含量為0.1-6wt%。乙烯基MQ樹脂相比白炭黑，不但降低了有機硅灌封膠的粘度，而且經過本發明人認真研究發現，體系中添加乙烯基MQ硅樹脂有助于提高膠料的流動性能。

步驟（1）中所述的聚倍半硅氧烷為具有籠狀結構的多面體低聚倍半硅氧烷，其分子式為(RSiO_1.5)₈，其結構式如下：

其中R為有機取代基，可以為乙烯基或者甲基或者苯基或者三甲基硅烷基研究發現具備籠狀結構的多面體低聚倍半硅氧烷本身具備良好的阻燃作用。倍半硅氧烷主要是有Si-O鍵組成，燃燒時生成的SiO₂含量非常高，其分解溫度可達到225-300℃左右，具備非常好的耐熱性與阻燃性。