[發明專利]一種納米阻燃劑與氮磷系膨脹阻燃劑協同阻燃硅橡膠材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611240104.5
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106633917B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 賈志欣;丁勇;薛鋒;羅遠芳;賈德民
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/04;C08K3/34;C08K5/14;C08K3/32;C08K5/5357;C08K5/527
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發明公開了一種納米阻燃劑與氮磷系膨脹阻燃劑協同阻燃硅橡膠材料及其制備方法。該材料由以下重量百分比的組分組成：硅橡膠68.0%?82.0%，納米阻燃劑0.5%?5.0%，氮磷系膨脹阻燃劑18.0%?25.0%，硫化劑0.5%?2.5%。本發明的橡膠材料不含鹵素以及其他有害物質，燃燒過程中不會產生有毒害氣體造成二次污染，納米阻燃劑在硅橡膠基體中分散均勻，只需少量就能顯著降低硅橡膠的燃燒性能，而且還能使硅橡膠的機械性能提高，氮磷系阻燃劑能賦予硅橡膠優異的阻燃性能，且兩者的阻燃機理均為凝聚相阻燃，協同效果顯著，當二者復配使用時，既能改善硅橡膠的阻燃性能，又能使硅橡膠的機械性能最大程度的保持。

技術領域

本發明涉及高分子復合材料共混、材料阻燃領域，具體涉及一種納米阻燃劑與氮磷系膨脹阻燃劑協同阻燃硅橡膠材料及其制備方法。

背景技術

自從上世紀40年代硅橡膠商業化以來，各種硅橡膠產品層出不窮，硅橡膠具有優異的生物相容性、耐化學腐蝕、電絕緣性等，廣泛應用于醫療衛生、交通運輸、電子電器等領域。但是硅橡膠極易燃燒，而且一經點燃便會放出大量的熱，嚴重限制了硅橡膠的應用范圍。因此對硅橡膠的阻燃改性顯得尤為重要。

目前，鹵素阻燃劑因其阻燃效率高，對材料的機械性能影響小等優點，占據了市場的半壁江山，但是經鹵素阻燃劑處理的材料在燃燒的時候會釋放有毒，有腐蝕性氣體和大量的煙霧而造成二次污染，因此，國內外對限制，禁止使用鹵素阻燃劑的呼聲越來越高。而膨脹阻燃劑由于其無鹵、低煙、低毒、無腐蝕性氣體的特點，近年來受到人們普遍的關注。添加了膨脹型阻燃劑的聚合物燃燒時會在表面形成一層蓬松有孔封閉結構的炭質泡沫層。一旦形成，其本身不燃，但可削弱聚合物與熱源間的熱傳導,并阻止氣體擴散。一旦燃燒得不到足夠的燃料和氧氣，燃燒的聚合物便會自熄。這種多孔的炭層具有隔熱、隔氧、無滴落并使火焰自熄的作用。因此,膨脹阻燃技術已成為非常活躍的阻燃研究領域之一，但是膨脹阻燃劑與基體相容性差，對材料機械性能影響較大，導致工程上難以應用。隨著納米技術的發展，納米阻燃技術已成為阻燃領域的一個重要研究熱點。只需要添加極少量(小于5％)的納米阻燃劑，即可顯著降低材料的燃燒性能，而且納米阻燃劑的加入還會使材料的機械性能提高。將納米阻燃劑引入環保的氮磷膨脹阻燃體系，構成納米阻燃劑與氮磷系膨脹阻燃劑協同阻燃硅橡膠，可以兼顧納米阻燃劑和氮磷膨脹阻燃劑兩者的特點；既能改善硅橡膠的阻燃性能，又能使硅橡膠的機械性能最大程度的保持。

因此，本發明公開了一種納米阻燃劑與氮磷系膨脹阻燃劑協同阻燃硅橡膠材料及其制備方法。按照這種方法制備的硅橡膠材料即具有很好的阻燃性能又能保持較高的機械性能。目前，硅橡膠阻燃領域還沒有該種硅橡膠材料的報道。

發明內容

本發明的目的在于克服膨脹阻燃劑惡化基體機械性能的缺點，提供一種納米阻燃劑與氮磷系膨脹阻燃劑協同阻燃硅橡膠材料及其制備方法，本發明的材料兼具好的阻燃性能和機械性能。

本發明的目的通過以下技術方案實現的。

一種納米阻燃劑與氮磷系膨脹阻燃劑協同阻燃硅橡膠材料，該材料由以下重量百分比的組分組成：硅橡膠68.0％-82.0％，納米阻燃劑0.5％-5.0％，氮磷系膨脹阻燃劑18.0％-25.0％，硫化劑0.5％-2.5％。

優選的，所述的硅橡膠為二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠、氟硅橡膠、腈硅橡膠和二乙基硅橡膠中的一種或幾種。

優選的，所述的納米阻燃劑為埃洛石、水滑石、蒙脫土、層狀雙氫氧化物、磷酸鋯、氧化石墨和碳納米管中的一種或幾種。

優選的，所述的氮磷系膨脹阻燃劑為2，4，8，10-四氧-3，9二磷螺環[5，5]十一烷-3.9二氧-3，9-二三聚氰胺鹽，三(新戊二醇磷酸酯-磷-亞甲基)胺、新戊二醇磷酸酯三聚氰銨鹽和聚磷酸胺中的至少一種。

優選的，所述的硫化劑為2,4-二氯過氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷、過氧化苯甲酰和過氧化二異苯丙中的一種或幾種。