[發明專利]一種高阻燃高阻尼有機硅泡沫材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110765611.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113502055B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 岑蘭;陳偉杰;杜兵華;陳勝;李澤洋;彭文磊
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/04;C08L83/05;C08K7/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳嘉毅

本發明公開了一種高阻燃高阻尼有機硅泡沫材料及其制備方法和應用，所述有機硅泡沫材料包括如下按質量份數計的組分：羥基硅油5～20份；乙烯基硅油15～65份；含氫硅油5～20份；含磷氮介孔二氧化硅10～40份；催化劑1～3份；抑制劑0.1～0.5份；所述含磷氮介孔二氧化硅的粒徑為30～400nm。本發明采用羥基硅油、乙烯基硅油、含氫硅油和粒徑為30～400nm的含磷氮介孔二氧化硅復配，實現了有機硅泡沫材料的剛韌平衡，提高了有機硅泡沫材料的阻尼性能和阻燃性能，可廣泛應用于制備各種防火材料。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，更具體地，涉及一種高阻燃高阻尼有機硅泡沫材料及其制備方法和應用。

背景技術

有機硅泡沫是一種通用的彈性材料，結合了硅橡膠和泡沫材料的特性，具有無毒、化學穩定性好以及電絕緣性好的優點。作為一種高性能材料，有機硅泡沫被應用于航空航天、國防、醫藥、運輸、電氣和建筑等領域。相比于傳統的高分子材料，有機硅泡沫材料具有特殊的有機-無機雜化結構，其無機硅氧烷主鏈為不可燃部分，賦予其一定的阻燃特性，但由于其側鏈上有豐富的烴基，因此是可燃的。一旦被點燃，有機硅泡沫材料可以燃燒并釋放出窒息的煙霧，并且有機硅泡沫材料有極為豐富的泡孔結構，表現出更大的氣流和更大的比表面積，使其更有利于燃燒。因此，僅僅靠無機硅氧烷主鏈不可燃成分來達到阻燃的目的已經不能滿足使用要求。

中國發明專利CN111500071A公開了一種以有機硅聚合物為基體，通過添加補強材料和阻燃填料制得的有機硅泡沫材料，該發明所述有機硅泡沫材料具有較高的剛性和較好的阻燃性能，但存在韌性不足(斷裂伸長率150％)和低阻尼(吸聲系數0.5)的問題。因此，亟需提供一種綜合性能優異的有機硅泡沫材料。

發明內容

本發明的首要目的是克服現有技術的有機硅泡沫材料不能兼顧高韌性(斷裂伸長率150％)、高剛性(拉伸強度1MPa)、高阻尼(吸聲系數0.5)以及優異的阻燃性能的問題，提供一種高阻燃高阻尼有機硅泡沫材料。

本發明的另一目的是提供上述高阻燃高阻尼有機硅泡沫材料的制備方法。

本發明的進一步目的是提供上述高阻燃高阻尼有機硅泡沫材料的應用。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

一種高阻燃高阻尼有機硅泡沫材料，包括如下按質量份數計的組分：

所述含磷氮介孔二氧化硅的粒徑為30～400nm。

在本發明中，羥基硅油和含氫硅油通過脫氫反應，以生成的氫氣作為內發泡劑，并同時與乙烯基硅油進行交聯，控制有機硅泡沫的泡孔強度和孔隙度，使其有足夠的力學性能，且粒徑在30～400nm范圍內的含磷氮介孔二氧化硅自身的剛性強度和阻止裂紋生長的能力可以賦予材料高剛性、高韌性和優異的阻燃性能，同時其介孔結構起到極佳的吸能減震作用，進而使有機硅泡沫材料可以兼顧高韌性(斷裂伸長率150％)、高剛性(拉伸強度1MPa)、高阻尼(吸聲系數0.5)以及優異的阻燃性能。

優選地，所述高阻燃高阻尼有機硅泡沫材料由如下按質量份數計的原料制備得到：

優選地，所述含磷氮介孔二氧化硅的粒徑為200～300nm。

本發明所述羥基硅油為羥基封端聚甲基硅氧烷和/或羥基封端聚甲基苯基硅氧烷。

本發明所述乙烯基硅油中乙烯基質量分數為1％～5％，粘度為5000～10000mPa·s。

本發明所述含氫硅油選自三甲基硅氧基封端聚烴基氫硅氧烷、苯基含氫聚硅氧烷、乙烯含氫聚硅氧烷的一種或多種。

本發明所述含氫硅油中氫含量為0.5mol％～0.7mol％。