[發(fā)明專(zhuān)利]一種耐水型雙金屬氫氧化物阻燃硅橡膠的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210532184.0
• 申請(qǐng)日: 2022-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115044208A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭再航;柴威鴻;蘇鑫瑩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08L83/04
• 分類(lèi)號(hào): C08L83/04;C08K5/52;C08K9/12;C08K9/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明設(shè)計(jì)一種耐水型雙金屬氫氧化物阻燃硅橡膠，并對(duì)其燃燒性能和耐水性能進(jìn)行了研究；通過(guò)在無(wú)鹵阻燃劑上修飾層狀金屬氫氧化物，利用其優(yōu)異的氣相阻燃能力和催化成炭能力來(lái)增強(qiáng)熱穩(wěn)定性；同時(shí)，為了提高阻燃劑與橡膠的相容性與分散性，用硅烷對(duì)阻燃劑進(jìn)行第二次疏水改性；改性得到的高效無(wú)鹵膨脹阻燃型劑，有效提高了硅橡膠材料的熱穩(wěn)定性和耐水性；本專(zhuān)利的實(shí)施，為高阻燃性、高清潔和高效能的無(wú)鹵阻燃劑體系的開(kāi)發(fā)提供了新的思路，同時(shí)較低的添加量也增加了阻燃硅橡膠復(fù)合材料的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐水型雙金屬氫氧化物阻燃硅橡膠的制備方法。

技術(shù)背景

硅橡膠(SR)由于其重量輕、絕緣性高、耐化學(xué)性能優(yōu)越等特點(diǎn)，越來(lái)越多地應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)、電子、電氣等領(lǐng)域的外部絕緣體，如高壓輸電線路、套管和電纜終端等。然而，隨著電子行業(yè)的發(fā)展，SR的使用環(huán)境越來(lái)越惡劣，尤其是在一些特定的環(huán)境中，SR的一些性能如可燃性，不耐水性，機(jī)械性能等嚴(yán)重限制了其在高性能要求領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，如何有效地在不影響其他性能的同時(shí)提高其阻燃性能是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一；

一般來(lái)說(shuō)，添加阻燃劑是滿足要求最方便的方法。然而，傳統(tǒng)的阻燃劑，包括金屬氫氧化物和膨脹型阻燃劑，效率低下，相容性差，導(dǎo)致SR的加工性能和力學(xué)性能急劇下降。所以，如何在有效提高SR 的阻燃性的同時(shí)保證SR其他性能的優(yōu)良，是現(xiàn)在面臨的一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。SR阻燃體系仍存在效率低、相容性差、耐水性差,阻燃劑添加量大等關(guān)鍵問(wèn)題，使得進(jìn)一步提高SR復(fù)合材料的應(yīng)用價(jià)值成為一個(gè)難題；

層狀氫氧化物作為一種具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的新型環(huán)保納米阻燃劑，在無(wú)鹵阻燃聚合物的制備體系中受到越來(lái)越多的關(guān)注。層狀金屬氫氧化物不僅可以通過(guò)釋放H₂O和CO₂來(lái)稀釋可燃?xì)怏w，還可以起到隔離火焰和吸收煙霧顆粒的物理屏障作用，從而有效提高基體的阻燃和抑煙性能。然而，當(dāng)層狀金屬氫氧化物加入到聚合物中時(shí)，由于其與聚合物的相容性較差，以及層間存在很強(qiáng)的范德華力和靜電力，容易在基體中團(tuán)聚，導(dǎo)致阻燃效果不理想；

通過(guò)在三聚氰胺聚磷酸鹽上負(fù)載層狀金屬氫氧化物，利用其優(yōu)異的氣相阻燃能力和層狀金屬氫氧化物催化成炭能力來(lái)增強(qiáng)熱穩(wěn)定性；同時(shí)，為了提高阻燃劑與橡膠的相容性與分散性，用聚二甲基硅氧烷對(duì)阻燃劑進(jìn)行第二次疏水改性；通過(guò)改性得到的高效無(wú)鹵膨脹阻燃型劑，有效提高了硅橡膠材料的耐水性和熱穩(wěn)定性；本專(zhuān)利的實(shí)施，為高效阻燃和多功能的無(wú)鹵阻燃劑體系的開(kāi)發(fā)提供了新的思路，也為探究層狀金屬氫氧化物對(duì)膨脹型阻燃劑的影響提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明具體涉及一種耐水型雙金屬氫氧化物阻燃硅橡膠的制備方法；通過(guò)水熱反應(yīng)制備了改性層狀金屬氫氧化物納米片負(fù)載的無(wú)鹵阻燃，并通過(guò)紅外光譜，EDS能譜，靜態(tài)接觸角測(cè)試和熱重測(cè)試證明了改性阻燃劑的成功制備并分析了改性阻燃劑的熱性能；將改性阻燃劑以5％的添加量制備阻燃硅橡膠復(fù)合材料；通過(guò)極限氧指數(shù)測(cè)試和UL-94測(cè)試直觀的證明了復(fù)合材料高效的阻燃性，并通過(guò)水浸泡測(cè)試證明了復(fù)合材料耐水性的提升。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

1.一種耐水型雙金屬氫氧化物阻燃硅橡膠的制備方法，其特征在于，包括以下順序和步驟：

---插層金屬氫氧化物修飾無(wú)鹵阻燃劑的制備過(guò)程：

a、稱(chēng)取3.8g無(wú)鹵阻燃劑置于250ml三口瓶中，加入100ml去離子水，加熱至40℃，機(jī)械攪拌約2h，得到均勻分散的乳白色懸濁液體A；

b、稱(chēng)取4.42g二價(jià)過(guò)渡金屬鹽和2.86g三價(jià)過(guò)渡金屬鹽置于100ml燒杯中，加入50ml去離子水，攪拌至完全溶解，得到透明溶液B；

c、在機(jī)械攪拌作用下，使用恒流泵將溶液B逐滴加入液體A中，溫度保持40℃，待滴加過(guò)程結(jié)束后調(diào)節(jié)PH至8-9，繼續(xù)攪拌12h；