[发明专利]新型阻燃硅橡胶的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶制造领域，具体涉及一种阻燃硅橡胶的制备工艺。

背景技术

硅橡胶是一种六十年代出现的硅弹性体，其在室温下无需加热或加压即可就地固化，一经问世就被广泛应用作密封胶使用。同时，硅橡胶还具有优异的绝缘性、耐候性、防潮性、抗震性、抗压性以及生理惰性，被广泛应用于建筑、汽车、电子、化工、机械、航空航天、医疗器械等领域。但是，硅橡胶中含有大量的C和H，这导致硅橡胶易燃烧，其防火、耐高温、防漏电的性能很差。上述缺陷大大限制了硅橡胶的使用范围。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有的硅橡胶防火、防高温、防漏电性能很差的缺陷，提供一种阻燃硅橡胶的制备工艺。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

新型阻燃硅橡胶的制备工艺，包括以下步骤：

A．用1~3质量份数表面处理剂对40~60质量份数的镁铝水滑石进行表面处理，搅拌均匀后加入10~20质量份数的聚磷酸铵和20~50质量份数的氢氧化镁，共混均匀后得到填料；

B．将80~120质量份数高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，20~30质量份数高粘度硅油以及100~150质量份数纳米碳酸钙搅拌混合均匀后，加热除湿，得到底料；

C．将所述底料进行研磨后，加入20~40质量份数低粘度的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和15~30质量份数低粘度的硅油，搅拌均匀后排泡；

D．将所述填料和排泡后的底料混合均匀后排泡，得到基料；

E．将铁黑与硅油以质量比1:1混合均匀后加热除湿，得到铁黑膏；

F．将100质量份数铁黑膏，3~8质量份数交联剂，1~6质量份数增粘剂，0.03~0.12质量份数催化剂混合均匀后排泡，得到色膏；

G．将所述基料与色膏以质量比10:1~14:1混合均匀，得到新型阻燃硅橡胶。

优选的，所述步骤B中的高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为10000 mPa*s、20000 mPa*s、50000 mPa*s或80000 mPa*s，高粘度硅油的粘度为500 mPa*s或1000 mPa*s。

优选的，所述步骤C中的低粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为1500mPa*s或2000mPa*s，低粘度硅油的粘度为100mPa*s或350mPa*s。

优选的，所述的硅油为甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油或氨烃基硅油中的至少一种。

优选的，所述的交联剂为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、硅酸乙酯、硅酸丙酯或硅酸乙酯低聚物水解液中的至少一种。

优选的，所述的增粘剂为苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、r-氨丙基三甲氧基硅烷、氨苯基三甲氧基硅烷、苯氨基丙基三甲氧基硅烷、苄基氨乙基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基苄基氨乙基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三丁叔氧基硅烷中的至少一种。

优选的，所述的催化剂为酞酸丁酯与乙酸乙酯的螯合物、钛酸异丙酯和开链聚醚配合物、二次钛、一次钛、钛酸丁酯及硅酸乙酯的热回流物或一次钛与乙酸乙酯的热回流物中的至少一种。

优选的，所述步骤A中的表面处理剂为六甲基二硅氮烷、氯丙基三乙氧基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷、溴丙基三乙氧基硅烷、溴丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸、油酸中的至少一种。

通过本方法得到的阻燃硅橡胶主要利用了镁铝水滑石和聚磷酸铵加热到一定温度发生吸热分解反应而达到阻燃的效果。在温度150℃时，短链的聚磷酸铵分解成磷酸和氨；温度200℃左右时，镁铝水滑石的层间水分被部分蒸发，在温度达到250~450℃时，镁铝水滑石失去更多的水分，同时生产CO₂；当温度达到350℃时，氢氧化镁受热生成氧化镁，氧化镁依附于硅橡胶外层形成隔热层，此时即能部分阻止空气与隔热层内部物质的接触。同时，长链聚磷酸铵继续分解产生磷酸和氨。温度达到到450~500℃时，镁铝水滑石的CO₃^2-消失，完全转变为CO₂，生成镁铝金属复合氧化物，此时具有更好的隔热效果。当温度超过600℃时，镁铝水滑石分解后形成的镁铝金属氧化物开始烧结，致使其表面积降低，孔体积减小。最终形成封闭烧结层，阻断了烧结层内部的燃物与空气的接触，达到良好的阻燃性能。