[发明专利]一种低导热阻燃防火硅橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种低导热阻燃防火硅橡胶复合材料，以重量份数计，包括：甲基乙烯基硅橡胶60～80份、甲基乙烯基苯基硅橡胶20～40份、疏水型二氧化硅气凝胶粉体15～25份、金属氧化物粉末20～30份、助熔剂5～10份、交联助剂3份、气相白炭黑20～30份、羟基硅油3份、有机‑无机复配阻燃剂20～30份、抗氧剂1份；金属氧化物选自三氧化二铁、碳酸钙和二氧化锆中的一种或多种；有机‑无机复配阻燃剂选自改性季戊四醇磷酸酯和硅烷偶联剂改性的氢氧化铝的混合物；改性季戊四醇磷酸酯由三氯氧磷修饰的季戊四醇磷酸酯和氨丙基封端的二甲基硅油反应制得。该复合材料具有较好防火隔热效果和力学性能。

技术领域

本发明属于阻燃防火硅橡胶材料技术领域，尤其涉及一种低导热阻燃防火硅橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

硅橡胶是高相对分子质量聚硅氧烷经过补强、硫化等工序制备的有机弹性体材料，硅橡胶基体在燃烧过程中，无有毒气体产生，内部的-Si-O键转变为连续的网络状SiO₂层，阻止进一步烧蚀，本身就具有成瓷效果，用有机硅聚合物制备可瓷化阻燃耐火材料是目前主要的研究方向。与传统氧化镁矿物绝缘防火电缆和云母带绕包的耐火电缆相比，可瓷化防火型硅橡胶制备的防火电缆具有安全性好、施工方便、防护效果好等优点。现有的可瓷化防火硅橡胶是通过在硅橡胶基体中添加大量的成瓷填料，整体的加工性能较差。

随着科技的高速发展，单一的陶瓷体系硅橡胶材料的耐热性能已经不能满足在苛刻工况下的使用需求，加之硅橡胶本身易燃，限制了其在航空航天、电子电气等领域的应用。防火橡胶常用的阻燃体系为Al(OH)₃/Mg(OH)₂体系。然而，该类阻燃剂和有机硅的相容性差，单纯采用Al系或Mg系作为阻燃体系，会由于添加量过大而导致防火橡胶的力学性能下降以及与支撑材料的粘结力变差。

现有的可瓷化防火硅橡胶材料虽然具有一定的耐烧蚀和阻燃性能，但在实际生产和应用过程中仍然存在一系列问题，如高温烧蚀状态下，体系成瓷填料性能不好，存在陶瓷层易开裂，易振动脱落，隔热性差，丧失对内部材料的保护作用；高填充的无机阻燃填料影响了体系的成瓷性能，进一步降低硅橡胶力学性能；各组分分散性差，加之传统的热硫化方式，导致硅橡胶整体产生的交联均匀差，局部性能偏差大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低导热阻燃防火硅橡胶复合材料及其制备方法，该复合材料具有较好的防火隔热效果。

本发明提供了一种低导热阻燃防火硅橡胶复合材料，以重量份数计，包括以下组分：

甲基乙烯基硅橡胶60～80份、甲基乙烯基苯基硅橡胶20～40份、疏水型二氧化硅气凝胶粉体15～25份、金属氧化物粉末20～30份、助熔剂5～10份、交联助剂3份、气相白炭黑20～30份、羟基硅油3份、有机-无机复配阻燃剂20～30份、抗氧剂1份；

所述金属氧化物选自三氧化二铁纳米粒子、碳酸钙纳米粒子和二氧化锆纳米粒子中的一种或多种；

所述有机-无机复配阻燃剂选自改性季戊四醇磷酸酯和硅烷偶联剂改性的氢氧化铝的混合物；

所述改性季戊四醇磷酸酯由三氯氧磷修饰的季戊四醇磷酸酯和氨丙基封端的二甲基硅油反应制得。

优选地，所述甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基摩尔含量为0.08％～0.12％；

所述甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基摩尔含量为5％～8％。

优选地，所述疏水型二氧化硅气凝胶粉体的粒度为5～15μm。

优选地，所述交联助剂选自三烯丙基异氰酸酯。

优选地，所述助熔剂选自玻璃粉、氧化铝和氧化锌中的一种或多种。

优选地，所述硅烷偶联剂选自KH570；

所述抗氧剂选自抗氧剂1010。