一种耐火硅橡胶及其制备方法与流程

文档序号:11245499来源:国知局

本发明涉及耐火材料技术领域,具体涉及一种耐火硅橡胶及其制备方法。



背景技术:

硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成,硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。硅橡胶的透气性好,氧气透过率在合成聚合物中是最高的。硅橡胶主要分为高温硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶。室温硫化硅橡胶通常以羟基封端的聚二甲基硅氧烷,特殊用途可选用含有烷氧基或其他活性基团的聚甲基硅氧烷,其在建筑行业、电子行业、模具、汽车、船舶及航空领域均有广泛的应用。

现有技术中有很多对橡胶材料添加各种阻燃剂进行阻燃的方法,如添加较多的含卤阻燃剂会使橡胶获得良好的阻燃性,但这会使橡胶燃烧时会释放有毒烟雾,给人们的生命安全带来极大的隐患,因此在很多场合已被禁止使用。硅橡胶是一种特种橡胶,具有耐热、耐低温、高绝缘等性能,应用广泛。使用硅橡胶的环境各种各样,有超低温领域、超高压领域,甚至还有易爆易燃领域,因此提高硅橡胶的阻燃耐火性能有很大的意义。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种耐火硅橡胶及其制备方法,该硅橡胶制备方法简单,具有良好的耐温性、阻燃性、电绝缘性、耐氧抗老化性,且表现出优良的弹性和机械强度,适合在易燃易爆领域广泛应用。

本发明解决技术问题采用如下技术方案:

一种耐火硅橡胶,包括如下重量份的原料:聚甲基乙烯基硅氧烷30~40份、有机硅树脂40~50份、石英砂10~18份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1~5份、填料5~10份、金属催化剂0.2~0.8份、硅烷偶联剂0.5~2份、无卤阻燃剂1~6份、阻燃协效剂1~3份、双二五硫化剂1~3份、炭黑粉1~5份。

进一步的,所述耐火硅橡胶包括如下重量份的原料:聚甲基乙烯基硅氧烷35份、有机硅树脂46份、石英砂12份、二乙基二硫代氨基甲酸锌3份、填料6份、金属催化剂0.5份、硅烷偶联剂0.8份、无卤阻燃剂5份、阻燃协效剂1份、双二五硫化剂3份、炭黑粉3份。

进一步的,所述石英砂为300~500目的二氧化硅微粉。

进一步的,所述填料为气相二氧化硅、空心玻璃微珠、纳米碳酸钙、硅灰石粉中的一种或多种的混合物。

进一步的,所述金属催化剂为铂、铑、钯、钌或锇催化剂中的一种或几种的混合物。

进一步的,所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、n-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种的混合物。

进一步的,所述无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙、三氧化二锑、聚磷酸铵中的一种或多种的混合物。

进一步的,所述阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、膨胀石墨、石墨烯中的一种或多种的混合物。

上述耐火硅橡胶的制备方法,包括如下步骤:

(1)将所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有机硅树脂放入反应釜中混合,在50~60℃、真空度0.2~0.5mpa的条件下搅拌反应20~30min,再加入石英砂、填料、金属催化剂、炭黑粉,使用高速乳化剂高速搅拌50~60min,混合物常温静置备用;

(2)将步骤(1)制备的混合物放入混炼机形成包辊后,依次加入硅烷偶联剂、无卤阻燃剂、阻燃协效剂,充分混炼30~40min,再加入二乙基二硫代氨基甲酸锌混炼40~50min;

(3)将步骤(2)混炼后的混合物静置3~4小时后,加入双二五硫化剂,返炼1~2小时,送入平板硫化机中,于20~40℃固化成型,得到该硅橡胶。

进一步的,所述步骤(3)检验合格后的硅橡胶放置通风干燥处存放。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

1.本发明的硅橡胶制备方法简单,具有良好的耐温性、阻燃性、电绝缘性、耐氧抗老化性,且表现出优良的弹性和机械强度,适合在易燃易爆领域广泛应用。

2.本发明的硅橡胶以聚甲基乙烯基硅氧烷、有机硅树脂为基材,添加有与之匹配的阻燃剂和阻燃协效剂,辅助有石英砂、金属催化剂、硅烷偶联剂,在燃烧时,阻燃剂会受热膨胀,并且会有部分迁移到橡胶表面带走一部分热量,与橡胶发生相互作用生成凝聚相炭层;当温度进一步升高时,阻燃协效剂开始与橡胶基材作用,释放气体降低凝聚相炭层的温度,起到覆盖隔绝氧气或者稀释氧气的作用,阻燃剂与协效剂这种协同作用,使之能在橡胶表面形成高稳定性结构的阻燃碳层,显示极佳的耐火阻燃性能。

具体实施方式

以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。

实施例1

一种耐火硅橡胶,包括如下重量份的原料:聚甲基乙烯基硅氧烷35kg、有机硅树脂4kg、石英砂12kg、二乙基二硫代氨基甲酸锌3kg、空心玻璃微珠6kg、金属催化剂铂0.5kg、乙烯基三乙氧基硅烷0.8kg、氢氧化钙5kg、石墨烯1kg、双二五硫化剂3kg、炭黑粉3kg。其中,石英砂为300~500目的二氧化硅微粉。

上述耐火硅橡胶的制备方法,包括如下步骤:

(1)将所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有机硅树脂放入反应釜中混合,在50~60℃、真空度0.2~0.5mpa的条件下搅拌反应20~30min,再加入石英砂、空心玻璃微珠、金属催化剂铂、炭黑粉,使用高速乳化剂高速搅拌50~60min,混合物常温静置备用;

(2)将步骤(1)制备的混合物放入混炼机形成包辊后,依次加入乙烯基三乙氧基硅烷、氢氧化钙、石墨烯,充分混炼30~40min,再加入二乙基二硫代氨基甲酸锌混炼40~50min;

(3)将步骤(2)混炼后的混合物静置3~4小时后,加入双二五硫化剂,返炼1~2小时,送入平板硫化机中,于20~40℃固化成型,得到该硅橡胶,检验合格后放置通风干燥处存放。

实施例2

一种耐火硅橡胶,包括如下重量份的原料:聚甲基乙烯基硅氧烷32kg份、有机硅树脂46kg份、石英砂15kg份、二乙基二硫代氨基甲酸锌3kg、纳米碳酸钙8kg、金属催化剂钌0.5kg、n-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷1.2kg、三氧化二锑3kg、硼酸锌1kg、双二五硫化剂2kg、炭黑粉3kg。其中,石英砂为300~500目的二氧化硅微粉。

上述耐火硅橡胶的制备方法,包括如下步骤:

(1)将所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有机硅树脂放入反应釜中混合,在50~60℃、真空度0.2~0.5mpa的条件下搅拌反应20~30min,再加入石英砂、纳米碳酸钙、金属催化剂钌、炭黑粉,使用高速乳化剂高速搅拌50~60min,混合物常温静置备用;

(2)将步骤(1)制备的混合物放入混炼机形成包辊后,依次加入n-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、三氧化二锑、硼酸锌,充分混炼30~40min,再加入二乙基二硫代氨基甲酸锌混炼40~50min;

(3)将步骤(2)混炼后的混合物静置3~4小时后,加入双二五硫化剂,返炼1~2小时,送入平板硫化机中,于20~40℃固化成型,得到该硅橡胶,检验合格后放置通风干燥处存放。

实施例3

一种耐火硅橡胶,包括如下重量份的原料:聚甲基乙烯基硅氧烷37kg、有机硅树脂42kg、石英砂16kg、二乙基二硫代氨基甲酸锌2kg、硅灰石粉10kg、金属催化剂钯0.7kg、乙烯基三甲氧基硅烷1.6kg、氢氧化铝5kg、膨胀石墨2kg、双二五硫化剂1kg、炭黑粉3kg。

上述耐火硅橡胶的制备方法,包括如下步骤:

(1)将所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有机硅树脂放入反应釜中混合,在50~60℃、真空度0.2~0.5mpa的条件下搅拌反应20~30min,再加入石英砂、硅灰石粉、金属催化剂钯、炭黑粉,使用高速乳化剂高速搅拌50~60min,混合物常温静置备用;

(2)将步骤(1)制备的混合物放入混炼机形成包辊后,依次加入乙烯基三甲氧基硅烷、氢氧化铝、膨胀石墨,充分混炼30~40min,再加入二乙基二硫代氨基甲酸锌混炼40~50min;

(3)将步骤(2)混炼后的混合物静置3~4小时后,加入双二五硫化剂,返炼1~2小时,送入平板硫化机中,于20~40℃固化成型,得到该硅橡胶,检验合格后放置通风干燥处存放。

实施例4

一种耐火硅橡胶,包括如下重量份的原料:聚甲基乙烯基硅氧烷38kg、有机硅树脂46kg、石英砂18kg、二乙基二硫代氨基甲酸锌5kg、气相二氧化硅6kg、金属催化剂锇0.8kg、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.6kg、聚磷酸铵5kg、硼酸锌3kg、双二五硫化剂3kg、炭黑粉5kg。

上述耐火硅橡胶的制备方法,包括如下步骤:

(1)将所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有机硅树脂放入反应釜中混合,在50~60℃、真空度0.2~0.5mpa的条件下搅拌反应20~30min,再加入石英砂、气相二氧化硅、金属催化剂锇、炭黑粉,使用高速乳化剂高速搅拌50~60min,混合物常温静置备用;

(2)将步骤(1)制备的混合物放入混炼机形成包辊后,依次加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚磷酸铵、硼酸锌,充分混炼30~40min,再加入二乙基二硫代氨基甲酸锌混炼40~50min;

(3)将步骤(2)混炼后的混合物静置3~4小时后,加入双二五硫化剂,返炼1~2小时,送入平板硫化机中,于20~40℃固化成型,得到该硅橡胶,检验合格后放置通风干燥处存放。

实施例5

一种耐火硅橡胶,包括如下重量份的原料:聚甲基乙烯基硅氧烷40kg、有机硅树脂50kg、石英砂14kg、二乙基二硫代氨基甲酸锌5kg、空心玻璃微珠8kg、金属催化剂铑0.5kg、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.8kg、氢氧化镁3kg、石墨烯2kg、双二五硫化剂3kg、炭黑粉2kg。

上述耐火硅橡胶的制备方法,包括如下步骤:

(1)将所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有机硅树脂放入反应釜中混合,在50~60℃、真空度0.2~0.5mpa的条件下搅拌反应20~30min,再加入石英砂、空心玻璃微珠、金属催化剂铑、炭黑粉,使用高速乳化剂高速搅拌50~60min,混合物常温静置备用;

(2)将步骤(1)制备的混合物放入混炼机形成包辊后,依次加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷、氢氧化镁、石墨烯,充分混炼30~40min,再加入二乙基二硫代氨基甲酸锌混炼40~50min;

(3)将步骤(2)混炼后的混合物静置3~4小时后,加入双二五硫化剂,返炼1~2小时,送入平板硫化机中,于20~40℃固化成型,得到该硅橡胶,检验合格后放置通风干燥处存放。

实施例6

性能测试及测试标准:对实施例1-5制备的硅橡胶进行热导率、绝缘强度、拉伸强度、断裂伸长率、阻燃等级进行了测试,测试标准分别参照gb/t11205-2009、gb/t1659-2005、gb/t528-2009、gb/t528-2009、gb/t2408-1996。

表1.性能测试结果

本发明的硅橡胶制备方法简单,具有良好的耐温性、阻燃性、电绝缘性、耐氧抗老化性,且表现出优良的弹性和机械强度,适合在易燃易爆领域广泛应用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1