一种新型耐高温阻燃环保硅橡胶及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型耐高温阻燃环保硅橡胶及其制备方法，将甲基乙烯基硅胶加入捏合机中进行搅拌；逐步添加硅氮烷处理气相法白炭黑；加入偶联剂、硅油、羟基硅油进行搅拌；加热至150℃加热20?40min并抽真空150?180min；出料冷却；加入捏合机中，并添加硅氮烷、阻燃剂、硼酸锌及耐热添加剂搅匀，出料冷却；开炼机添加硫化剂。相比一般的耐高温硅胶，本专利涉及到的硅胶除了具有耐高温性能，还具有阻燃性能。阻燃方面：在消防安全方面具有明显的优势，即烟密度低，烟雾毒性较弱以及腐蚀性较弱，与含有卤素/锑阻燃体系的化合物相比，具有良好的经济性和机械性能，较弱的腐蚀性在处理阶段以及在发生火灾时都有明显的优势。
【专利说明】
一种新型耐高温阻燃环保硅橡胶及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及硅橡胶相关技术领域，具体的说是一种新型耐高温阻燃环保硅橡胶及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 硅橡胶是一种兼具无机和有机性质的高分子材料，主链由Si-0-Si键交替而成，侧 链则是以Si-c链连接的各种有机取代基。硅橡胶由于其自身特殊的主链结构，具有一定的 优良特性。
[0003] 硅橡胶作为一种合成橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、电气特性、绝缘性和生理惰 性等特点，在国民经济的各个领域得到广泛应用。硅橡胶虽可以在200°C高温下可连续使用 10000小时，但在更高的温度要求情况下就不能应用了，限制了其在一些需要高温工况作业 的交通工具、家用电器、电子电气和航空航天器等领域的应用。因此，硅胶的耐高温性能需 要进一步提升，以扩大其应用领域。目前有些加入金属氧化物的耐高温硅胶，可以在300°C 以内使用。但是阻燃性能不佳。
[0004]在目前现有的阻燃硅胶技术中，很多阻燃硅橡胶中使用含有卤素的阻燃材料，阻 燃效果很好，但是在明火点燃的同时会有刺鼻气味或者有毒有害气体产生。而另一类添加 金属氢氧化物类阻燃剂的硅橡胶则存在密度偏大，强度较低等缺陷，导致应用范围受局限。 因此，开发可以在300°C甚至以上温度条件下使用，并且在明火点燃的情况下不燃烧的耐高 温阻燃性硅橡胶已成为必然趋势。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供了一种新型耐高温阻燃环保硅橡 胶及其制备方法。
[0006] 为了达到本发明的目的，技术方案如下：
[0007] -种新型耐高温阻燃环保硅橡胶，其特征在于，按重量份数计，包括组分：
[0008] 甲基乙烯基硅胶100份
[0009] 硅氮烷处理气相法白炭黑30-50份 [0010]硅烷偶联剂1-3份
[0011]硅油 5-15 份 [0012] 羟基硅油5-10份 [0013] 硅氮烷1-5份
[0014] 耐热助剂1-5份
[0015] 阻燃剂10-60份
[0016] 硼酸锌5-30份。
[0017] 优选地，所述硅氮烷为环硅氮烷。
[0018] 优选地，所述环硅氮烷为芳烃基硅氮烷。
[0019] 优选地，所述硅氧烷为八甲基环四硅氧烷、环戊硅氧烷、环三硅氧烷、环四硅氧烷、 六甲基环三硅氮烷、八甲基环四硅氮烷、N甲基环硅氮烷、六甲基环三硅氮烷或六苯基环三 硅氮烷中的任意一种或几种。
[0020] 优选地，所述硅氧烷为四甲基二乙烯基硅氮烷、七甲基二硅氮烷中的任意一种或 几种。
[0021] -种新型耐高温阻燃环保硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括步骤：
[0022] 将甲基乙烯基硅胶生胶100份加入捏合机，启动搅拌，混炼8-15分钟；
[0023] 停机添加硅氮烷处理气相法白炭黑15--20份，同时加入偶联剂1-3份、硅油5-15 份、羟基硅油1 一3份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅拌；
[0024] 成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑10-20份，合上缸盖通氮气5分钟后启 动搅拌；
[0025] 成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑5-10份，同时添加羟基硅油4 一 12份， 合上缸盖通氮气5分钟后启动搅拌；
[0026]加热升温至160°C后关闭加热装置，继续混炼90分钟；
[0027]出料冷却待用；
[0028]胶料冷却至室温后再次加入捏合机中，添加阻燃剂10-60份混炼20分钟；
[0029] 添加硅氮烷1 一5份、硼酸锌5-30份混炼20分钟；
[0030]添加耐热添加剂1 一5份混炼约10分钟至搅拌均匀后出料冷却；
[0031 ]开炼机打卷混炼至表面光滑后过滤机过滤包装。
[0032] 添加芳烃类环硅氮烷，环硅氮烷参与反应交联在硅氧烷长链里面，侧链引入少量 体积较大的基团，位阻增大使主链不易遇热成环分解。环硅氮烷是可以阻止硅胶长链发生 开链反应的，相当于交联在硅氧烷长链里面，硅氮烷是消除活性羟基基团，防止发生解链反 应的。
[0033]本发明具有的有益效果：
[0034]相对比一般的耐高温硅胶，本专利涉及到的硅胶除了具有耐高温性能，还具有阻 燃性能。在阻燃方面，本发明研制的硅胶在消防安全方面具有明显的优势，即烟密度低，烟 雾毒性较弱以及腐蚀性较弱，与含有卤素/锑阻燃体系的化合物相比，具有良好的经济性和 机械性能，较弱的腐蚀性在处理阶段以及在发生火灾时都有明显的优势。
[0035]本发明得到的硅橡胶拉伸强度在5.5-7. IMPa，伸长率在200~300%之间，撕裂强 度在15~25KN/M之间，可长期高温环境下使用，在300°C72小时热处理后，硬度变化率20% ~40%，强度变化率-30%~-20%，撕裂变化率-20%~-60%在明火点燃下，5mm宽2mm厚硅 胶条离火熄灭。具有较好的可应用性。
【具体实施方式】
[0036]下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施 例。
[0037] 实施例1
[0038] -种新型耐高温阻燃环保硅橡胶的制备方法，包括步骤：
[0039]将甲基乙烯基硅胶生胶100份加入捏合机，启动搅拌，混炼8-15分钟；
[0040] 停机添加硅氮烷处理气相法白炭黑15份，同时加入偶联剂1份、硅油5份、羟基硅油 1份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅拌；
[0041] 成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑10份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅 拌；
[0042] 成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑5份，同时添加羟基硅油4份，合上缸盖 通氮气5分钟后启动搅拌；
[0043]加热升温至160°C后关闭加热装置，继续混炼90分钟；
[0044] 出料冷却待用；
[0045] 胶料冷却至室温后再次加入捏合机中，添加阻燃剂10份混炼20分钟；添加八甲基 环四硅氮烷2份、硼酸锌5份混炼20分钟；
[0046] 添加耐热添加剂1份混炼约10分钟至搅拌均匀后出料冷却；
[0047] 开炼机打卷混炼至表面光滑后过滤机过滤包装。
[0048] 实施例2
[0049] -种新型耐高温阻燃环保硅橡胶的制备方法，包括步骤：
[0050] 将甲基乙烯基硅胶生胶100份加入捏合机，启动搅拌，混炼8-15分钟；
[0051] 停机添加硅氮烷处理气相法白炭黑25份，同时加入偶联剂3份、硅油15份、羟基硅 油2份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅拌；
[0052]成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑15份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅 拌；
[0053] 成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑10份，同时添加羟基硅油8份，合上缸盖 通氮气5分钟后启动搅拌；
[0054]加热升温至160°C后关闭加热装置，继续混炼90分钟；
[0055]出料冷却待用；
[0056] 胶料冷却至室温后再次加入捏合机中，添加阻燃剂55份混炼20分钟；添加2份N甲 基环硅氮烷、3份六甲基环三硅氮烷、硼酸锌28份混炼20分钟；
[0057] 添加耐热添加剂4.5份混炼约10分钟至搅拌均匀后出料冷却；
[0058] 开炼机打卷混炼至表面光滑后过滤机过滤包装。
[0059] 实施例3
[0060] 一种新型耐高温阻燃环保硅橡胶的制备方法，包括步骤：
[0061 ]将甲基乙烯基硅胶生胶100份加入捏合机，启动搅拌，混炼8-15分钟；
[0062] 停机添加硅氮烷处理气相法白炭黑20份，同时加入偶联剂2份、硅油10份、羟基硅 油3份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅拌；
[0063]成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑12份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅 拌；
[0064] 成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑8份，同时添加羟基硅油5份，合上缸盖 通氮气5分钟后启动搅拌；
[0065]加热升温至160°C后关闭加热装置，继续混炼90分钟；
[0066]出料冷却待用；
[0067]胶料冷却至室温后再次加入捏合机中，添加三聚氰胺类阻燃剂40份混炼20分钟； 添加2份四甲基二乙烯基硅氮烷、1份环戊硅氧烷、1份六苯基环三硅氮烷、硼酸锌15份混炼 20分钟；
[0068] 添加耐热添加剂3份混炼约10分钟至搅拌均匀后出料冷却；
[0069] 开炼机打卷混炼至表面光滑后过滤机过滤包装。
[0070] 实施例4
[0071] -种新型耐高温阻燃环保硅橡胶的制备方法，包括步骤：
[0072]将甲基乙烯基硅胶生胶100份加入捏合机，启动搅拌，混炼8-15分钟；
[0073] 停机添加硅氮烷处理气相法白炭黑20份，同时加入偶联剂2.5份、硅油8份、羟基硅 油3份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅拌；
[0074]成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑10份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅 拌；
[0075] 成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑5份，同时添加羟基硅油3份，合上缸盖 通氮气5分钟后启动搅拌；
[0076]加热升温至160°C后关闭加热装置，继续混炼90分钟；
[0077]出料冷却待用；
[0078]胶料冷却至室温后再次加入捏合机中，添加三聚氰胺类阻燃剂25份混炼20分钟； 添加2份六甲基环三硅氮烷、硼酸锌15份混炼20分钟；
[0079]添加稀土类耐热添加剂2份混炼约10分钟至搅拌均匀后出料冷却；
[0080]开炼机打卷混炼至表面光滑后过滤机过滤包装。
[0081 ] 根据GB/T531-1999、GB/T3690-2009等测试标准对本发明的硅橡胶以及现有市场 上的硅橡胶产品进行对比测试，测试结果如下：
[0082]
[0083]测试条件:试片一次硫化条件：175°C X 5min [0084] 硫化剂:活性含量80%的〃双-2，5"，加入量0 · 65%
[0085] 注：一为不可测·
[0086]由测试结果可以看出，本发明制得的硅橡胶与市场产品相比，在拉伸强度、伸长率 和直角撕裂性能上面明显更优异，并且达到了阻燃的标准。拉伸强度在5.5-7. IMPa，伸长率 在200~300%之间，撕裂强度在15~25KN/M之间，可长期高温环境下使用。在300°C下72小 时热处理后，硬度变化率20 %~40 %，强度变化率-30 %~-20 %，撕裂变化率-20 %~-60 %。在明火点燃下，5_宽2_厚硅胶条离火熄灭。具有较好的可应用性。
[0087]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术 方案，因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本 领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本 发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
【主权项】
1. 一种新型耐高温阻燃环保硅橡胶，其特征在于，按重量份数计，包括组分： 甲基乙烯基硅胶100份 硅氮烷处理气相法白炭黑30-50份 硅烷偶联剂1-3份 硅油5-15份 羟基硅油5-10份 硅氮烷1-5份 耐热助剂1-5份 阻燃剂10-60份 硼酸锌5-30份。2. 根据权利要求1所述的新型耐高温阻燃环保硅橡胶，其特征在于，所述硅氮烷为环硅 氮烷。3. 根据权利要求2所述的新型耐高温阻燃环保硅橡胶，其特征在于，所述环硅氮烷为芳 烃基硅氮烷。4. 根据权利要求2所述的新型耐高温阻燃环保硅橡胶，其特征在于，所述硅氧烷为八甲 基环四硅氧烷、环戊硅氧烷、环三硅氧烷、环四硅氧烷、六甲基环三硅氮烷、八甲基环四硅氮 烷、N甲基环硅氮烷、六甲基环三硅氮烷或六苯基环三硅氮烷中的任意一种或几种。5. 根据权利要求1所述的新型耐高温阻燃环保硅橡胶，其特征在于，所述硅氧烷为四甲 基^乙烯基娃氣烧、七甲基^娃氣烧中的任意一种或几种。6. -种新型耐高温阻燃环保硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括步骤： 将甲基乙烯基硅胶生胶100份加入捏合机，启动搅拌，混炼8-15分钟； 停机添加硅氮烷处理气相法白炭黑15-20份，同时加入偶联剂1-3份、硅油5--15份、羟 基硅油1 一3份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅拌； 成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑10-20份，合上缸盖通氮气5分钟后启动搅 拌； 成团后继续添加硅氮烷处理气相法白炭黑5-10份，同时添加羟基硅油4 一 12份，合上 缸盖通氮气5分钟后启动搅拌； 加热升温至160 °C后关闭加热装置，继续混炼90分钟； 出料冷却待用； 胶料冷却至室温后再次加入捏合机中，添加阻燃剂10-60份混炼20分钟； 添加硅氮烷1 一5份、硼酸锌5-30份混炼20分钟； 添加耐热添加剂1 一5份混炼约10分钟至搅拌均匀后出料冷却； 开炼机打卷混炼至表面光滑后过滤机过滤包装。
【文档编号】C08L83/06GK105949790SQ201610532261
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】富宇, 刘承华
【申请人】五谊环保科技（上海）有限公司