本发明涉及一种可用于中温硫化的陶瓷化耐火硅橡胶及其制备方法。
背景技术：
：社会在发展过程中硅橡胶阻燃材料起到的作用越来越显著，传统的阻燃材料是在硅橡胶中添加十溴二苯醚等卤素阻燃剂，虽然阻燃效果良好但是会释放出大量的有毒气体，严重危害人们的身体健康。现在的很多无卤阻燃的硅橡胶阻燃效率不高或者是燃烧后形成没有强度的粉末状，继续阻燃效果低下。陶瓷化耐火硅橡胶是在硅橡胶中加入陶瓷化填料使其具有良好的力学性能、电学性能和加工性能，使用该产品制成的耐火制品在发生火灾时，能够形成类似陶瓷状的坚硬外壳，能够起到隔绝火焰和阻止火灾的发生，并且无有毒、腐蚀性气体的产生，可以最大程度的保护人身及财产安全。目前的陶瓷化耐火硅橡胶是在硅橡胶中加入各种填料和添加剂，以有机过氧化物为硫化剂，通过模压或者热空气硫化等方式，在高温(＞120℃)中硫化，制得具有陶瓷化功能的产品。但是有机过氧化物在高温中容易分解为酸类物质，对人体健康有危害。CN专利201210357193.7公开了一种陶瓷化耐火硅橡胶的制备方法。该方法使用如下组分：甲基乙烯基硅橡胶，白炭黑，氧化铝，结构控制剂，烧结添加剂，表面处理剂，交联剂。其中交联剂为过氧化物。可以形成陶瓷化耐火硅橡胶，但是使用过氧化物做硫化剂需要高温硫化，有些还需要二次硫化，且有副产物释放，不仅影响环境而且大大浪费了人力物力财力。CN专利200910308393.1公开了一种陶瓷化硅橡胶电缆料配方。该方法使用如下组分：甲基乙烯基硅橡胶，矿物硅酸盐，阻燃剂，补强填充剂。阻燃剂的加入在燃烧过程中，生成的物质可以使火焰逐渐熄灭，从而达到阻燃的效果，同时可以提高硅橡胶的热氧化降解活化能，使材料的燃烧降解变得困难。但是这种材料燃烧之后会变成粉体，没有附着力，起不到绝缘的作用。技术实现要素：本发明的目的是提供一种中温(＜80℃)硫化的陶瓷化耐火硅橡胶，完全具备高温硫化陶瓷化硅橡胶的优良性能，并且硫化时间短、无需二次硫化、无副产物产生、节约资源。本发明所述的陶瓷化耐火硅橡胶按照质量份数配比如下：甲基乙烯基硅橡胶100份，白炭黑10-40份，氧化铝9-20份，硼酸5-10份，瓷化粉30-50份，表面处理剂0.25-1.5份，交联剂0.5-2份，氯铂酸以铂的质量计20-60*10-6份，延缓剂1-9份。本发明中所用的白炭黑为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。本发明中所用的氧化铝为α型纳米氧化铝。本发明中所用的瓷化粉为硅酸铝，硅酸镁。本发明中所用的表面处理剂乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷。本发明中所用的交联剂为聚甲基氢硅氧烷，四甲基二氢二硅氧烷。本发明中所用的延缓剂为乙烯基硅氧烷，乙炔醇，二甲基富马酸。本发明所述的中温硫化陶瓷化耐火硅橡胶的制备方法如下：(1)将甲基乙烯基硅橡胶包辊混炼。(2)在步骤(1)中得到的包辊生胶中加入上述质量份数的白炭黑、氧化铝、瓷化粉、硼酸、表面处理剂，混炼均匀。(3)在步骤(2)得到的混炼胶中加入交联剂，混炼均匀。(4)在步骤(3)得到的混炼胶中加入延缓剂，混炼均匀。(5)在步骤(4)得到的混炼胶中加入氯铂酸，混炼均匀，薄通后，下片。得到本发明中温硫化的陶瓷化耐火硅橡胶。本发明上述步骤(1)～(5)中双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后；总的混炼时间为30～40min。本发明上述步骤(5)中的薄通次数为3～7次。本发明中涉及的阻燃机理：硅橡胶在高温下燃烧时发生裂解，分解的生成二氧化硅可以和无机填料发生反应，可以在填料的边缘处形成一种液相共熔体，这种共熔材料不断扩散，在二氧化硅粒子和填料粒子之间起桥接作用，从而在着火温度下固化冷却时形成致密的陶瓷状硬壳，以此阻碍火焰的传播。与现有技术相比，本发明有以下优点：可以在温度低于80℃条件下硫化，适用于一些对于硫化条件有限制的领域。无硫化副产物的生成，简化工艺流程，节约资源。此外随着本发明硫化胶放置时间的延长，硫化胶的整体性能基本不会变化，具有储存稳定性；能够在遇高温着火后产生陶瓷化，转变成坚硬的自支撑的陶瓷化产物，这种陶瓷化产物具有一定的强度且能承受一定的冲击力，可抵抗600℃—1000℃明火的烧蚀并能保持制品的完整性，烧蚀时间越长、温度越高，坚硬的效果越明显；阻燃性好，可达FV—0级，氧指数在35以上:；优良的电绝缘性，体积电阻率可达1015Ω·cm，击穿强度大于20KV/mm，介电损耗正切小于10-2；优良的耐高、低温性，能够在-60℃﹣250℃的范围内长期使用；具体实施方式实施例1中温硫化陶瓷化耐火硅橡胶的组分及质量份如下：甲基乙烯基硅橡胶100份气相法白炭黑40份α型纳米氧化铝9份硼酸5份硅酸铝30份乙烯基三乙氧基硅烷0.25份聚甲基氢硅氧烷0.5份乙烯基硅氧烷1份氯铂酸(以铂的质量计)20*10-6份制备方法如下：(1)将甲基乙烯基硅橡胶包辊混炼，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为5min。(2)在步骤(1)中得到的包辊生胶中加入上述质量份数的气相法白炭黑、α型纳米氧化铝、硅酸铝、硼酸、乙烯基三乙氧基硅烷，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为15min。(3)在步骤(2)得到的混炼胶中加入聚甲基氢硅氧烷，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为3min。(4)在步骤(3)得到的混炼胶中加入乙烯基硅氧烷，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为5min。(5)在步骤(4)得到的混炼胶中加入氯铂酸，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为2min，薄通3次，下片。得到本发明中温硫化的陶瓷化耐火硅橡胶。根据国家标准将本硅橡胶进行测试，结果如下：性能数值拉伸强度/(MPa)8.1断裂伸长率/(％)450撕裂强度/(kN/m)24体积电阻率1015Ω·cm阻燃性V-0实施例2中温硫化陶瓷化耐火硅橡胶的组分及质量份如下：甲基乙烯基硅橡胶100份沉淀法白炭黑25份α型纳米氧化铝15份硼酸7份硅酸镁45份乙烯基三甲氧基硅烷0.65份四甲基二氢二硅氧烷1.25份乙炔醇5份氯铂酸(以铂的质量计)40*10-6份制备方法如下：(1)将甲基乙烯基硅橡胶包辊混炼，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为4min。(2)在步骤(1)中得到的包辊生胶中加入上述质量份数的沉淀法白炭黑、α型纳米氧化铝、硅酸镁、硼酸、乙烯基三甲氧基硅烷，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为20min。(3)在步骤(2)得到的混炼胶中加入四甲基二氢二硅氧烷，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为3min。(4)在步骤(3)得到的混炼胶中加入乙炔醇，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为5min。(5)在步骤(4)得到的混炼胶中加入氯铂酸，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为3min，薄通5次，下片。得到本发明中温硫化的陶瓷化耐火硅橡胶。根据国家标准将本硅橡胶进行测试，结果如下：性能数值拉伸强度/(MPa)7.5断裂伸长率/(％)350撕裂强度/(kN/m)23体积电阻率1015Ω·cm阻燃性V-0实施例3中温硫化陶瓷化耐火硅橡胶的组分及质量份如下：甲基乙烯基硅橡胶100份气相法白炭黑10份α型纳米氧化铝20份硼酸10份硅酸镁50份乙烯基三甲氧基硅烷1.5份聚甲基氢硅氧烷2份二甲基富马酸9份氯铂酸(以铂的质量计)60*10-6份制备方法如下：(1)将甲基乙烯基硅橡胶包辊混炼，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为6min。(2)在步骤(1)中得到的包辊生胶中加入上述质量份数的气相法白炭黑、α型纳米氧化铝、硅酸镁、硼酸、乙烯基三甲氧基硅烷，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为23min。(3)在步骤(2)得到的混炼胶中加入聚甲基氢硅氧烷，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为4min。(4)在步骤(3)得到的混炼胶中加入二甲基富马酸，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为5min。(5)在步骤(4)得到的混炼胶中加入氯铂酸，双辊开炼机的辊筒速比为1.3：1，快辊在后，混炼时间为2min，薄通7次，下片。得到本发明中温硫化的陶瓷化耐火硅橡胶。根据国家标准将本硅橡胶进行测试，结果如下：性能数值拉伸强度/(MPa)7.0断裂伸长率/(％)300撕裂强度/(kN/m)22体积电阻率1015Ω·cm阻燃性5-V当前第1页1 2 3