一种硅橡胶组合物及一次性薄膜保险丝的制作方法

本申请涉及薄膜保险丝，具体地，涉及一种硅橡胶组合物及一次性薄膜保险丝。

背景技术：

1、一次性薄膜保险丝属于延时开关，用于过电流保护，当电流过大时要求在很短时间内发生熔断。薄膜保险丝表面通常覆盖一层非常薄的薄硅胶层，厚度在0.1mm左右。薄硅胶层要求具有较好的阻燃和抗电弧效果。

2、相对而言，越薄的材料，越容易发生燃烧、漏电起痕和电弧烧蚀等。薄硅胶层的厚度非常薄，因此对硅胶层的阻燃和抗电弧性能提出了较高的要求，常规的阻燃和抗电弧材料，比如氢氧化铝，(1)为了达到更高的阻燃和抗电弧性能，需要加入很多的量，甚至要采用纳米级别的材料，但存在分散困难和/或导致胶料的粘度太大，不好加工，(2)对于阻燃和抗电弧性能的提升有一个限度，达到这个限度后继续增加用量对于性能的提升作用不大。因此，单纯的氢氧化铝作为阻燃和耐电弧填料难以满足薄硅胶层的要求。

技术实现思路

1、为了解决现有上述技术问题，本申请提供一种硅橡胶组合物及一次性薄膜保险丝。

2、本申请采用如下的技术方案：

3、一种硅橡胶组合物，按重量份数计，原料组分包括，100份乙烯基硅橡胶生胶、20-90份poss修饰纳米氢氧化铝和适量交联剂；

4、所述poss修饰纳米氢氧化铝由碳碳双键和环氧基共修饰纳米氢氧化铝与氨基poss按重量比1:0.05-0.5反应制备获得。

5、优选的，所述乙烯基和环氧基共修饰纳米氢氧化铝按如下方法制备：

6、将含碳碳双键硅烷偶联剂和含环氧基硅烷偶联剂一起加入到无水乙醇中，加入不足量水，调节ph为3-5水解缩合，再加水至足量，继续水解，加入纳米氢氧化铝，搅拌反应1-10小时，过滤，清洗，干燥，即得。

7、更优选的，所述含碳碳双键硅烷偶联剂和所述含环氧基硅烷偶联剂的摩尔比为3:1-1:3。

8、更优选的，所述不足量水是指水的摩尔量低于所述含碳碳双键硅烷偶联剂和所述含环氧基硅烷偶联剂完全水解缩合的理论的水摩尔量，所述足量是指水的摩尔量超过所述含碳碳双键硅烷偶联剂和所述含环氧基硅烷偶联剂完全水解缩合的理论的水摩尔量。

9、更优选的，所述纳米氢氧化铝的平均粒径为5-50nm。

10、更优选的，所述含碳碳双键硅烷偶联剂和所述含环氧基硅烷偶联剂的重量和与所述纳米氢氧化铝重量的比为0.1-0.5:1。

11、优选的，所述氨基poss的通式为(sio1.5)nr1xr2y，其中，r1为-ch2ch2ch2nh2，r2选自c1-c4烷基，n＝6、8、10或12，x+y＝n，x＝1-2。

12、优选的，所述适量交联剂为0.8-3份过氧化物硫化剂。

13、优选的，所述适量交联剂由2-100份含氢硅油和0.001-0.1份pt催化剂组成。

14、一种一次性薄膜保险丝，由上述任一实施方案所述的硅橡胶生胶制备获得。

15、氢氧化铝是硅橡胶中常用的耐漏电起痕和抗电弧烧蚀的无机填料，也具有一定的阻燃性，纳米级的氢氧化铝的作用更强。但是纳米级的氢氧化铝在硅橡胶中很难分散，导致达不到期望的阻燃和抗电弧性能。

16、笼型聚倍半硅氧烷，简称poss，是具有空间立体结构的有机-无机杂化材料，尺寸在1-3nm左右，在硅橡胶中可以良好的分散，也可以提高硅橡胶的阻燃性能。

17、本申请将纳米氢氧化铝和poss的性能结合起来，采用poss对纳米氢氧化铝进行改性，发现可以明显提高硅橡胶的阻燃、耐电弧烧蚀等性能，即使是非常薄的硅橡胶(厚度在0.1mm左右)，阻燃性也能达到ul94-v0级别，而且离火自熄时间较短，在熔断电流为dc电流、50a电流和32v电压下不发生明显的电弧烧蚀或者不发生燃烧。而且poss的主链结构与硅胶的主链结构相似，poss与硅胶的相容性好，能提高纳米氢氧化铝在硅橡胶中的分散性和相容性。

18、综上所述，本申请具有以下有益效果：

19、1、本申请采用碳碳双键和环氧基共修饰的纳米氢氧化铝与氨基poss进行反应，将poss纳米结构接枝到纳米氢氧化铝的表面，获得poss改性氢氧化铝，poss结构既可以提高氢氧化铝在硅橡胶中的分散性，也可以与纳米氢氧化铝协同发挥阻燃和抗电弧烧蚀的作用，因此，本申请的硅橡胶的阻燃和抗电弧烧蚀的性能较好。

20、2、纳米氢氧化铝表面接枝有碳碳双键，可以参与硅橡胶的硫化，进一步提高了纳米氢氧化铝与硅橡胶的相容性，纳米氢氧化铝在硅橡胶中的分散性更好、更稳定，更好的发挥纳米氢氧化铝和poss对于硅橡胶阻燃和抗电弧烧蚀的协同性能。

技术特征：

1.一种硅橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，原料组分包括，100份乙烯基硅橡胶生胶、20-90份poss修饰纳米氢氧化铝和适量交联剂；

2.根据权利要求1所述的硅橡胶生胶，其特征在于，所述乙烯基和环氧基共修饰纳米氢氧化铝按如下方法制备：

3.根据权利要求2所述的硅橡胶生胶，其特征在于，所述含碳碳双键硅烷偶联剂和所述含环氧基硅烷偶联剂的摩尔比为3:1-1:3。

4.根据权利要求2所述的硅橡胶生胶，其特征在于，所述不足量水是指水的摩尔量低于所述含碳碳双键硅烷偶联剂和所述含环氧基硅烷偶联剂完全水解缩合的理论的水摩尔量，所述足量是指水的摩尔量超过所述含碳碳双键硅烷偶联剂和所述含环氧基硅烷偶联剂完全水解缩合的理论的水摩尔量。

5.根据权利要求2所述的硅橡胶生胶，其特征在于，所述纳米氢氧化铝的平均粒径为5-50nm。

6.根据权利要求2所述的硅橡胶生胶，其特征在于，所述含碳碳双键硅烷偶联剂和所述含环氧基硅烷偶联剂的重量和与所述纳米氢氧化铝重量的比为0.1-0.5:1。

7.根据权利要求1所述的硅橡胶生胶，其特征在于，所述氨基poss的通式为(sio1.5)nr1xr2y，其中，r1为-ch2ch2ch2nh2，r2选自c1-c4烷基，n=6、8、10或12，x+y=n，x=1-2。

8.根据权利要求1所述的硅橡胶生胶，其特征在于，所述适量交联剂为0.8-3份过氧化物硫化剂。

9.根据权利要求1所述的硅橡胶生胶，其特征在于，所述适量交联剂由2-100份含氢硅油和0.001-0.1份pt催化剂组成。

10.一种一次性薄膜保险丝，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的硅橡胶生胶制备获得。

技术总结
本申请涉及薄膜保险丝技术领域，具体提供一种硅橡胶组合物及一次性薄膜保险丝。本申请的硅橡胶组合物按重量份数计，原料组分包括，100份乙烯基硅橡胶生胶、20‑90份POSS修饰纳米氢氧化铝和适量交联剂；POSS修饰纳米氢氧化铝由碳碳双键和环氧基共修饰纳米氢氧化铝与氨基POSS按重量比1:0.05‑0.5反应制备获得。本申请的硅橡胶组合物阻燃和耐电弧烧蚀性能好，可用于薄膜保险丝。

技术研发人员：林传文,兰盛良
受保护的技术使用者：厦门敦特电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15