一种阻燃型有机硅泡沫密封垫及其制备方法与流程

本发明涉及密封垫片的，尤其涉及一种阻燃型有机硅泡沫密封垫及其制备方法。

背景技术：

1、密封垫片是一种被广泛应用于机械、设备、管道等流体流动处用的密封备件。密封垫片是以金属或非金属板状材质，经切割，冲压或裁剪等工艺制成，用于管道之间的密封连接，机器设备的机件与机件之间的密封连接。按材质可分为金属密封垫片和非金属密封垫片。金属密封垫片诸如铜垫片、不锈钢垫片、铁垫片、铝垫片等。非金属密封垫片诸如石棉垫片、非石棉垫片、纸垫片、橡胶垫片等。不同类型的密封垫片，性能各有差异，适用工况各有不同；阻燃型密封垫片广泛应用于高温、易燃易爆等高危场所。

2、在新能源汽车等领域，动力电池封装需要采用轻量化的密封垫材料结构设计，同时要求具有优异的密封性和阻燃性，以保障人们的生命财产安全。因此，亟需提供一种阻燃型有机硅泡沫密封垫及其制备方法，以保证特殊工况下密封垫的长期使用寿命。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的不足之处，本发明提供了一种阻燃型有机硅泡沫密封垫，以解决现有常规密封垫无法兼顾轻量化，及密封性和阻燃性等问题，从而保证特殊工况下密封垫的长期使用寿命。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、s1：将1,1'-二茂铁二甲醛和羟甲基吡啶硼酸进行羟醛反应，反应结束后得到有机mof配体二茂铁衍生物；本发明首先在催化剂的作用下，使得1,1'-二茂铁二甲醛和羟甲基吡啶硼酸进行羟醛反应，进而使得有机mof配体二茂铁衍生物带有苯硼酸官能团，从而利用该官能团与金属离子进行分子自组装反应，形成三维网络结构的mof金属有机框架材料。

5、s2：将步骤s1得到的二茂铁衍生物配置成溶液，并加入金属盐溶液，加热升温进行水热反应，得到mof材料；然后再加入n-(2-羟基乙基)氨基磷酸二(2,3-二溴丙基)酯进行取代反应，反应结束后得到端羟基mof材料；本申请的羟甲基吡啶硼酸还含有吡啶基，进而在形成的mof金属有机框架材料中，还可以进一步与n-(2-羟基乙基)氨基磷酸二(2,3-二溴丙基)酯进行取代反应，得到端羟基mof材料。该端羟基mof材料含有磷、溴、硼等多种非金属的阻燃元素，同时结合铁及其他金属阻燃元素的协同作用，进一步使得本申请的密封垫具有优异的阻燃效果。

6、s3：将活性聚硅氧烷与步骤s2得到的端羟基mof材料在反应釜中再进行催化反应，反应结束后得到mof改性发泡聚硅氧烷；本申请利用端羟基mof材料所含的羟基与含氢硅油si-h在催化剂的催化作用下产生氢气，从而可以制得基于金属有机骨架mof的发泡聚硅氧烷材料。本发明的mof改性发泡聚硅氧烷，一方面利用mof所具有的多孔结构，协同活性聚硅氧烷与端羟基mof材料一次发泡反应得到的多孔结构，使得密封垫具有显著的轻量化特点；另一方面，由于活性聚硅氧烷与端羟基mof材料的化学键结合方式，使得密封垫具有优异的稳定性和回弹性。

7、s4：将步骤s3得到的mof改性发泡聚硅氧烷、离子液体、纳米无机填料、硅橡胶树脂和助剂搅拌混合均匀，然后再在模具中通过热压模制得到所述阻燃型有机硅泡沫密封垫。本申请利用离子液体的强溶剂能力，使得mof改性发泡聚硅氧烷和纳米无机填料均匀分散在硅橡胶树脂中，进而保证密封垫整体具有良好的密封效果。另外，密封垫具有非常好的压缩回弹性能，在其正常工作过程中，mof有机骨架结构使得密封垫保持很低的受力效应，提高了密封垫的变形能力；mof有机骨架结构使得密封垫具有优异的耐高低温能力，使其具有长期稳定工作的性能。

8、优选地，所述羟甲基吡啶硼酸为(5-(羟甲基)-3-吡啶基)硼酸和/或6-(羟甲基)吡啶-3-硼酸。

9、优选地，所述金属盐溶液为锌盐溶液、铁盐溶液、铝盐溶液或镁盐溶液中的至少一种。

10、优选地，所述活性聚硅氧烷为甲基含氢硅油、甲基苯基含氢硅油、乙基含氢硅油、乙烯基含氢硅油、甲基甲氧基含氢硅油中的至少一种。

11、优选地，在步骤s3中，所述催化反应的催化剂由有机锡和氯铂酸复配得到。

12、优选地，所述离子液体为吡啶盐离子液体和/或咪唑盐离子液体。

13、优选地，所述纳米无机填料为氢氧化镁和/或氢氧化铝。本申请的纳米无机填料其具有填充剂、阻燃剂、发烟抑制剂三重功能。

14、优选地，所述助剂为润湿剂、防老剂、硅烷偶联剂中的至少一种。

15、本发明的另外一方面是提供一种阻燃型有机硅泡沫密封垫，所述密封垫采用如上述阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法制备得到。

16、本发明的有益效果：

17、本发明制备得到的阻燃型有机硅泡沫密封垫，通过mof改性发泡聚硅氧烷和主体成分硅橡胶树脂的复配，其综合机械性能好，具有轻量化的特点，不仅具有良好的稳定性和回弹性能，而且具有优异的密封性和阻燃性，可保证特殊工况下密封垫的长期使用寿命。

技术特征：

1.一种阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法，其特征在于，所述羟甲基吡啶硼酸为(5-(羟甲基)-3-吡啶基)硼酸和/或6-(羟甲基)吡啶-3-硼酸。

3.如权利要求1所述阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液为锌盐溶液、铁盐溶液、铝盐溶液或镁盐溶液中的至少一种。

4.如权利要求1所述阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法，其特征在于，所述活性聚硅氧烷为甲基含氢硅油、甲基苯基含氢硅油、乙基含氢硅油、乙烯基含氢硅油、甲基甲氧基含氢硅油中的至少一种。

5.如权利要求1所述阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述催化反应的催化剂由有机锡和氯铂酸复配得到。

6.如权利要求1所述阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法，其特征在于，所述离子液体为吡啶盐离子液体和/或咪唑盐离子液体。

7.如权利要求1所述阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法，其特征在于，所述纳米无机填料为氢氧化镁和/或氢氧化铝。

8.如权利要求1所述阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法，其特征在于，所述助剂为润湿剂、防老剂、硅烷偶联剂中的至少一种。

9.一种阻燃型有机硅泡沫密封垫，其特征在于，所述密封垫采用如权利要求1～8任一项所述阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法制备得到。

技术总结
本发明公开了一种阻燃型有机硅泡沫密封垫的制备方法，其包括以下步骤：S1：将1,1'‑二茂铁二甲醛和羟甲基吡啶硼酸进行羟醛反应，得到二茂铁衍生物；S2：将其与金属盐溶液进行水热反应，得到MOF材料；再加入N‑(2‑羟基乙基)氨基磷酸二(2,3‑二溴丙基)酯进行取代反应，得到端羟基MOF材料；S3：将其与活性聚硅氧烷进行催化反应，得到MOF改性发泡聚硅氧烷；S4：将其与离子液体、纳米无机填料、硅橡胶树脂和助剂混合均匀，模压后得到所述密封垫。本发明制备得到的密封垫，具有轻量化的特点，其不仅具有良好的稳定性和回弹性能，而且具有优异的密封性和阻燃性，可保证特殊工况下密封垫的长期使用寿命。

技术研发人员：叶奇为
受保护的技术使用者：慈溪埃弗龙密封件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15