本发明涉及阻燃材料,尤其涉及高阻燃性陶瓷化硅橡胶及其制备方法。
背景技术:
1、由于陶瓷化硅橡胶具有高温陶瓷化和良好的电绝缘性能,被广泛应用于航空航天、电子和医疗保健等。目前关于陶瓷化硅橡胶的制备主要是通过在硅橡胶中添加陶瓷填料、硫化剂和助熔剂等,通过共混制得。但是对于现有的陶瓷化硅橡胶来说,阻燃性能仍不够好,从而限制了陶瓷化硅橡胶的应用领域,因此亟需开发一种新的陶瓷化硅橡胶以提高其阻燃性能。
技术实现思路
1、基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了高阻燃性陶瓷化硅橡胶及其制备方法,具有优异的阻燃性能。
2、本发明提出的高阻燃性陶瓷化硅橡胶,包含如下重量份的原料:硅橡胶基体100份、白炭黑30-50份、羟基硅油5-10份、偶联剂1-3份、陶瓷填料10-20份、硫化剂1-5份、助熔剂10-30份、阻燃剂4-8份;
3、其中所述陶瓷填料包含如下重量份计的原料:煤气化残碳10-30份、al2o320-40份、cr2o710-30份、tio220-40份和li2o5-15份。
4、优选地,所述硅橡胶基体为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶和二甲基硅橡胶中的一种。
5、优选地,所述硫化剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰、二甲基-(叔丁基过氧化异丙基)苯和n,n'-间苯撑双马来酰亚胺中的一种或几种。
6、优选地,所述助熔剂为玻璃粉、三氧化二硼和硼酸锌中的一种或几种。
7、优选地,所述阻燃剂由羟基磷灰石超长纳米线和聚磷酸铵@壳聚糖@si阻燃剂按4:1-16的质量比复配。
8、本发明提出的上述高阻燃性陶瓷化硅橡胶的制备方法,方法步骤如下:
9、s1:将硅橡胶基体加入捏合机中捏合3-6min,然后加入白炭黑和羟基硅油进行混炼;
10、s2:在s1混炼后的混合料中加入偶联剂、陶瓷填料、助熔剂和阻燃剂继续混炼;
11、s3:对s2中混炼后的物料进行真空处理,并在胶料冷却后于开炼机中加入硫化剂进行混炼;
12、s4:将s3混料后的物料压片后于平板硫化机上加热硫化,再于烘箱中二次硫化,即得高阻燃性陶瓷化硅橡胶。
13、优选地,s1中混炼的温度为60-90℃,混炼时间为20-30min。
14、优选地,s2中混炼的温度为60-90℃,时间为60-120min。
15、优选地,s3中真空处理的温度为90-110℃,真空度-0.1~-0.05mpa,真空处理的时间为20-30min;s3中混炼的温度为20-30℃,时间10-20min。
16、优选地,s4中硫化机加热硫化的温度为140-180℃,时间20-40min,压力10-15mpa;二次硫化的温度为180-200℃,时间60-180min。
17、本发明的有益技术效果:
18、(1)本发明添加的陶瓷填料由煤气化残碳、al2o3、cr2o7、tio2和li2o组成,容易形成桥接结构,从而达到防火阻燃的目的,且cr2o7在形成陶瓷化的过程中有一部分+7价态的cr被还原为+3价态的cr,从而使该陶瓷化硅橡胶成瓷的温度更低,进一步提高阻燃的效果;本发明的煤气化残碳中含有大量的孔道,更容易与其余陶瓷填料形成桥接结构,从而进一步提高成瓷的性能。
19、(2)本发明还在陶瓷化硅橡胶中加入了阻燃剂,进一步提高了陶瓷化硅橡胶的阻燃性能,且阻燃剂由羟基磷灰石超长纳米线和聚磷酸铵@壳聚糖@si阻燃剂组成,在提高陶瓷化硅橡胶的阻燃性能上具有协同促进的作用,从而使陶瓷化硅橡胶在添加少量阻燃剂的情况下即可达到优异的阻燃性能。
1.高阻燃性陶瓷化硅橡胶,其特征在于,包含如下重量份的原料:硅橡胶基体100份、白炭黑30-50份、羟基硅油5-10份、偶联剂1-3份、陶瓷填料10-20份、硫化剂1-5份、助熔剂10-30份、阻燃剂4-8份;
2.根据权利要求1所述的高阻燃性陶瓷化硅橡胶,其特征在于,所述硅橡胶基体为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶和二甲基硅橡胶中的一种。
3.根据权利要求1所述的高阻燃性陶瓷化硅橡胶,其特征在于,所述硫化剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰、二甲基-(叔丁基过氧化异丙基)苯和n,n'-间苯撑双马来酰亚胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的高阻燃性陶瓷化硅橡胶,其特征在于,所述助熔剂为玻璃粉、三氧化二硼和硼酸锌中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的高阻燃性陶瓷化硅橡胶,其特征在于,所述阻燃剂由羟基磷灰石超长纳米线和聚磷酸铵@壳聚糖@si阻燃剂按4:1-16的质量比复配。
6.如权利要求1-5任一项所述的高阻燃性陶瓷化硅橡胶的制备方法,其特征在于,方法步骤如下:
7.根据权利要求6所述的高阻燃性陶瓷化硅橡胶的制备方法,其特征在于,s1中混炼的温度为60-90℃,混炼时间为20-30min。
8.根据权利要求6所述的高阻燃性陶瓷化硅橡胶的制备方法,其特征在于,s2中混炼的温度为60-90℃,时间为60-120min。
9.根据权利要求6所述的高阻燃性陶瓷化硅橡胶的制备方法,其特征在于,s3中真空处理的温度为90-110℃,真空度-0.1~-0.05mpa,真空处理的时间为20-30min;s3中混炼的温度为20-30℃,时间10-20min。
10.根据权利要求6所述的高阻燃性陶瓷化硅橡胶的制备方法,其特征在于,s4中硫化机加热硫化的温度为140-180℃,时间20-40min,压力10-15mpa;二次硫化的温度为180-200℃,时间60-180min。