一种阻燃耐击穿硅橡胶的制作方法

本发明属于材料阻燃改性，具体为一种阻燃耐击穿硅橡胶。

背景技术：

1、汽车动力系统高压封装件，包括发动机缸密封垫、点火线圈护套和高压点火线护套，是汽车动力总成中的核心橡胶零部件，对发动机点火瞬间产生的高电压起保护作用，其性能直接决定了汽车动力总成的寿命。为避免点火系统工作时瞬间电场不均匀导致的闪络放电及失火安全隐患，各大主机厂对高压封装护套的电绝缘性和阻燃自熄性提出越来越苛刻的要求。

2、汽车动力系统高压封装件使用的是高温混炼硅橡胶，传统的高温混炼硅橡胶是以有机过氧化物作为硫化剂后在高温下交联成型。其加工使用过程中会产生异味，其分子结构中不饱和键的聚合等副反应会导致胶料变黄，弱化其生理惰性，严重时会导致电压击穿。为改善传统过氧化物的选择性和活性，新型铂金催化剂应运而生。由于铂金催化剂在热量和氧气环境中，会与多种阻燃元素(磷、氮、硫、溴等)反应削弱其化学活性，导致硅橡胶无法发生硫化交联反应。因此，目前改善硅橡胶耐电击穿性能和阻燃性能主要采用氢氧化铝这类无机填料。

3、但是，氢氧化铝等无机填料的阻燃和电绝缘效率很低，要使胶料获得良好的阻燃和耐电击穿性能需要添加较多的量，会严重恶化胶料的耐高温性能和力学性能，进而限制了制品在长期运行中的防护作用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明基于汽车动力系统高压封装件使用高温混炼硅橡胶采用改善阻燃性能和抗电击穿性能，限制胶料制品长期使用的现状，采用稀土氢氧化物取代氢氧化铝，开发一种具有优异耐高温性能、力学性能和长期使用性能的铂金催化的阻燃耐击穿硅橡胶。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阻燃耐击穿硅橡胶，其特征在于：所述阻燃耐击穿硅橡胶包括以下重量百分比：硅橡胶54.5-97.9％、铂金催化剂0.1-0.5％、补强剂0-30％、稀土氢氧化物2-15％；

3、阻燃耐击穿硅橡胶的制备过程如下：

4、步骤一：选取硅橡胶、铂金催化剂、补强剂和稀土氧化物原料；

5、步骤二：将上述步骤一中的原料进行混炼；

6、步骤三：待原料基本混合均匀后，进行硫化的到成品；

7、步骤四：设置对应的对比例；

8、步骤五：将对比例和步骤三中所得到的阻燃耐击穿硅橡胶均进行阻燃性、耐击穿性和抗拉性进行检测并且记录；

9、步骤六：将对比例和阻燃耐击穿硅橡胶进行高温处理后，再次记录两者阻燃性、耐击穿性和抗拉性进行检测并且记录。

10、优选的，所述步骤二中的混炼温度为40-45℃，混炼时间为5-8分钟，所述步骤三中的硫化温度为150-160℃，硫化时间为5-8分钟。

11、优选的，所述硅橡胶为聚有机硅氧烷，选自二甲基硅橡胶和甲基乙烯基硅橡胶其中的一种或几种的混合胶。

12、优选的，所述铂金催化剂是氯铂酸及其衍生物，选自溶剂型铂催化剂(即氯铂酸的异丙醇或乙醇溶液)、卡斯特铂催化剂(即氯铂酸与乙烯基双封头的络合物)和延迟型铂催化剂(即氯铂酸与乙烯基环体的络合物)其中的一种。

13、优选的，所述补强剂是无机填充料，选自炭黑、白炭黑、碳酸钙和硫酸钙其中的一种或几种的混合物。

14、优选的，所述稀土氢氧化物是金属元素为轻稀土元素的氢氧化物，选自氢氧化镧、氢氧化铈、氢氧化铷其中的一种。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

16、(1)本发明采用金属氢氧化物受热分解出的结晶水在金属元素的催化作用下可与硅橡胶分解时产生的游离碳发生反应，生成挥发的co、co2，阻止了导电的炭化通道的形成，达到耐电击穿的目的。而稀土金属元素的催化能力比传统的氢氧化铝强，所以耐电击穿性能更优，且稀土氢氧化物的热稳定性比氢氧化铝更好，所以可以长时间耐受高温，保证了长时间的绝缘性能。

17、(2)本发明中采用铂金催化剂在表面具有高催化活性，可以吸附氧气分子通过电子转移占据铂原子表面上的活性位点，从而催化氧化、加氢、交联等多种反应，在硅橡胶中可以催化硅氧烷网络结构的形成。

18、(3)本发明采用具有优异热稳定性的稀土氢氧化物作为阻燃剂，它和氢氧化铝一样属于无机填料，一方面保证了硅橡胶不会发生硫化中毒，另一方面还可以提高阻燃效率和耐候性、耐高温性能。

技术特征：

1.一种阻燃耐击穿硅橡胶，其特征在于：所述阻燃耐击穿硅橡胶包括以下重量百分比：硅橡胶54.5-97.9％、铂金催化剂0.1-0.5％、补强剂0-30％、稀土氢氧化物2-15％；

2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐击穿硅橡胶，其特征在于：所述步骤二中的混炼温度为40-45℃，混炼时间为5-8分钟，所述步骤三中的硫化温度为150-160℃，硫化时间为5-8分钟。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃耐击穿硅橡胶，其特征在于：所述硅橡胶为聚有机硅氧烷，选自二甲基硅橡胶和甲基乙烯基硅橡胶其中的一种或几种的混合胶。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃耐击穿硅橡胶，其特征在于：所述铂金催化剂是氯铂酸及其衍生物，选自溶剂型铂催化剂(即氯铂酸的异丙醇或乙醇溶液)、卡斯特铂催化剂(即氯铂酸与乙烯基双封头的络合物)和延迟型铂催化剂(即氯铂酸与乙烯基环体的络合物)其中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃耐击穿硅橡胶，其特征在于：所述补强剂是无机填充料，选自炭黑、白炭黑、碳酸钙和硫酸钙其中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃耐击穿硅橡胶，其特征在于：所述稀土氢氧化物是金属元素为轻稀土元素的氢氧化物，选自氢氧化镧、氢氧化铈、氢氧化铷其中的一种。

技术总结
本发明公开了一种阻燃耐击穿硅橡胶，所述阻燃耐击穿硅橡胶包括以下重量百分比：硅橡胶54.5‑97.9％、铂金催化剂0.1‑0.5％、补强剂0‑30％、稀土氢氧化物2‑15％。本发明采用金属氢氧化物受热分解出的结晶水在金属元素的催化作用下可与硅橡胶分解时产生的游离碳发生反应，生成挥发的CO、CO2，阻止了导电的炭化通道的形成，达到耐电击穿的目的。而稀土金属元素的催化能力比传统的氢氧化铝强，所以耐电击穿性能更优，且稀土氢氧化物的热稳定性比氢氧化铝更好，所以可以长时间耐受高温，保证了长时间的绝缘性能。

技术研发人员：周海晓,张钱旺,胡余剑,周忠坤,叶玲君
受保护的技术使用者：宁波光明橡塑有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8