一种阻燃抗静电硅橡胶组合物的制作方法

本发明涉及硅橡胶阻燃材料，尤其是指一种阻燃抗静电硅橡胶组合物。

背景技术：

1、硅橡胶具有机材料和无机材料性能的高分子弹性体，具有许多优异性能，如耐候性、电性能、低压缩形变、耐热性和耐寒性，广泛应用于电气设备、机动车辆等领域。

2、静电是一种客观存在的自然现象，产生的方式很多，如接触、摩擦、电器间感应等。其中，摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害，常常造成电子电器产品运行不稳定，甚至损坏。硅橡胶在使用过程中，表面容易积累电荷产生静电，导致硅橡胶材料易吸附灰尘，并且在某些场合带来安全隐患。

3、电子电器、汽车、航空航天等行业要求硅橡胶兼具良好的阻燃性能和抗静电性能，目前市场上硅橡胶产品都侧重于单一功能，难以同时具备高阻燃性和高抗静电性。中国专利cn102585385a公开了一种以银、镍粉或银包覆其它核体为导电填料的导电橡胶的制备方法，产品具有较优的导电性和耐氧化性，但是该方法得到的硅橡胶不具有阻燃性能。中国专利cn101168620a，cn101121820a、cn102618208和cn101735619a均是采用添加氢氧化铝，氢氧化镁或硼酸锌中的一种或两种以上的混合物获得良好的阻燃效果，但都不具有抗静电性能。

4、抗静电硅橡胶常用的导电填料主要有碳系粉体、金属粉体、离子型表面活性剂。碳系粉体价格低廉，但添加比例高，不适用于浅色及对卫生、清洁要求较高抗静电制品；金属粉体的导电填料会影响橡胶材料的弹性、柔性；离子型表面活性剂抗静电效果较好，但抗静电性难以持久。

5、因此，亟需提供一种同时具备良好阻燃性和抗静电性能，满足航空航天、电子工业等行业更高要求的阻燃抗静电硅橡胶。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种阻燃抗静电硅橡胶组合物。本发明采用的抗静电粉体在硅橡胶中具有良好的分散性和相容性。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、本发明第一个目的是提供一种阻燃抗静电硅橡胶组合物，按重量份数计，包括以下组分：

4、

5、在本发明的一种实施方式中，所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基摩尔含量为0.02％～0.25％，优选为0.12％～0.15％；分子量为45万～75万，优选为55万～65万。结构式如下：

6、

7、在本发明的一种实施方式中，所述沉淀法白炭黑为比表面积大于等于100g/m2的亲水性的沉淀法白炭黑，优选为比表面积为150g/m2以上的亲水性沉淀法白炭黑；二氧化硅含量大于97.5％。所述所述沉淀法白炭黑的加入量优选为15～25份。

8、在本发明的一种实施方式中，所述功能性阻燃剂选自硅酸钙、氢氧化铝、苯丙三氮唑、碳酸钙和硼酸锌中的一种或多种；所述功能性阻燃剂的表面经过乙烯基三甲氧基硅烷进行硅烷改性。

9、在本发明的一种实施方式中，所述抗静电粉体选自氧化钾、氧化锌、氧化镁、氧化钙和五氧化二磷中的一种或多种。

10、在本发明的一种实施方式中，所述铂金络合物选自氯铂酸的烯烃硅氧烷络合物、氯铂酸的异丙醇溶液、氯铂酸的四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物或氯铂酸的四氢呋喃溶液；优选为氯铂酸的四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物，铂含量在2000ppm～5000ppm。

11、在本发明的一种实施方式中，为了进一步提高硅橡胶的加工性能，所述脱模剂选自低粘度二甲基硅油、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸和硅蜡中的一种或多种。所述低粘度二甲基硅油的粘度为20cs～50cs。

12、在本发明的一种实施方式中，所述结构化控制剂选自低粘度羟基硅油、低粘度烷氧基硅油、二甲基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基羟基硅油、六甲基硅氮烷和硅烷偶联剂中的一种或多种。所述低粘度羟基硅油和低粘度烷氧基硅油的粘度均为20cs～40cs；优选为低粘度羟基硅油和二甲基二甲氧基硅烷。其中羟基硅油的结构式如下：

13、

14、其中聚合度n＝3-10。

15、在本发明的一种实施方式中，所述过氧化物硫化剂选自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷或2,4二氯过氧化苯甲酰。

16、本发明第二个目的是提供所述阻燃抗静电硅橡胶组合物在制备阻燃抗静电硅橡胶材料中的应用，所述应用的方法包括以下步骤：

17、(1)将甲基乙烯基硅橡胶、沉淀法白炭黑、结构控制剂、阻燃剂、抗静电粉体和脱模剂在捏合机中依次加入，搅拌捏合；

18、(2)将步骤(1)所得物料升温至100℃～120℃，在真空度-0.8mpa～-0.9mpa的条件下密炼1.3h～1.7h，冷却，得到混炼胶；

19、(3)将步骤(2)所得混炼胶与过氧化物硫化剂混匀，先160℃～170℃硫化4min～6min，再175℃～185℃硫化1.7h～2.3h，得到阻燃抗静电硅橡胶初始制品；

20、(4)将步骤(3)所得阻燃抗静电硅橡胶初始制品在50℃-85℃、50％rh-85％rh的条件下处理48h-72h，得到所述阻燃抗静电硅橡胶材料。

21、本发明采用的抗静电粉体氧化钾、五氧化二磷、氧化钙、氧化镁等粉体具有吸附性，容易吸收空气中的水份和二氧化碳产生导电离子，从而实现一定的抗静电性。

22、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

23、本发明提供的组合物利用硼酸锌、氢氧化物和铂金络合物等阻燃剂进行复配提高硅橡胶的阻燃性能；采用添加氧化钾、氧化锌、氧化镁、氧化钙、五氧化二磷等特殊粉体复配，来提高硅橡胶的抗静电性能；优化阻燃助剂和抗静电粉体的搭配比例，实现了硅橡胶产品阻燃性和抗静电性的统一。本发明采用的原材料都已实现了工业化的大规模生产，性价比极高，具有成本优势。

技术特征：

1.一种阻燃抗静电硅橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述阻燃抗静电硅橡胶组合物，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基摩尔含量为0.02％～0.25％，分子量为45万～75万。

3.根据权利要求1所阻燃抗静电硅橡胶组合物，其特征在于，所述沉淀法白炭黑为比表面积大于等于100g/m2的亲水性的沉淀法白炭黑；二氧化硅含量大于97.5％。

4.根据权利要求1所述阻燃抗静电硅橡胶组合物，其特征在于，所述功能性阻燃剂选自硅酸钙、氢氧化铝、苯丙三氮唑、碳酸钙和硼酸锌中的一种或多种；所述功能性阻燃剂的表面经过乙烯基三甲氧基硅烷进行硅烷改性。

5.根据权利要求1所述阻燃抗静电硅橡胶组合物，其特征在于，所述抗静电粉体选自氧化钾、氧化锌、氧化镁、氧化钙和五氧化二磷中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述阻燃抗静电硅橡胶组合物，其特征在于，所述铂金络合物选自氯铂酸的烯烃硅氧烷络合物、氯铂酸的异丙醇溶液、氯铂酸的四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物或氯铂酸的四氢呋喃溶液。

7.根据权利要求1所述阻燃抗静电硅橡胶组合物，其特征在于，所述脱模剂选自低粘度二甲基硅油、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸和硅蜡中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述阻燃抗静电硅橡胶组合物，其特征在于，所述结构化控制剂选自低粘度羟基硅油、低粘度烷氧基硅油、二甲基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基羟基硅油、六甲基硅氮烷和硅烷偶联剂中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述阻燃抗静电硅橡胶组合物，其特征在于，所述过氧化物硫化剂选自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷或2,4二氯过氧化苯甲酰。

10.权利要求1-9任意一项所述阻燃抗静电硅橡胶组合物在制备阻燃抗静电硅橡胶材料中的应用，其特征在于，所述应用的方法包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种阻燃抗静电硅橡胶组合物，属于硅橡胶阻燃材料技术领域。一种阻燃抗静电硅橡胶组合物，主要由以下按重量份数计的组分制备而成：甲基乙烯基硅橡胶100份，沉淀法白炭黑10～30份；功能性阻燃剂80～160份，抗静电粉体20～50份，铂金络合物0.1～0.5份；脱模剂0.1～0.5份；结构化控制剂1～5份；过氧化物硫化剂0.5～1.2份。本发明的高阻燃抗静电硅橡胶阻燃性能够达到UL94V0级(1.0mm)、体积电阻率为105Ω·cm～107Ω·cm。本发明的阻燃抗静电硅橡胶组合物可以应用于电线电缆、电子电器、汽车、航空航天等行业。

技术研发人员：党鹏举,邓建波,胡海洋,陈洪野
受保护的技术使用者：苏州赛伍应用技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7