一种阻燃室温硫化硅橡胶复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种阻燃室温硫化硅橡胶复合材料及其制备方法，具体说，是涉及一 种包含多面低聚倍半硅氧烷阻燃剂的室温硫化硅橡胶复合材料及其制备方法，属于阻燃剂
技术领域。
【背景技术】
[0002] 在众多的合成橡胶中，硅橡胶是其中的佼佼者，它具有无味无毒、不怕高温和抵御 严寒的特点，在三百摄氏度和零下九十摄氏度时都能"泰然自若"、"面不改色"，不失原有的 强度和弹性。硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、以及防霉性、化学稳定性等性能。 由于具有了这些优异的性能，使得硅橡胶在现代医学、工业等众多领域发挥了重要的作用。
[0003] 但硅橡胶本身易发阴燃，这在一定程度上限制了其在电子电气、汽车和航空航天 等领域的应用，因此需要对硅橡胶进行改性以扩大其应用范围。目前阻燃硅橡胶的研宄已 取得了一定的进展，开发生产的阻燃剂品种很多，选择余地很大，但也存在诸多不足，例如， 传统的卤素类阻燃剂虽具有很好的阻燃效果，但其在燃烧过程中会释放有毒的卤化氢气 泡，易对人体、环境造成危害；而无机阻燃填料往往需要很高的添加量才能满足阻燃要求， 且与聚合物基体相容性不好，这会影响材料的力学性能和加工性能。因此，从阻燃效果和性 价比看，今后阻燃剂的发展方向是开发无齒、低烟、低毒、低腐蚀、与聚合物基体相容性好的 产品，以提高材料的使用性能并扩大其应用范围。
[0004] 近年来，有机一无机纳米杂化阻燃材料研宄发展相当迅速，无论是从学术角度考 虑，还是从工业化生产出发，都已引起人们的广泛关注。这类材料具有无机材料热氧化稳定 性高、阻燃性好和优异的力学性能，同时兼顾有机材料的易加工、韧性好和密度低等特点， 这类有机一无机纳米杂化阻燃材料中不存在无机离子的团聚和两相界面结合力弱的问题， 同时，由于其分子达到纳米级尺寸，能够很好地与聚合物基体相容，因此，应用前景十分看 好。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种阻燃室温硫化硅橡胶复合材料及其制备 方法，以进一步拓展硫化硅橡胶的应用范围。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0007] 一种阻燃室温硫化硅橡胶复合材料，包括括以重量份计的以下组分：
[0008] 硅橡胶基体 90份，
[0009] 阻燃剂 1?9份，
[0010] 固化剂 0.8?L 2份；
[0011] 其中，所述的硅橡胶基体为双组份硅橡胶，所述的阻燃剂为七苯基硅三醇倍半硅 氧烧。
[0012] 本发明所述的阻燃室温硫化硅橡胶复合材料的制备方法包括如下步骤：
[0013] a)按处方量称取硅橡胶基体和阻燃剂，高速搅拌使混合均匀后加入处方量的固化 剂，继续高速搅拌使混合均匀，制成混合物料；
[0014] b)将上述混合物料倒入模具，进行排气处理后进行室温固化。
[0015] 作为优选方案，所述高速搅拌的速度为2500?3000转/分钟。
[0016] 作为优选方案，室温固化时间为12?24小时。
[0017] 本发明中使用的阻燃剂为七苯基硅三醇倍半硅氧烷，该阻燃剂是一种未完全缩合 的多面低聚倍半硅氧烷，一般首先通过苯基三氯硅烷和水在苯溶剂中进行反应，然后在催 化剂的作用下形成笼状八苯基倍半硅氧烷，最后将得到的笼状八苯基倍半硅氧烷溶于四氢 呋喃在碱性催化剂的作用下制备而成。制备过程中，所用的催化剂为苄基三甲基氢氧化铵， 所用的碱性催化剂为四甲基氢氧化铵。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有下述显著性进步：
[0019] 本发明提供的阻燃室温硫化硅橡胶复合材料由于采用了七苯基硅三醇倍半硅氧 烷作为硅橡胶基体的阻燃材料，从而使制得的阻燃室温硫化硅橡胶复合材料的阻燃、抑 烟、力学性能以及与各组分的相容性能等都得到明显提高；实验表明：本发明提供的阻燃 室温硫化硅橡胶复合材料相比相同方法但不添加七苯基硅三醇倍半硅氧烷阻燃材料制备 的室温硫化硅橡胶，其拉伸强度、断裂延伸率、热失重开始分解温度、热失重中心温度等指 标均有较大提高，当温度达到700°C时，本发明提供的阻燃室温硫化硅橡胶复合材料仍有 40. 4%的残余量，而水平燃烧速率则有较大的降低，显示了其各项阻燃及力学性能较现有 技术有全面的提升；另外，本发明还具有制备工艺简单、经济实用、且性能稳定可靠，易于规 模化等优点，极具工业化应用价值。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明所述的七苯基硅三醇倍半硅氧烷的结构式；
[0021] 图2为实施例与对比例所制备的室温硫化硅橡胶的拉伸强度对比图；
[0022] 图3为实施例与对比例所制备的室温硫化硅橡胶的断裂伸长率对比图；
[0023] 图4为实施例与对比例所制备的室温硫化硅橡胶的水平燃烧速率对比图；
[0024] 图5为实施例与对比例所制备的室温硫化硅橡胶的热失重曲线对比图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合实施例和对比例对本发明做进一步详细、完整地说明。
[0026] 实施例
[0027] a)称取双组分硅橡胶基体置于塑料烧杯中，加入阻燃剂七苯基硅三醇倍半硅氧 烷，混合后用高速搅拌器搅拌使其均匀混合、分散，再加入固化剂，再用高速搅拌器搅拌，制 得混合物；
[0028] b)将上述混合物倒入特氟龙模具中，然后将模具放入真空箱内进行排气处理，排 除混合物内部的气泡；排净混合物内部气泡后，取下模具，用洗耳球对试样表面吹气，消除 混合物表面存在的气泡；
[0029] c)在混合物表面贴膜，再将模具盖上，压平，室温固化一定时间后即得。
[0030] 采用上述方法制备三批次的本发明所述的阻燃室温硫化硅橡胶复合材料，制备过 程中的物料配比及工艺参数如表1所示：
[0031] 表 1
[0032]
【主权项】
1. 一种阻燃室温硫化硅橡胶复合材料，其特征在于，包括以重量份计的以下组分： 双组份硅橡胶基体 90重量份； 七苯基硅三醇倍半硅氧烷阻燃剂 1?9重量份； 固化剂 0. 8?1. 2重量份。
2. -种权利要求1所述的阻燃室温硫化硅橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包 括如下步骤： a) 称取处方量的双组份硅橡胶基体和七苯基硅三醇倍半硅氧烷阻燃剂，搅拌混合均匀 后加入处方量的固化剂，继续搅拌使混合均匀，制成混合物料； b) 将上述混合物料倒入模具，进行排气处理后进行室温固化。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中的搅拌速度为2500?3000 转/分钟。
4. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中的室温固化时间为12? 24小时。
【专利摘要】本发明公开了一种阻燃室温硫化硅橡胶复合材料及其制备方法，所述复合材料包括双组份硅橡胶基体90重量份、七苯基硅三醇倍半硅氧烷阻燃剂1～9重量份、固化剂0.8～1.2重量份；所述复合材料的制备包括将处方量基体和阻燃剂混合均匀后，加入处方量的固化剂，搅拌混合均匀后倒入模具，进行室温固化等步骤。本发明提供的阻燃室温硫化硅橡胶复合材料的阻燃、抑烟、力学性能以及与各组分的相容性能均与不添加七苯基硅三醇倍半硅氧烷阻燃剂的室温硫化硅橡胶相比有极大提高，具有了更广泛的应用前景，且制备工艺简单、性能稳定可靠，易于规模化，极具工业化应用价值。
【IPC分类】C08L83-04, C08K5-549
【公开号】CN104530711
【申请号】CN201410853428
【发明人】袁章林, 王锦成, 李涛涛, 韦小凤
【申请人】上海工程技术大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日