CN101747631B - 一种阻燃的室温硫化硅橡胶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其配方包括：30～70重量份聚有机硅氧烷、5～20重量份补强填料、10～60重量份阻燃填料、3～15重量份助剂、和10～50重量份稀释剂。本发明的高效阻燃的室温硫化硅橡胶组合物具有较高的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度以及良好的底材附着力，垂直燃烧实验测试阻燃性能可达到FV1级以上，同时具有优良的抑烟性能。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，具体地说是涉及一种高效阻燃的室温硫化硅橡胶组合物。
背景技术
室温硫化硅橡胶(RTV)是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体，其在室温下无须加热、加压即可就地固化，使用极其方便。室温硫化硅橡胶具有优异的电绝缘性、耐候性、防潮性、抗震性、抗压性以及生理惰性，广泛用于建筑、汽车、电子、电气、化工、机械、航天等领域。但是，室温硫化硅橡胶分子链中含有大量的C、H，属易燃物，极大的限制了它在防火、防漏电性能方面的应用。
传统有机材料的阻燃是使用各种含氯、溴、氮、磷的阻燃添加剂或碱式氢氧化物等。含氯、溴阻燃剂有机材料阻燃效率高，但燃烧时会产生大量有毒烟雾；无机碱式氢氧化物无毒、抑烟，但添加量大，对有机基体的性能影响严重。中国专利200710019170.4公开了一种由坡缕石粉体与三聚氰胺或和红磷复配阻燃剂，用于丁腈橡胶阻燃，但是其中的红磷组分的储存比较危险；专利CN00815650.6叙述了一种由聚合物组合物、含磷化合物、三嗪阻燃剂组成的阻燃混合物，其起阻燃效果的主要成分是含磷化合物和三嗪阻燃剂。CN200410017944.6和CN03119123.1都叙述了用水滑石添加到聚合物中作阻燃剂或热稳定剂，但添加量大，对聚合物的其它性能势必会产生影响。
发明内容
本发明的目的在于基本上克服目前现有阻燃剂的种种缺陷，从而提供一种高效阻燃的室温硫化硅橡胶组合物。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：
本发明提供的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其配方包括以下组份(重量份)：
聚有机硅氧烷 30～70重量份
补强填料 5～20重量份
阻燃填料 10～60重量份
助剂 3～15重量份
稀释剂 10～50重量份
将上述各组成按比例混和均匀，经真空捏合后即可得到本发明的高效阻燃的室温硫化硅橡胶组合物。
本发明的高效阻燃的室温硫化硅橡胶组合物具有较高的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度以及良好的底材附着力，垂直燃烧实验测试阻燃性能可达到FV1级以上，同时具有优良的抑烟性能。
具体实施方式
本发明提供的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其配方包括以下组份(重量份)：
有机聚硅氧烷 30～70重量份
补强填料 5～20重量份
阻燃填料 10～60重量份
助剂 3～15重量份
稀释剂 10～50重量份
所述的聚有机硅氧烷为选自分子链至少有一端为羟基、烷氧基或乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷中的一种或几种。
所述的补强填料包括气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、氧化锌、氧化铝、氧化铁、氧化铈等。
所述的阻燃填料选自纳米多孔SiO2(其粒径为10～600nm，制备方法如CN200510000149.0中所公开)、膨胀蛭石粉、层状硅酸盐、层状蒙托土、锌镁铝二氢氧化物、锌铝二氢氧化物、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米镁铝二氢氧化物、有机氟微粉中的一种或几种。
所述的助剂选自交联剂、催化剂、增塑剂、促进剂的一种或几种。
所述的交联剂包括甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丙酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、聚甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三(N-甲基乙酰胺基)硅烷、二甲基二(N-甲基乙酰胺基)硅烷、甲基乙烯基二(N-甲基乙酰胺基)硅烷、甲基三环己胺基硅烷等。
所述的催化剂包括有机锡、钛酸酯和有机钛螯合物、有机铝络合物等。
所述的增塑剂包括二甲基硅油、聚醚改性硅油、长链烷基硅油等。
所述的促进剂包括γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧硅烷、苯胺甲基三乙氧硅烷、二乙胺基甲基三乙氧硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述的稀释剂选自二甲苯、甲苯、丙酮、乙醚、石油醚、溶剂汽油、甘油、芳香醇、醋酸乙酯中的一种或几种。
在本发明的实施方式中，更为优选的配方包括以下组份(重量份)：
聚有机硅氧烷 30～70重量份
二氧化硅 3～15重量份
阻燃填料 30～60重量份
交联剂 4～8重量份
催化剂 0.01～0.1重量份
促进剂 0.3～1重量份
其中，所述的聚有机硅氧烷是至少一端为羟基、烷氧基或乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷中的一种或几种。
所述的阻燃填料选自纳米多孔SiO2(其粒径为10～600nm)、膨胀蛭石粉、层状硅酸盐、层状蒙托土、锌镁铝二氢氧化物、锌铝二氢氧化物、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米镁铝二氢氧化物、有机氟微粉中的一种或几种。
所述的交联剂是甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、聚甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
所述的催化剂是辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡。
所述的促进剂是γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧硅烷、苯胺甲基三乙氧硅烷、二乙胺基甲基三乙氧硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷的一种或几种。
将上述各组成按比例混和均匀，经真空捏合即可得到本发明的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物。
在本发明优选的实施方式中，首先将部分聚有机硅氧烷、填料预混，研磨薄通后将混料转到真空捏合机，加入剩余聚有机硅氧烷、助剂和稀释剂升温到50～200℃捏合3～120min后，再真空捏合5～60min即可得到本发明的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物。
实施例1
将25Kg羟基封端聚二甲基硅氧烷、3Kg比表面为150m2/g气相SiO2、1Kg1200目氧化锌、1Kg 1200目氧化铝预混5min，加入0.1Kg200nm纳米多孔SiO2(按照CN200510000149.0中所公开的制备方法自制，下同)、粒径为1-3μ镁铝二氢氧化物(自制)9.9Kg继续混合10min，然后将初混料在三棍机上研磨薄通，再转到真空捏合机，升温到50～200℃真空捏合3～120min后，加入5Kg羟基封端聚二甲基硅氧烷、2.5Kg甲基三乙氧基硅烷、0.47Kgγ-氨基丙基三乙氧基硅烷及0.03Kg有机钛络合物、6Kg800cs二甲基硅油、4Kg醋酸丁酯，再真空捏合5～60min即可得到本发明的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物。
将做好的组合物(胶料)注入模具，放置在空气中固化干燥7天，待测。
组合物的配方及性能列于表1和表2。
表1、组合物配方
表2、性能测试
实施例2、
以实施例1中相同的制备方法制备第二种阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其配方及性能列于表3和表4。
表3、组合物配方
表4、性能测试
实施例3、
以实施例1中相同的制备方法制备第三种阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其配方及性能列于表5和表6。
表5、组合物配方
表6、性能测试
实施例4、
以实施例1中相同的制备方法制备第四种阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其配方及性能列于表7和表8。
表7、组合物配方
表8、性能测试
实施例5、
以实施例1中相同的制备方法制备第四种阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其配方及性能列于表9和表10。
表9、组合物配方
表10、性能测试
实施例6、
以实施例1中相同的制备方法制备第四种阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其配方及性能列于表11和表12。
表11、组合物配方
表12、性能测试
由上可见，本发明的高效阻燃的室温硫化硅橡胶组合物具有较高的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度以及良好的底材附着力，垂直燃烧实验测试阻燃性能可达到FV1级以上，同时具有优良的抑烟性能。
Claims (9)
1.一种阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其由下列组分构成：
将上述各组成按比例混和均匀，经真空捏合后，得到所需的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物；
其中所述的阻燃填料为纳米多孔SiO2、锌铝二氢氧化物、或纳米镁铝二氢氧化物。
2.根据权利要求1所述的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于：所述的聚有机硅氧烷为选自分子链至少有一端为羟基、烷氧基或乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于：所述的补强填料为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、氧化锌、氧化铝、氧化铁、或氧化铈。
4.根据权利要求1所述的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于：所述的助剂选自交联剂、催化剂、增塑剂、促进剂的一种或几种；
所述的交联剂为甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丙酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、聚甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三(N-甲基乙酰胺基)硅烷、二甲基二(N-甲基乙酰胺基)硅烷、甲基乙烯基二(N-甲基乙酰胺基)硅烷、或甲基三环己胺基硅烷；
所述的催化剂为有机锡、钛酸酯和有机钛螯合物、或有机铝络合物；
所述的增塑剂为二甲基硅油、聚醚改性硅油、或长链烷基硅油；
所述的促进剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧硅烷、苯胺甲基三乙氧硅烷、二乙胺基甲基三乙氧硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于：所述的稀释剂选自二甲苯、甲苯、丙酮、乙醚、石油醚、溶剂汽油、甘油、芳香醇、醋酸乙酯中的一种或几种。
6.一种阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其由下列组分构成：
其中，所述的聚有机硅氧烷是至少一端为羟基、烷氧基或乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷中的一种或几种；
所述的阻燃填料为纳米多孔SiO2、锌铝二氢氧化物、或纳米镁铝二氢氧化物。
7.根据权利要求6所述的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于：所述的交联剂是甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、聚甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于：所述的催化剂是辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡。
9.根据权利要求6所述的阻燃的室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于：所述的促进剂是γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧硅烷、苯胺甲基三乙氧硅烷、二乙胺基甲基三乙氧硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、或N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷的一种或几种。
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