CN101985550A - 一种单组份室温硫化硅酮防火密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单组份室温硫化硅酮防火密封胶制备过程是将α，ω—二羟基聚硅氧烷90～110份，甲基硅油20～40份，填料70～90份和阻燃剂30～50份依次加入到真空捏合机内，在真空度0.06～0.08MPa，温度100～150℃条件下搅拌2～4小时；然后将所得基料加入真空高速搅拌机内，再依次加入偶联剂1～5份，催化剂1～5份，交联剂10～20份，在真空度0.06～0.08MPa，转速20～100rpm条件下，搅拌反应40～100分钟，制得单组份室温硫化硅酮防火密封胶。制备的密封胶具有良好的阻燃效果和物化性能，为核电和建筑业提供一种新的高性能防火材料。

Description

一种单组份室温硫化硅酮防火密封胶及其制备方法 

技术领域

本发明涉及一种单组份室温硫化硅酮防火密封胶及其制备方法，属于防火阻燃材料。 

技术背景

随着社会的进步和环境保护的增强，人们越来越意识到火灾二次污染(燃烧时烟雾、毒气的散发以及由此引起的严重腐蚀问题)铸成后果的严重性。传统的防火材料中使用卤素作为阻燃填料。卤素阻燃剂阻燃效率高，价格适中，适用范围广。但燃烧时释放出的烟雾含有卤化氢，为有毒、具有腐蚀性的气体。无机阻燃剂中，氢氧化铝、氢氧化镁是最常用的两种，与卤系、磷系等阻燃体系相比，具有无毒、低烟、低腐蚀、低价格等优点。但是氢氧化铝、氢氧化镁复配粉体的粒径直接影响其阻燃性和填充性。 

国外对硅橡胶防火密封材料的研究也很多。1969年美国GE公司的Noble等人发现，在填充白炭黑、不含Si-H键的硅橡胶中加入少量的铂络合物，其自熄时间和燃烧消耗的组分明显减少。例如100份粘度(25℃，下同)约为7500mm2/s的聚二甲基硅氧烷中加入铂质量分数为513×10^-6的氯铂酸的甲醇溶液，其自熄时间由187s缩短为115s，燃烧消耗的组分仅为50％。由于单独使用铂及铂络合物的阻燃效果并不理想，所以人们将铂络合物与其他材料，如炭黑、气相法二氧化钛、碳酸锰、氢氧化铈、氢氧化铝、三唑类化合物、脂肪酸、碳酰胺等配合使用，以提高有机硅高分子材料的阻燃性能。USP 3652488介绍了使用无硫炭黑(灯黑、炉黑、乙炔黑等)与铂络合物复配来提高硅橡胶的阻燃性，USP 3936476中介绍了用铂络合物和碳酸锰微粉(粒子直径小于50微米)复配来提高硅橡胶的阻燃性，USP 4108825中介绍了用氢氧化铈与铂络合物复配的阻燃型硅橡胶，USP 42883605中介绍了用氢氧化铝与铂络合物复配做阻燃剂的硅橡胶，另外人们还将铂络合物与三唑类化合物、脂肪酸、碳酰胺等配合使用，以提高有机硅高分子材料的阻燃性能。以上制备防火密封胶的技术不仅提高了成本(铂络合物价格很贵)，而且也满足不了目前核电站所要求的阻燃性、粘结性等。 

发明内容

本发明的单组份室温硫化硅酮防火密封胶，其原料配比按重量计为： 

α，ω-二羟基聚硅氧烷    90～110份 

甲基硅油                 20～40份 

填料                     70～90份 

阻燃剂                30～50份 

偶联剂                1～5份 

催化剂                1～5份 

交联剂                10～20份。 

其中α，ω-二羟基聚硅氧烷结构式为 

n＝50～2000，R₁＝甲基或乙基，R₂＝甲基或乙基，R₁＝R₂，或者R₁≠R₂，25℃时粘度为60000～90000cp。 

所述甲基硅油的粘度为800-1000cp。 

所述填料为纳米碳酸钙、硅微粉、气相白炭黑中的至少一种或多种。 

所述偶联剂为r-氨丙基三乙氧基硅烷、r-氨丙基三甲氧基硅烷、r-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种或多种。 

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或二辛酸二丁基锡中的至少一种或多种。 

所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种或多种。 

上述单组份室温硅酮防火密封胶的制备方法包括以下步骤： 

(1)将α，ω-二羟基聚硅氧烷90～110份，甲基硅油20～40份，填料70～90份和阻燃剂30～50份依次加入到真空捏合机内搅拌，边搅拌边加热，温度达到80～100时，开始抽真空，真空度0.06～0.08MPa，温度达到150后停止加热，真空搅拌2～4小时。冷却后的物料用三辊研磨机研磨至粒度≤1μm即得基料。 

(2)室温下，将上述基料加入真空高速分散机内，再依次加入偶联剂1～5份，催化剂1～5份，交联剂10～20份，在真空度0.06～0.08MPa，转速20～100rpm条件下，搅拌反应40～100分钟，制得单组份室温硫化硅酮防火密封胶。 

本发明具有如下特点和优点：单组份室温硫化硅酮密封胶产品只有一个组份，可直接施工；在室温下无须加热、光照或其他特殊加工条件，与空气中的水分接触即可硫化为弹性体，具有使用方便的特点，且遇火时不释放烟、有毒气体，不污染环境；粘接性很好，固化后与所接触的材料形成很强的密封，并 对基材腐蚀性小；具有优异的耐气候老化性能、耐紫外线、耐水浸蚀；耐高低温性能卓越，固化后在-40～240℃范围内性能不变。可以广泛地应用在核电、建筑物防火密封、电缆穿墙阻燃密封等领域。 

具体实施方式

实施例1 

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷90份，甲基硅油30份，纳米碳酸钙70份和阻燃剂(ZL-01环保型阻燃剂，厂商：成都高新区今天硅材料有限公司)40份依次加入到真空捏合机内搅拌，边搅拌边加热，温度达到80℃时，开始抽真空，真空度0.08MPa，温度达到150℃后停止加热，真空搅拌3小时。冷却后的物料用三辊研磨机研磨至粒度≤1μm即得基料。 

室温下，将上述基料加入真空高速分散机内，再依次加入r-氨丙基三乙氧基硅烷2份，二月桂酸二丁基锡3份，甲基三丁酮肟基硅烷15份，在真空度0.08MPa，转速20rpm条件下，搅拌反应100分钟，制得单组份室温硫化硅酮防火密封胶，产品性能测试结果详见表1所示。 

实施例2 

将α，ω-二羟基聚甲基乙烯基硅氧烷110份，甲基硅油25份，硅微粉90份和环保阻燃剂50份依次加入到真空捏合机内搅拌，边搅拌边加热，温度达到100℃时，开始抽真空，真空度0.06MPa，温度达到150℃后停止加热，真空搅拌2小时。冷却后的物料用三辊研磨机研磨至粒度≤1μm即得基料。 

室温下，将上述基料加入真空高速分散机内，再依次加入r-氨丙基三甲氧基硅烷5份，二醋酸二丁基锡1份，乙烯基三丁酮肟基硅烷20份，在真空度0.07MPa，转速35rpm条件下，搅拌反应80分钟，制得单组份室温硫化硅酮防火密封胶，产品性能测试结果详见表1所示。 

实施例3 

将α，ω-二羟基聚二乙烯基硅氧烷100份，甲基硅油20份，气相白炭黑80份和环保阻燃剂30份依次加入到真空捏合机内搅拌，边搅拌边加热，温度达到90℃时，开始抽真空，真空度0.065MPa，温度达到150℃后停止加热，真空搅拌4小时。冷却后的物料用三辊研磨机研磨至粒度≤1μm即得基料。 

室温下，将上述基料加入真空高速分散机内，再依次加入r-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1份，二辛酸二丁基锡2份，苯基三丁酮肟基硅烷10份，在真空度0.06MPa，转速100rpm条件下，搅拌反应40分钟，制得单组份室温硫化硅酮防火密封胶，产品性能测试结果详见表1所示。 

实施例4 

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷95份，甲基硅油30份，纳米碳酸钙40份，硅微粉30份和环保阻燃剂30～50份依次加入到真空捏合机内搅拌，边搅拌边加热，温度达到85℃时，开始抽真空，真空度0.07MPa，温度达到150℃后停止加热，真空搅拌4小时。冷却后的物料用三辊研磨机研磨至粒度≤1μm即得基料。 

室温下，将上述基料加入真空高速分散机内，再依次加入r-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份，r-氨丙基三甲氧基硅烷1.5份，二月桂酸二丁基锡2份，二醋酸二丁基锡3份，甲基三丁酮肟基硅烷3份，乙烯基三丁酮肟基硅烷3份，苯基三丁酮肟基硅烷4份，在真空度0.06MPa，转速50rpm条件下，搅拌反应90分钟，制得单组份室温硫化硅酮防火密封胶，产品性能测试结果详见表1所示。 

实施例5 

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷50份，α，ω-二羟基聚二乙烯基硅氧烷60份，甲基硅油40份，纳米碳酸钙30份，硅微粉20份，气相白炭黑35份和环保阻燃剂50份依次加入到真空捏合机内搅拌，边搅拌边加热，温度达到95℃时，开始抽真空，真空度0.06MPa，温度达到150℃后停止加热，真空搅拌4小时。冷却后的物料用三辊研磨机研磨至粒度≤1μm即得基料。 

室温下，将上述基料加入真空高速分散机内，再依次加入r-氨丙基三甲氧基硅烷0.5份，r-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.5份，二醋酸二丁基锡2份，二辛酸二丁基锡2份，乙烯基三丁酮肟基硅烷8份，苯基三丁酮肟基硅烷8份，在真空度0.06MPa，转速40rpm条件下，搅拌反应100分钟，制得单组份室温硫化硅酮防火密封胶，产品性能测试结果详见表1所示。 

比较例1 

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，甲基硅油40份，纳米碳酸钙100份，气相白炭黑35份依次加入到真空捏合机内搅拌，边搅拌边加热，温度达到95℃时，开始抽真空，真空度0.06MPa，温度达到150℃后停止加热，真空搅拌3小时。室温下，将上述基料加入真空高速分散机内，再依次加入r-氨丙基三甲氧基硅烷1份，二醋酸二丁基锡2份，二辛酸二丁基锡2份，苯基三丁酮肟基硅烷16份，在真空度0.06MPa，转速40rpm条件下，搅拌反应110分钟，制得单组份室温硫化硅酮防火密封胶，产品性能测试结果详见表1所示。 

比较例2 

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，甲基硅油40份，纳米碳酸钙50 份，气相白炭黑35份和氢氧化铝30份依次加入到真空捏合机内搅拌，边搅拌边加热，温度达到95℃时，开始抽真空，真空度0.06MPa，温度达到150℃后停止加热，真空搅拌3小时。室温下，将上述基料加入真空高速分散机内，再依次加入r-氨丙基三甲氧基硅烷1份，铂乙烯基硅氧烷螯合物4份，二醋酸二丁基锡2份，二辛酸二丁基锡2份，乙烯基三丁酮肟基硅烷16份，在真空度0.06MPa，转速40rpm条件下，搅拌反应100分钟，制得单组份室温硫化硅酮防火密封胶，产品性能测试结果详见表1所示。 

表1产品性能测试结果 

Claims (8)

1.一种单组份室温硫化硅酮防火密封胶，其特征是该密封胶的原料配比按重量份计为：

α，ω-二羟基聚硅氧烷    90～110份

甲基硅油                 20～40份

填料                     70～90份

阻燃剂                   30～50份

偶联剂                   1～5份

催化剂                   1～5份

交联剂                   10～20份。

2.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮防火密封胶，其特征在于α，ω-二羟基聚硅氧烷结构式为

n＝50～2000，R1＝CH₃-或CH₃CH₂-，R2＝CH₃-或CH₃CH₂-，R1＝R2或者R1≠R2，25℃时粘度为60000～90000cp。

3.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮防火密封胶，其特征在于甲基硅油的粘度为800～1000cp。

4.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮防火密封胶，其特征在于填料为纳米碳酸钙、硅微粉、气相白炭黑中的至少一种或多种。

5.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮防火密封胶，其特征在于偶联剂为r-氨丙基三乙氧基硅烷、r-氨丙基三甲氧基硅烷、r-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种或多种。

6.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮防火密封胶，其特征在于催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或二辛酸二丁基锡中的至少一种或多种。

7.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮防火密封胶，其特征在于交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种或多种。

8.一种权利要求1至8任一项所述单组份室温硫化硅酮防火密封胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将α，ω-二羟基聚硅氧烷90～110份，甲基硅油20～40份，填料70～90份和阻燃剂30～50份依次加入到真空捏合机内搅拌，边搅拌边加热，温度达到80～100℃时，开始抽真空，真空度0.06～0.08MPa，温度达到150℃后停止加热，真空搅拌2～4小时。冷却后的物料用研磨机研磨至粒度≤1μm即得基料；

(2)室温下，将上述基料加入真空高速分散机内，再依次加入偶联剂1～5份，催化剂1～5份，交联剂10～20份，在真空度0.06～0.08MPa，转速20～100rpm条件下，搅拌反应40～100分钟，制得单组份室温硫化硅酮防火密封胶。