CN102876049B - 一种陶瓷化硅橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷化硅橡胶及其制备方法，本发明所述方法通过在硅橡胶生胶中添加若干种无机填料，通过无机填料和硅橡胶生胶的协效阻燃功能，使得本发明所述方法制得的陶瓷化硅橡胶具有很高的阻燃性能，同时添加的填料也不会影响硅橡胶的其他机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷化硅橡胶及其制备方法，属于橡胶材料技术领域。
背景技术
将硅橡胶应用于输电线路、宇航、机械部件及电子电气等领域时，由于经常需要在高压、高温、发热、放电的条件下工作，因而对硅橡胶在阻燃性能上有较高的要求，因此对阻燃效果较好的陶瓷化硅橡胶的研究变得极为重要。现有技术中的陶瓷化硅橡胶通常是在硅橡胶生胶中添加无机填料，如添加无机硅粉、碳酸钙和蒙脱土等，利用无机材料分解吸收热量以降低聚合物的温度、稀释可燃物从而达到耐火阻燃的目的，但是有些填料加入后会影响硅橡胶的机械性能，从而影响其整体功能，或者某些填料加入后会改变硅橡胶原来的颜色。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种陶瓷化硅橡胶及其制备方法，所述陶瓷化硅橡胶不仅具有很高的阻燃性能，同时添加的填料也不会影响硅橡胶的其他机械性能。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种陶瓷化硅橡胶，其组成成分以质量份计为：
上述的一种陶瓷化硅橡胶，其中，所述甲基乙烯基硅橡胶生胶的平均分子量为59－65万，乙烯基的质量百分含量为0.03－8.0％。
上述的一种陶瓷化硅橡胶，其中，所述白炭黑为气相法或沉淀法白炭黑。
上述的一种陶瓷化硅橡胶，其中，所述氢氧化铝和红磷混合物中氢氧化铝和红磷的质量比为1︰1。
上述的一种陶瓷化硅橡胶的制备方法，制备步骤如下：将甲基乙烯基硅橡胶生胶和硬脂酸锌在真空捏合机中捏合3－5分钟，然后将白炭黑和羟基硅油分多次加入真空捏合机中，每次加入后进行充分搅拌，使混合料搅拌混合均匀，再加入氢氧化铝和红磷混合物、纳米蒙脱土和1,3-二乙炔基四甲基二硅氧烷，进行充分搅拌，待胶料捏合成型后升温到160－180℃，热炼90－120分钟，然后抽真空至真空度为-0.07－-0.05MPa，抽真空30－60分钟后出胶，将胶料在开放式炼胶机上薄通3－5次，最后在滤胶机上进行过滤，即得到所述陶瓷化硅橡胶。
上述的一种陶瓷化硅橡胶的制备方法，其中，将白炭黑和羟基硅油分3次加入真空捏合机中。
上述的一种陶瓷化硅橡胶的制备方法，其中，将胶料在开放式炼胶机上薄通4次。
本发明所述陶瓷化硅橡胶其制备方法中所使用的白炭黑是制备硅橡胶过程中普遍使用的填料，其除了能对硅橡胶起增强作用外，也可通过稀释可燃物浓度、提高硅橡胶分子间的相互作用力来提高硅橡胶的热稳定性，对硅橡胶的陶瓷化具有重要的作用。纳米蒙脱土是蒙脱土经过纳米有机改性，将其层内亲水层转变为疏水层，以提高其与硅橡胶的相容性，将纳米蒙脱土加入到硅橡胶中，能有效地提高硅橡胶的热分解温度，减缓硅橡胶的燃烧反应，促进陶瓷层的生成，同时也有一定的催化作用和捕捉活性自由基的作用，对陶瓷层的生成有利。同时使用氢氧化铝和红磷混合物可对甲基乙烯基硅橡胶生胶、白炭黑和纳米蒙脱土复合材料起到一定的协效阻燃作用。1,3-二乙炔基四甲基二硅氧烷除了硅氧基团具有良好的热和氧化稳定性及憎水性外，同时二乙炔基能进行热反应和或光化学反应而形成具有韧性的含共轭网络的交联聚合物，这种聚合物与硅橡胶共混具有极佳的热氧化稳定性和阻燃性。本发明通过在硅橡胶生胶中添加若干种无机填料，通过各种无机填料和硅橡胶生胶的协效阻燃作用，使得本发明制得的陶瓷化硅橡胶具有很高的阻燃性能，同时添加的填料不会影响硅橡胶的其他机械性能。
具体实施方式
实施例1
一种陶瓷化硅橡胶的制备方法，制备步骤如下：将甲基乙烯基硅橡胶生胶100份和硬脂酸锌0.17份在真空捏合机中捏合3分钟，然后将气相法白炭黑20份和羟基硅油2份分3次加入真空捏合机中，每次加入后进行充分搅拌，主动搅拌桨的搅拌速度为62转/分钟，从动搅拌桨的搅拌速度为56转/分钟，将混合料搅拌混合均匀，再加入氢氧化铝和红磷混合物4份、纳米蒙脱土6份和1,3-二乙炔基四甲基二硅氧烷1份，进行充分搅拌，待胶料捏合成型后升温到160℃，热炼90分钟，然后抽真空至真空度为-0.07MPa，抽真空30分钟后出胶，将胶料在双辊筒开放式炼胶机上薄通3次，最后在滤胶机上进行过滤，即可得到所述陶瓷化硅橡胶。
实施例2
一种陶瓷化硅橡胶的制备方法，制备步骤如下：将甲基乙烯基硅橡胶生胶100份和硬脂酸锌0.18份在真空捏合机中捏合4分钟，然后将沉淀法白炭黑40份和羟基硅油6份分4次加入真空捏合机中，每次加入后进行充分搅拌，主动搅拌桨的搅拌速度为62转/分钟，从动搅拌桨的搅拌速度为56转/分钟，将混合料搅拌混合均匀，再加入氢氧化铝和红磷混合物20份、纳米蒙脱土25份和1,3-二乙炔基四甲基二硅氧烷3份，进行充分搅拌，待胶料捏合成型后升温到170℃，热炼100分钟，然后抽真空至真空度为-0.06MPa，抽真空50分钟后出胶，将胶料在双辊筒开放式炼胶机上薄通4次，最后在滤胶机上进行过滤，即得到所述陶瓷化硅橡胶。
实施例3
一种陶瓷化硅橡胶的制备方法，制备步骤如下：将甲基乙烯基硅橡胶生胶100份和硬脂酸锌0.2份在真空捏合机中捏合5分钟，然后将气相法白炭黑60份和羟基硅油8份分5次加入真空捏合机中，每次加入后进行充分搅拌，主动搅拌桨的搅拌速度为62转/分钟，从动搅拌桨的搅拌速度为56转/分钟，将混合料搅拌混合均匀，再加入氢氧化铝和红磷混合物30份、纳米蒙脱土40份和1,3-二乙炔基四甲基二硅氧烷5份，进行充分搅拌，待胶料捏合成型后升温到180℃，热炼120分钟，然后抽真空至真空度为-0.05MPa，抽真空60分钟后出胶，将胶料在双辊筒开放式炼胶机上薄通5次，最后在滤胶机上进行过滤，即得到所述陶瓷化硅橡胶。
产品性能：
根据国家标准将本发明所述硅橡胶进行测试，结果如下：
| 测试项目 | 测试结果 |
| 硬度 | 53HA |
| 拉伸强度 | 6.7MPa |
| 撕裂强度 | 24.3KN/m |
| 伸长率 | 300% |
| 永久变形率 | 2.7% |
| 极限氧指数 | 40.1 |
| 阻燃等级 | FV-0 |
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。
Claims (3)
1.一种陶瓷化硅橡胶的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：将甲基乙烯基硅橡胶生胶100份和硬脂酸锌0.17份在真空捏合机中捏合3分钟，然后将气相法白炭黑20份和羟基硅油2份分3次加入真空捏合机中，每次加入后进行充分搅拌，主动搅拌桨的搅拌速度为62转/分钟，从动搅拌桨的搅拌速度为56转/分钟，将混合料搅拌混合均匀，再加入氢氧化铝和红磷混合物4份、纳米蒙脱土6份和1,3-二乙炔基四甲基二硅氧烷1份，进行充分搅拌，待胶料捏合成型后升温到160℃，热炼90分钟，然后抽真空至真空度为-0.07MPa，抽真空30分钟后出胶，将胶料在双辊筒开放式炼胶机上薄通3次，最后在滤胶机上进行过滤，即可得到所述陶瓷化硅橡胶。
2.一种陶瓷化硅橡胶的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：将甲基乙烯基硅橡胶生胶100份和硬脂酸锌0.18份在真空捏合机中捏合4分钟，然后将沉淀法白炭黑40份和羟基硅油6份分4次加入真空捏合机中，每次加入后进行充分搅拌，主动搅拌桨的搅拌速度为62转/分钟，从动搅拌桨的搅拌速度为56转/分钟，将混合料搅拌混合均匀，再加入氢氧化铝和红磷混合物20份、纳米蒙脱土25份和1,3-二乙炔基四甲基二硅氧烷3份，进行充分搅拌，待胶料捏合成型后升温到170℃，热炼100分钟，然后抽真空至真空度为-0.06MPa，抽真空50分钟后出胶，将胶料在双辊筒开放式炼胶机上薄通4次，最后在滤胶机上进行过滤，即得到所述陶瓷化硅橡胶。
3.一种陶瓷化硅橡胶的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：将甲基乙烯基硅橡胶生胶100份和硬脂酸锌0.2份在真空捏合机中捏合5分钟，然后将气相法白炭黑60份和羟基硅油8份分5次加入真空捏合机中，每次加入后进行充分搅拌，主动搅拌桨的搅拌速度为62转/分钟，从动搅拌桨的搅拌速度为56转/分钟，将混合料搅拌混合均匀，再加入氢氧化铝和红磷混合物30份、纳米蒙脱土40份和1,3-二乙炔基四甲基二硅氧烷5份，进行充分搅拌，待胶料捏合成型后升温到180℃，热炼120分钟，然后抽真空至真空度为-0.05MPa，抽真空60分钟后出胶，将胶料在双辊筒开放式炼胶机上薄通5次，最后在滤胶机上进行过滤，即得到所述陶瓷化硅橡胶。
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